Транспортная функция биологических мембран. Виды пассивного транспорта веществ через мембрану. Изменения эритроцитов в гипо, гипер и изотонических растворах
 Скачать 1.16 Mb.
|
Этапы антропогенезаВыделяют 4 основных этапа антропогенеза (рис. 69). I этап – 7 млн – 1 млн. лет. Формирование предшественников человека – проантропы (предлюди). К ним относятся австралопитеки (A.africanus – тупиковая ветвь, A.afarensis – предок Homo habilis). Австралопитеки (южные обезьяны, человек умелый) обитали на территории Южной Африки. Для них характерным было переход к прямохождению (строение скелета) и всеядность (строение зубов). Морфологическая характеристика: вес – 25-65 кг, рост – 120-150 см, мозг – 450-500 г (близок к шимпанзе). Homo habilis – мозг 750 г. (существование речи), умели делать галечные орудия и палками или камнями забивали зверей. II этап – 1 млн. – 100 тыс. лет. Древнейшие люди – архантропы. Представитель – Homoerectus – человек выпрямленный. Мозг – 800-1000 г., рост – 160 см. Характеризовались способностью изготовлять орудия труда. Из районов Южной Африки начали расселяться в Азию, Европу. Появились особенность внешнего вида, связанные с особенностями природно-климатических условий обитания. Образовались изолированные формы: питекантроп – Азия (о.Ява) синантроп – Азия (Китай) Гейдельберский человек (Европа) Атлантроп – Алжир Телантроп - Юж. Африка Одловайский питекантроп – Зап. Африка. III этап – 100 тыс. – 25 тыс. лет. Формирование древних людей – палеантропы. Во Франции на оз. Сан-Сезан найдены останки H.s.neandertales. – неандерталец. Рост – 165 см, мозг – 1500 г. Его роль в происхождении современного человека оспаривается. Возможно, параллельно существовала другая ветвь, давшая начало неоантропам – человеку разумному. Согласно другой версии неандертальцы подразделились на 2 группы: поздние – имели звероподобный вид, жили небольшими группами, дали тупиковую ветвь, и ранние – образовывали общины и были предками человека разумного. IV этап – 25 тыс. лет до наст. Вр. – Современные люди – неоантропы. Кроманьонец - человек разумный, предок H.s.sapiens. Характерно развитие речи, коллективный труд, изготовление более совершенных орудий труда. С возникновение человека современного физического типа роль биологических факторов в его эволюции свелась к минимуму, уступив место социальной эволюции. Об этом свидетельствует отсутствие существенных различий между ископаемым человеком, жившим 30-25 тыс. лет назад, и нашим современником. Ланцетовидный сосальщик: систематическое положение, строение, цикл развития, патогенное действие. Лабораторная диагностика и профилактика дикроцелиоза. Ланцетовидный сосальщик (Dicroceliumlanceatum) цикл развития проходит на почве, во влажной траве. Человек (обычно дети) заражается при случайном заглатывании инвазированного метацеркариями муравья. Патогенное действие. Продукты жизнедеятельности сосальщиков оказывают токсико-аллергическое действие. Трематоды, локализующиеся в печени, разрушают ткань печени, закупоривают желчные проходы, т.е. оказывают механическое действие. Они заглатывают эритроциты, лейкоциты, клетки стенок желчных протоков. Могут привести к развитию цирроза печени, отмечается большая частота первичного рака печени. У больных описторхозом также наблюдается поражение поджелудочной железы. Мариты легочного сосальщика в легких располагаются попарно; вокруг них образуются полости, заполненные продуктами обмена паразита и распада окружающих тканей. Яйца паразита с током крови могут заноситься в различные органы. У кровяного сосальщика Schistosomahaematobium, возбудителя урогенитального шистосомоза, сильно выражено механическое воздействие шипов яиц на ткани мочеполовой системы. В мочевом пузыре часто наблюдаются воспалительные процессы, язвы, полипозные разрастания. Больные жалуются на боли в области мочевого пузыря и появление крови в моче (гематурия). Лабораторная диагностикафасциолеза, описторхоза и дикроцелиоза основана на обнаружении яиц в фекалиях и в дуоденальном содержимом; парагонимоза - на обнаружении яиц в мокроте или в фекалиях, урогенитального шистосомоза - в моче, кишечного – в кале. Используют методы ИФА и ПЦР. Экзаменационный билет 44 Синдромы, связанные с аномалиями числа половых хромосом у человека (классификация, особенности кариотипа, краткая характеристика). Наиболее распространенные хромосомные синдромы связаны с нарушениями половых хромосом, которые составляют около 2/3 всех хромосомных нарушений. Возможно, это связано с большей жизнеспособностью индивидов с аномалиями половых хромосом, по сравнению с аномалиями аутосом. Одной из особенностей аномалий половых хромосом, обуславливающих клиническую и социальную значимость, является сравнительно легкое течение заболевания при отсутствии у больных множественных врожденных пороков развития и выраженной умственной отсталости. Уровень умственного развития может быть ниже нормы, но выражается не столь отчетливо, как в случаях аномалий аутосом. Как правило, хромосомные синдромы при аномалиях гоносом проявляются в пубертантном возрасте при появлении вторичных половых признаков. Наиболее распространенными среди численных аномалий половых хромосом являются следующие: 47, ХХХ – трисомия Х. Частота 1:800, 1:1000. – развитие близко к нормальному. Тетрасомия Х – 48, ХХХХ Женский фенотип с мужеподобным телосложением. Первичные и вторичные половые признаки часто (не всегда) недоразвиты. В 75% наблюдается УО. 3. 47, ХХY; 48, XXXY – синдром Клайнфельтера. Частота – 1:400, 1:500. Характерны высокий рост, длинные конечности, слабое развитие волосяного покрова, гинекомастия, евнухоидные пропорции тела, недоразвитие вторичных половых признаков, недоразвитие яичек при нормальных размерах полового члена, азооспермия, снижение потенции. Интеллект снижен. 4. 47, XYY – разновидность синдрома Клайнфельтера, синдром Джекобса. 1:1000 новорожденных мальчиков. Моносомия – уменьшение числа отдельных хромосом. Наблюдается только по половой Х-хромосоме. 45, Х0 – синдром Шерешевского-Тернера. Одна из частых причин (95%) спонтанных абортов и выкидышей. Частота синдрома 1:2000, 1:3000). Гонады не дифференцируются, вместо них образуется соединительная ткань, половые железы не функционируют. Интеллект страдает редко. Эффективно раннее гормональное лечение. Все хромосомные аномалии чаще всего встречаются в виде мозаичных форм. Мозаицизм – это разное содержание хромосом в разных клетках. Если процент мозаичных клеток велик, возможны морфо-физиологические проявления. Популяционная генетика. Классификация человеческих популяций по численности населения. Идеальные и реальные популяции. Факторы, влияющие на изменение генетической структуры популяции. Популяция – это совокупность особей одного вида, длительно населяющих одну территорию, относительно изолированных других групп особей данного вида, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Реальные популяции по численности особей популяции могут быть большими и малыми. Большие человеческие популяции включают более 4 тыс. чел. Малые подразделяются на демы и изоляты. Демы – имеют численность от 1,5 до 4 тыс. чел. Изоляты – наименьшие популяции людей численностью до 1,5 тыс. чел. В реальных популяциях происходят различные генетические процессы, изменяющие частоты доминантных и рецессивных генов. Это 5 основных факторов: 1 – мутации, 2 – случайные колебания частот генов, 3 – изоляция, 4 - дрейф генов, 5 – естественный отбор. Эти 5 факторов – основные движущие силы эволюции (рис.37). Поскольку в больших популяциях эти факторы незначительно меняют частоты генов, в них сохраняется закон Харди-Вайнберга. 1 - Мутации – изменяют частоту генов в популяции. Доминантные мутации проявляются уже в первом поколении и сразу же подвергаются действию естественного отбора. Рецессивные мутации сначала накапливаются в популяции (т.к. не проявляются в гетерозиготном состоянии) и только с появлением рецессивных гомозигот подвергаются действию естественного отбора. Насыщенность популяций мутациями называется генетическим грузом. 2 - Случайные колебания частот генов в малых популяциях (популяционные волны). Факторы: 1) малочисленные выборки. Пример: теоретически рождение мальчика или девочки равновероятно, но в малых выборках (семья) в силу случайных причин это равновесие может нарушаться в малых популяциях. 2) Миграции населения в малых популяциях. Иммиграция поставляет новые аллели и комбинации генотипов, эммиграция – изменяет соотношение различных генотипов в популяции. 3 - Изоляция – это ограничение свободы скрещивания. Различают несколько типов изоляции: географическая (горы, реки, проливы, большие расстояния), генетическая (неполноценность гибридов), экологическая (обитание в различных экологических нишах при разных температурах), морфофизиологические (различия в строении половых органов), социальная (принадлежность к определенному слою общества, национальные традиции), этологическая (религиозные мотивы ограничения браков) и т.д. В малых популяциях часто наблюдается инбридинг – кровно-родственные браки между родственниками 2 и 3 степени. Эти браки нежелательны, т.к. они приводят к инбредной депрессии, поскольку у родственников высока вероятность гетерозиготности по одному и тому же рецессивному патологическому гену, и, следовательно, риск появления больных с аутосомно-рецессивной патологией весьма высок (25%). 4 - Дрейф генов или генетико-автоматические процессы – случайное резкое увеличение частот каких-либо аллелей. Этот эффект наблюдается при резком снижении, а затем резком увеличении численности какой-либо небольшой группы особей, частоты аллелей в которой существенно отличаются от исходной популяции. Вариантами дрейфа генов являются эффект «основателя» (резкое снижение численности популяции в результате переселения группы людей и освоения ими новой территории) и эффект «горлышка бутылки» (резкое снижение численности популяции в результате стихийных бедствий (наводнения, землетрясения, пожары, войны)(рис.38). 5 - Естественный отбор. Устраняет из популяции менее удачные комбинации генов и генотипов и избирательно сохраняет наиболее выгодные для существования комбинации, тем самым изменяя частоты аллелей определенных генов. Интенсивность естественного отбора даже в современных человеческих популяциях довольно высокая. Подтверждением этому служат следующие факты: спонтанные аборты составляют около 50% всех зачатий, мертворождения – 3%, ранняя детская смертность – 2%, не вступает в брак около 20% людей, бесплодны – 10% браков. Легочный сосальщик: систематическое положение, морфология, географическое распространение, цикл развития. Способ инвазии и локализация в организме хозяина, патогенное действие. Лабораторная диагностика. Меры общественной и личной профилактики парагонимоза. В цикле развития легочного сосальщика (Paragonimuswestermani) два промежуточных хозяина: 1 – пресноводный моллюск, 2 – крабы и раки. Заражение человека происходит при употреблении в пищу плохо проваренных крабов и раков, содержащих метацеркарий. Место локализации мариты - мелкие бронхиолы, легкие. Парагонимоз - природно-очаговое заболевание (в России имеются природные очаги в Приамурье и Приморском крае). Патогенное действие. Продукты жизнедеятельности сосальщиков оказывают токсико-аллергическое действие. Трематоды, локализующиеся в печени, разрушают ткань печени, закупоривают желчные проходы, т.е. оказывают механическое действие. Они заглатывают эритроциты, лейкоциты, клетки стенок желчных протоков. Могут привести к развитию цирроза печени, отмечается большая частота первичного рака печени. У больных описторхозом также наблюдается поражение поджелудочной железы. Мариты легочного сосальщика в легких располагаются попарно; вокруг них образуются полости, заполненные продуктами обмена паразита и распада окружающих тканей. Яйца паразита с током крови могут заноситься в различные органы. У кровяного сосальщика Schistosomahaematobium, возбудителя урогенитального шистосомоза, сильно выражено механическое воздействие шипов яиц на ткани мочеполовой системы. В мочевом пузыре часто наблюдаются воспалительные процессы, язвы, полипозные разрастания. Больные жалуются на боли в области мочевого пузыря и появление крови в моче (гематурия). Лабораторная диагностикафасциолеза, описторхоза и дикроцелиоза основана на обнаружении яиц в фекалиях и в дуоденальном содержимом; парагонимоза - на обнаружении яиц в мокроте или в фекалиях, урогенитального шистосомоза - в моче, кишечного – в кале. Используют методы ИФА и ПЦР. Экзаменационный билет 45 Классификация, строение и функции лизосом и пероксисом. Лизосомы Лизосомы (от греч. lisis – разрушение, soma – тело) – пузырьки больших или меньших размеров, заполненные ферментами (около 80: гидролазы, протеазами, липазами, нуклеазами). Лизосомы образуются в ЭПС и аппарате Гольджи. Основная функция лизосом – внутриклеточное расщепление и переваривание веществ, поступивших в клетку и удаление их из клетки. Различают первичные и вторичные лизосомы. Первичные лизосомы – это пузырьки, отделившиеся от ЭПС и дисков аппарата Гольджи, содержащие гидролитические ферменты (гидролазы, протеазы, липазы, нуклеазы и т.д., всего более 80 ферментов). Эти ферменты способны расщеплять белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Вторичные лизосомы: 1- пищеварительная вакуоль; 2 – аутофагирующая вакуоль; 3 – остаточное тельце. Если первичные лизосомы сливаются с фагоцитарными и пиноцитарными пузырьками, образуются вторичные лизосомы (пищеварительная вакуоль или фаголизосома). В них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем эндоцитоза. Продукты переваривания поглощаются клеткой, а лизосомы, содержащие нерасщепленные материал, называются остаточными тельцами, которые путем экзоцитоза выводятся наружу. Аутофагирующие вакуоли содержат остатки фрагментов самой клетки (ЭПС, митохондрий, рибосом и др.), которые также подвергаются расщеплению под действием лизосомальных ферментов. Продукты расщепления лизосом вновь вовлекаются в процессы синтеза белков, жиров и углеводов. Аутофагирующие вакуоли в больших количествах выявляются при голодании, итнтоксикациях, старении, гипоксии и т.д. При механическом разрушении клетки (н-р, при травме), происходит аутолиз, т.е. самопереваривание под действием ферментов лизосом. Т.о. лизосомы участвуют в физиологической и репаративной (восстановительной) регенерации. Функции лизосом. Внутриклеточное пищеварение. Аутолиз и разрушение остатков органоидов. Участие в процессах инволюции, т.е. обратном развитии тканей, например, матки после родов, утрате хвоста у головастиков лягушек и т.д. Участие в защитных реакциях клетки, когда происходит переваривание и обезвреживание чужеродных веществ, например, микробов, поглощенных путом фагоцитоза). Проницаемость мембраны лизосом может изменяться в различных функциональных, патологических или экспериментальных условиях. Вещества, повышающие проницаемость мембраны, называются лабилизаторами (вит. А, кислород, УФО, рентген). Вещества, уменьшающие проницаемость мембраны, называются стабилизаторами (гормоны - преднизолон, кортизон и др.). Пероксисомы Пероксисомы или микротельца – это органеллы, освобождающие клетки от перекисей, накапливающихся вследствие неферментативного окисления жирных кислот, входящих в состав липидов биомембран. Перекиси вызывают денатурацию белка, тормозят активность ферментов. Пероксисомы содержат два основных фермента – каталазу и пероксидазу. Пероксисомы служат вспомогательным местом окисления углеводов. Вакуоли Вакуоли содержатся в цитоплазме клеток растений. Образуются из мелких пузырьков, отщепляющихся от ЭПС. В вакуолях запасается вода, питательные вещества (белки, сахара), откладываются пигменты. Вакуоли поддерживают тургор (давление) в клетке. Некоторые вакуоли напоминают лизосомы. Формы микроэволюции (дивергентная, конвергентная, параллельная). Основные направления эволюции: биологический прогресс и биологический регресс. Результаты эволюционного процесса: * дивергенция (расхождение признаков у одного вида особей), * конвергенция (появление сходства у особей филогенетически неродственных – например, сходная форма тела акулы (рыбы), ихтиозавра (рептилии) и дельфина (млекопитающего)), * параллелизм (параллельное развитие родственных организмов, которые могут независимо приобретать сходные признаки). Результатом эволюции является приспособление особей к меняющимся условиям окружающей среды с последующим видообразованием и, как следствие, возникновение многообразия видов животных видов на планете. Вспомним, что вид – это группа морфологически сходных организмов, имеющих общее происхождение и потенциально способных к скрещиванию между собой в естественных условиях. Критерии вида: морфологические, физиолого-биохимические, генетические, эколого-географические. Все критерии дополняют друг друга, поскольку существуют исключения. Например, виды-морфологические двойники, способность скрещиваться особей разных видов и давать потомство (кряква и шилохвост) и др. Нельзя основываться только на одном критерии вида. Например, бычий и свиной цепень, альвеококки и эхинококки, сосальщики и т.д. морфологически очень схожи, однако имеют разные источники происхождения (т.е. различаются по родовой принадлежности). Генетический критерий вида тоже нельзя использовать изолированно. Так, утки кряква и шилохвост относятся к разным видам, но могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Следовательно, критерии вида всегда нужно рассматривать только в совокупности! Ответные реакции организма хозяина на действие паразита. Факторы, определяющие восприимчивость хозяина к паразиту. Защитные реакции организма хозяина при паразитарной инвазии. Первая реакция организма хозяина - попытка уничтожить паразита неспецифическими защитными средствами (свободные радикалы, гидролазы), затем попытка нейтрализовать факторы его «агрессии» (протеазы, ингибиторы ферментов), в случае неэффективности этих действий проявляются различные защитные реакции организма хозяина: На клеточном уровне организации наблюдается изменение формы или величины пораженных паразитами клеток (увеличение эритроцитов человека при трехдневной малярии). На тканевом уровне организации проявляется способность организма хозяина изолировать паразита от здоровой ткани (формирование соединительнотканной капсулы вокруг эхинококкового пузыря). На организменном уровне организации возникают иммунные ответные реакции хозяина на действие паразита (образование антител). Экзаменационный билет 46 Сцепленное наследование признаков на примере опытов Т.Моргана. Кроссинговер и рекомбинация. Основные положения хромосомной теории наследственности. Закономерности сцепленного наследования генов были изучены в 1911-1916 гг. школой Моргана на мушках дрозофилах. У дрозофилы 8 хромосом (6 аутосом и 2 половые хромосомы: XY – у самцов, ХХ – у самок). Морган изучал следующие признаки: В – серая окраска тела в – черная окраска тела V – длинные крылья v – зачаточные крылья. При скрещивании гомозиготной доминантной особи с гомозиготной рецессивной особью в первом поколении все гибриды имели одинаковые признаки (единообразие гибридов I поколения), а именно, все мухи были серые с длинными крыльями, что соответствовало законам Менделя. Однако при скрещивании двух гетерозиготных особей Морган наблюдал существенное отклонение от закона Менделя вместо ожидаемого расщепления 9:3:3:1. Чтобы выяснить причину этого, Морган провел анализирующее скрещивание гетерозиготной особи с рецессивной гомозиготной особью. Согласно законам Менделя в этом случае при независимом наследовании признаков ожидалось получить 4 разных особи с частотой по 25% каждой – расщепление 1:1:1:1. Но, вопреки ожиданию, при скрещивании гетерозиготных самцов дрозофилы с рецессивными самками расщепление оказалось равным 1:1, т.е. имелось всего 2 варианта с равной частотой (50% и 50%). Причиной этого могло быть только полное сцепление генов, когда они наследуются в паре. Действительно, у самцов дрозофилы сцепление генов всегда полное, т.к. кроссинговер (обмен гомологичными участками) не происходит. При скрещивании гетерозиготной самки с рецессивным самцом в потомстве получили все ожидаемые 4 варианта, при этом родительские формы существенно преобладали по частоте: (41,5%: 41,5%: 8,5%: 8,5%) (рис.7.2). Преобладание исходных родительских форм указывает на то, что гены BV и bv действительно сцеплены. С другой стороны, появление новых форм (серое тело и короткие крылья, черное тело и длинные крылья) говорит о том, что в этих случаях произошла рекомбинация генов. Это является результатом коньюгации хромосом и кроссинговера. В результате кроссинговера с более высокой частотой образуются некроссоверные гаметы и реже – кроссоверные гаметы, сочетающие признаки обоих родителей. В нашем примере некроссоверные гаметы – BV и bv (83%), кроссоверные гаметы – Bv и bV (17%). На основании результатов своих опытов Морган и его ученики сформулировали хромосомную теорию наследственности. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному числу хромосом. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются сцепленно и образуют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. У человека у женщин 23 группы сцепления (22 пары аутосом + Х-хромосомы), у мужчин – 24 группы сцепления (22 пары аутосом + X + Y). Каждый ген в хромосоме занимает определенное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно. Между гомологичными хромосомами в результате кроссинговера может происходить рекомбинация между аллельными генами. Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними. Репаративная регенерация, ее значение. Типичная и атипичная регенерация. Значение регенерации для биологии и медицины. Регенерация (от лат.regeneratioвозрождение) свойство живых систем, процесс восстановления организмом утраченных или повреждённых структур. Регенерация наблюдается постоянно на всех уровнях организации живой материи: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном. Молекулярный и субклеточный уровни объединяются понятием внутриклеточной регенерации. Такая форма регенерации универсальна, т.к. присуща всем без исключения тканям и органам. При этом внутри клетки восстанавливаются молекулы, части органоидов и органоиды. Важную роль во внутриклеточных процессах регенерации играют лизосомы, которые поглощают шлаки, фагоцитируют обломки разрушенных органоидов, образуя аутофагирующие вакуоли, затем остаточные тельца, которые удаляются из клетки. Число лизосом при внутриклеточной регенерации значительно увеличивается. Регенерация на клеточном, тканевом и органном уровнях характеризуется обновлением структур за счет митотического деления клеток. Различают физиологическую и репаративную регенерацию. Иногда в самостоятельную категорию выделяют патологическую регенерацию. Физиологическая регенерация это восстановление внутриклеточных структур, клеток, тканей и органов после их разрушения в процессе нормальной жизнедеятельности организма (обновление). В зависимости от особенностей процесса регенерации органы и ткани объединяются в следующие группы: 1. «Вечные» ткани (нервные клетки, миокард). Это ткани, где наблюдается внутриклеточная регенерация и практически не происходит деления клеток. 2. «Стабильные» ткани: многие внутренние органы, например, печень, почки, надпочечники экзо и эндокринные железы. Для них характерно сочетание непрерывной внутриклеточной и медленной регенерации на клеточном уровне путём митоза. 3. «Лабильные» ткани: эпидермис кожи и его производные (волосы, ногти), крипты эпителия слизистой желудочнокишечного тракта, клеток кожи, костного мозга и периферической крови. Характеризуются высоким уровнем физиологической регенерации за счет высокой скорости пролиферации, т.е. восполнение численности клеток за счёт их деления. Например, продолжительность жизни клеток эпителия тонкой кишки составляет 2 суток. Сравнительно быстро происходит смена эритроцитов, средняя продолжительность жизни которых 125 дней. Это значит, что в теле человека каждую секунду гибнет около 4 млн. эритроцитов и одновременно в костном мозге образуется столько же новых. Репаративная регенерация – это восстановление структур после повреждения ткани или органа (от латинского reparatio восстановление). Повреждения могут возникнуть в результате механических травм, ожогов, обморожений, действия ядовитых веществ, болезнетворных агентов, облучения, голодания и т. д. Репаративная регенерация широко распространена, но способность к ней выражена неодинаково у различных растений и животных. Варианты репаративной регенерации: Соматический эмбриогенез - восстановление целого организма из отдельной малой его части или даже из отдельных клеток. Вариантом соматического эмбриогенеза является вегетативное размножение у растений (из ветки – дерево, из корня – клебника, из листка – фиалки и др.) Среди растений такое восстановление получено у моркови и табака. Среди животных возможно у губок и кишечнополостных. У гидры восстанавливается целый организм из 1/200 её части. Планария – восстановление их 1\10 части 10 особей. Наблюдается у кольчатых червей, морской звезды (из одного луча – целый организм (кометная форма)).Восстановление органов. Широко распространена регенерация отдельных органов, например, антенны и глаз у ракообразных, конечности у тритона, хвоста у ящерицы и т. д. Заживление ран, повреждений костей и внутренних органов. Является менее объемным процессом, но не менее важным для восстановления структурно функциональной целостности организма. Свиной цепень: Тениоз Заболевание вызывает свиной цепень (рис. 85). Этот паразит распространен повсеместно, где имеется облигатный промежуточный хозяин - свинья, в особенности в районах, где население широко употребляет в пищу сырое малосольное свиное сало или мясо Длина свиного цепня 1,5 - 2 м (до 6 м). Сколекс снабжен хоботком и двойной «кроной» крючьев (отсюда название «вооруженный цепень»). Человек заражается при употреблении в пищу свиного мяса или малосоленого свиного сала, инвазированного финнами паразита.(рис85) От момента проглатывания человеком финны свиного цепня до появления первых зрелых члеников в экскрементах проходит около 2 месяцев. Сколекс, находящийся в полости финны, под влиянием пищеварительных соков выворачивается наружу и с помощью присосок и крючьев прикрепляется к стенке в верхней части тонкого кишечника. Оболочки финны перевариваются, паразит начинает расти. Экзаменационный билет 47 Изменчивость – универсальное свойство живого. Классификация и виды изменчивости. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. Различают два типа изменчивости: ненааследственная (фенотипическая) и наследственная (генотипическая). В генотипе заложена способность развития определенных свойств и признаков организма. Эта способность реализуется лишь в определенных условиях среды. Та же наследственная информация в других условиях может проявляться несколько иначе, т.е. под влиянием факторов среды могут меняться морфологические и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип. Фенотипическая изменчивость Изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа, называется фенотипической. Фенотипические изменения, возникающие под влиянием условий среды, называются модификациями. Наследственная изменчивость Генотипическая изменчивость подразделяется на комбинативную и мутационную. Мутационная изменчивость отличается от комбинативной изменчивости. Мутации - вновь возникающие изменения в генотипе, а комбинации - это новые комбинации родительских генов в зиготе. Комбинативная изменчивость. Разнообразные сочетания генов приводят к появлению у потомства новых фенотипов по сравнению с фенотипами обоих родителей. Источники комбинативной изменчивости: 1.Рекомбинация генов при кроссинговере. 2.Независимое расхождение хромосом и хроматид при мейозе. 3.Случайное сочетание хромосом при оплодотворении. Мутационная изменчивость. Мутацией (от лат. mutatio – перемена) называют внезапное, скачкообразное изменение генетического материала, возникающее спонтанно или под влиянием внешних воздействий на организм, передающееся по наследству В соответствии с уровнями организации наследственного материала различают генные, хромосомные и геномные мутации. Генные мутации - изменения структуры генов. Хромосомные мутации - изменения структуры хромосом.. Геномные мутации - изменения числа хромосом. Виды взаимодействия аллелей: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование. Примеры у человека. 1. Полное доминирование: А>a – когда один ген полностью подавляет действие другого гена (выполняются законы Менделя). При этом гомозиготы по доминантному признаку и гетерозиготы фенотипически не отличимы (жёлтый горох). 2. Неполное доминирование АА=Аа=аа – домининтный ген не полностью подавляет рецессивный ген (рис.6.6). Гетерозиготные особи несут свой признак. В случае неполного доминирования расщепление по генотипу 1 : 2 : 1 совпадает с расщеплением по фенотипу 1 : 2 : 1 ( красн., розов., белый ). 3.Сверхдоминирование. АА < Аа Доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном. Например : АА – мухи менее плодовиты и живучи, чем Аа. (рецессивная летальная мутация у мух, явление гетерозиса у растений). 4.Кодоминирование А1+А2=С Два аллеля равнозначны и в сочетании создают новый признак. Классический пример – 4 группа крови у человека . 5. Аллельное исключение. Когда в разных клетках у одной особи проявляются разные гены. Например, при инактивизации одной из Х-хромосом у женщин на некоторых участках кожи появляется витилиго – участки с мутантной Х-хромосомой. Х*х(витилиго) и х*Х(норма) Подцарство Простейшие: классификация, общая характеристика и медицинское значение представителей. Общая характеристика подцарства Простейшие Тело простейших состоит из наружной оболочки, цитоплазмы и ядра (одного или нескольких). Оболочка простейших представлена мембраной, которая может увеличить толщину и плотность за счет образования наружного слоя пелликулы, или более прочной - кутикулы. Цитоплазма обычно подразделяется на внешнюю (более светлую и плотную) эктоплазму, представляющую собой коллоидный гель и внутреннюю эндоплазму, являющуюся коллоидным золем. В эндоплазме находятся органоиды, благодаря которым осуществляется питание, дыхание, выделение простейших. Органоидами передвижения могут быть ложноножки, жгутики или реснички. Большинство простейших имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные формы. У большинства простейших в ядре не более шести хромосом. Простейшие размножаются бесполым и половым путем. При бесполом размножении саркодовые делятся митозом надвое, у споровиков встречается множественное деление (шизогония), у инфузорий – митоз или почкование. При половом размножении у споровиков имеет место спорогония, у инфузорий половой процесс называется конъюгацией. Простейшие могут существовать в двух морфологических формах: вегетативная (трофозоит) и циста. Вегетативные формы некоторых простейших в неблагоприятных условиях способны инцистироваться, т.е. округляться и покрываться плотной оболочкой, т.к. цисты более устойчивы к воздействию неблагоприятных внешних факторов. При попадании в благоприятные условия цисты эксцистируются и начинается период активной жизнедеятельности Экзаменационный билет 48 Схема строения генов эукариот (экзон-интронная организация). Строение генов у эукариот намного сложнее. Генетическая система эукариот называется транскриптоном. Транскриптон также состоит из двух частей: регуляторной (неинформативной) – (90%) и структурной (информативной) – (10%). Регуляторная зона представляет ряд последовательно расположенных генов-промоторов, операторов, терминаторов). Структурная зона состоит из одного гена, имеющего прерывистое строение: кодирующие участки – экзоны чередуются с некодирующими последовательностьями нуклеотидов – интронами. Число генов у эукариот – 30 40 тыс. Т.о. Ген – это участок молекулы ДНК, включающий регуляторные последовательности и соответствующий одной единице транскрипции, в которой находится информация о структуре полипептидной цепи или молекулы РНК. Классификация генов Все гены по функциям подразделяются на структурные и функциональные. Структурные гены несут информацию о строении белков и РНК. Среди функциональных генов выделяют: гены-модуляторы, усиливающие или ослабляющие работу структурных генов (супрессоры (ингибиторы), активаторы, модификаторы); гены, регулирующие работу структурных генов (регуляторы и операторы). Гены активные и репрессированные Основная масса генов, активно функционирующих в большинстве клеток организма на протяжении онтогенеза,— это гены, которые обеспечивают синтез белков общего назначения (белки рибосом, гистоны, тубулины и т. д.), тРНК и рРНК. Такие гены называют конститутивными.. Работа другой группы генов, контролирующих синтез специфических белков, зависит от различных регулирующих факторов. Их называют регулируемымигенами. Изменение условий может привести к активации «молчащих» генов и репрессии активных. Дифференцированная экспрессия генома у млекопитающих обусловливает развитие огромного множества типов тканей. Генотипическая изменчивость (классификация и краткая характеристика). Механизмы генотипической изменчивости на разных уровня организации наследственного материала. Генотипическая изменчивость подразделяется на комбинативную и мутационную. Мутационная изменчивость отличается от комбинативной изменчивости. Мутации - вновь возникающие изменения в генотипе, а комбинации - это новые комбинации родительских генов в зиготе. В соответствии с уровнями организации наследственного материала различают генные, хромосомные и геномные мутации (рис. 7). 1. Генные мутации - изменения структуры генов 1. По характеру нарушения ДНК: 1) замены (транзиции (пурин-пурин, пиримидин-пиримидин), трансверсии (пурин-пиримидин). Замены могут быть нейтральными (генетический код вырожден), приводить к изменению последовательности аминокислот в белке (миссенс-мутации), приводить к образованию СТОП-кодонов (нонсенс-мутации). 2) делеции (выпадения). 3) инсерции (вставки). Делеции и инсерции кратные 3 приводят к выпадению или добавлению 1 аминокислоты, не кратные 3, приводят либо к сдвигу рамки считывания генетического кода. 4) инверсии (перевороты). Инверсии могут нарушать строение гена. 2. По локализации в гене: экзонные (нарушения структуры иРНК и белка), интронные (нарушение сплайсинга), промоторные (нарушения транскрипции). Генные мутации приводят к моногенным наследственным болезням человека. (около 4,5 тыс.): муковисцидоз, ФКУ, ГА, болезнь Вильсона-Коновалова, серповидно-клеточная анемия, МД, МДД, хорея Гентингтона и др. Моногенные болезни, обусловленные рецессивными мутациями, передаются от обоих родителей – носителей рецессивных генов в гетерозиготном состоянии. Примером генной мутации является ФКУ… (по слайду). 2.Хромосомные мутации - изменения структуры хромосом Изменения структуры хромосом. Существуют внутрихромосомные и межхромосомные перестройки. Внутрихромосомные: * потеря различных участков хромосомы (делеция), * удвоение отдельных фрагментов (дупликация, инсерция), * поворот участка хромосомы на 180° (инверсия) Межхромосомные: * перемещение участка с одной хромосомы на другую хромосому - транслокации. 3. Геномные мутации - изменения числа хромосом К геномным мутациям относятся полиплоидии и гетероплоидии. Обусловлены преимущественно нарушениями процесса расхождения хромосом. Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору. В соответствии с этим различают триплоиды (Зп), тетраплоиды (4п) и т. д. Гетероплоидия — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору. При этом набор хромосом в клетке может быть увеличен на одну, две, три хромосомы – полисомии (2п + 1 (трисомия); 2п + 2 (тетрасомия); 2п + 3) или уменьшен на одну хромосому - моносомии (2n-1), нулесомии. Ришта: систематическое положение, строение, цикл развития. Способ инвазии, локализация и патогенное действие паразита. Диагностика и профилактика дракункулеза. Дракункулез Возбудитель распространен в зонах с тропическим и субтропическим климатом (очаги эндемии - в Индии, Афганистане, рис. 7.12). Самка имеет нитевидное тело размерами до 150 см в длину и 1,5 мм в толщину, самец – до 3см (рис.89). Способ заражения человека – алиментарный, при случайном проглатывании зараженных циклопов (низших ракообразных) с нефильтрованной водой. Жизненный цикл со сменой хозяев: окончательные – человек, иногда собаки, обезьяны, промежуточный – циклоп. Патогенное действие. Половозрелая особь локализуется чаще под кожей конечностей поблизости от крупных суставов. Они оказывают токсико-аллергическое и местное механическое воздействие. Лабораторная диагностика. Обнаружение паразитов под кожей. В настоящее время при атипичной локализации используют ИФА. Экзаменационный билет 49 Строение и функции аппарата Гольджи. Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) Аппарат Гольджи назван в честь Камилло Гольджи, который обнаружил органеллу в 1898 г. Обычно расположен около клеточного ядра. Основным элементом органеллы является мембрана, образующая уплощенные цистерны – диски, которые располагаются друг над другом (4-6). Края цистерн переходят в трубочки, от которых отчленяются пузырьки, транспортирующие заключенное в них вещество к месту его потребления. Поэтому наиболее крупные аппараты Гольджи находятся в секретирующих клетках. Диски-цистерны формируются из пузырьков, отпочковывающихся от гладкой ЭПС. Функции: дегидратация белковых продуктов, концентрация веществ, секреция веществ, их сортировка и упаковка, образование комплексных соединений, формирование первичных лизосом, пероксисом и вакуолей. Регуляция экспрессии генов у прокариот на примере лактозного оперона (модель Ф. Жакоба и Ж. Моно). Рассмотрим классическую схему работы (экспрессии) генов прокариот по принципу обратной связи или негативного контроля (репрессии) на примере лактозного оперона у бактерий (кишечной палочки). Эта схема была предложена французскими учеными Жакобом и Моно в 1961 г. За эту работу, признанную классической, они были удостоены Нобелевской премии. В состав оперона у прокариот входят промотор, ген-оператор (включает или выключает работу структурных генов), группа регуляторных и структурных генов и терминатор. На некотором расстоянии от оперона находится генрегулятор, который синтезирует белки 2х типов. Белок-репрессор блокирует оператор, оперон не работает, белок не синтезируется (рис. 8). Если в клетку поступает индуктор (рис. 9), то он связывает белокрепрессор. Оператор освобождается, происходит считывание информации с ДНК на мРНК, запускается биосинтез белка. Наопление белка (фермента) избыточном количестве приводит к связыванию и разрушению индуктора. Белокрепрессор освобождается, оператор блокируется и работа оперона останавливается. Тип Споровики: общая характеристика, классификация и медицинское значение представителей. К типу Споровики относятся около 3600 видов, являющихся внутриклеточными паразитами. Жизненный цикл часто связан со сменой хозяина и чередованием полового и бесполого размножения. Бесполое размножение происходит в теле промежуточного хозяина путем шизогонии (при котором из материнского организма - трофозоита (шизонта) формируются множество дочерних организмов – мерозоитов). Половое размножение происходит в желудке комара. Начинается он с гаметогенеза, затем происходит оплодотворение и формирование зиготы (зигота, покрытая оболочками, называется ооцистой). В ооцисте происходит спорогония, и формируются спорозоиты. Трофозоиты не имеют органоидов движения, пищеварительных, сократительных вакуолей. Питание и выделение происходит осмотически. Снаружи тело покрыто трехслойной пелликулой. Под пелликулой находятся фибриллы и микротрубочки, выполняющие опорную и сократительную функции, обеспечивая движение паразита. На переднем конце тела располагается коноид, имеющий вид усеченного конуса, стенки которого состоят из спирально закрученных фибрилл. У кровяных споровиков коноид отсутствует. На вершине коноида лежат два плотных полярных кольца. Коноид выполняет опорную функцию и участвует в процессе проникновения паразита в клетку хозяина. Около коноида располагаются роптрии, выделяющие секрет, растворяющий оболочку клетки хозяина. Медицинское значение имеют представители класса Sporozoa, отрядов кокцидии (токсоплазма) и гемоспоридии (малярийный плазмодий). Экзаменационный билет 50 Строение эукариотических клеток. основные различия между растительными и животными клетками. Общее: цитоплазма, клеточная мембрана (иногда оболочка), ядро, органеллы и включения. У растений – пластиды и вакуоли. У животных – миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы. Органеллы – постоянные компоненты клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определенные функции. По локализации: - Ядерные. - Цитоплазматические. По назначению: - Специального. - Общего. По строению: - Мембранные (пластиды, ЭПС). - Немембранные (центросомы, рибосомы). Включения – непостоянные компоненты клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определенные функции. -Трофические (белки, жиры, углеводы). -Минеральные (отложения солей). -Пигментные. -Витаминные. -Секреторные (в клетках желёз). -Экскреторные. 2.Популяция – элементарная единица эволюции. Генетическое разнообразие в популяциях людей. Генофонд и генетический груз человеческих популяций. Популяция – это совокупность особей одного вида, длительно населяющих одну территорию, относительно изолированных других групп особей данного вида, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Основой для выяснения генетической структуры популяций является закон Харди-Вайнберга (1908) или з-н поддержания генетического равновесия в популяции: в идеальной популяции частоты генов и генотипов находятся в равновесии и не изменяются в ряду поколений. Основные положения законана Х-В: частота аллелей в популяции – величина постоянная. p+q=1 (100%) Частота генотипов также величина постоянная и может быть выражена формулой: (p+q)2 = p2+2pq+q2=1, или АА+2Аа+аа=1. Эта формула дает возможность рассчитать частоту встречаемости в конкретной популяции гетерозиготных носителей рецессивных аллелей. Н-р: частота ФКУ 1:10000 нр (частота генотипа аа). Следовательно, q2 = 1/10000, q=1/100. Т.к. р+q=1, то p=1-q = 99/100. Частота гетерозиготных носителей = 2pq = 2 x 1/100 x 99/100 = 1/50. В данной популяции каждый 50 – носитель мутации гена. Закон Х-В выполняется в следующих условиях: Популяция должна быть близкой к идеальной, т.е. бесконечно большой по численности. Имеются условия для случайной встречи гамет, т.е. наблюдается полная панмиксия – отсутствие ограничений в выборе партнера. Отсутствует мутационный процесс. Нет притока генов (иммиграции). Нет отбора. Мутации – изменяют частоту генов в популяции. Доминантные мутации проявляются уже в первом поколении и сразу же подвергаются действию естественного отбора. Рецессивные мутации сначала накапливаются в популяции (т.к. не проявляются в гетерозиготном состоянии) и только с появлением рецессивных гомозигот подвергаются действию естественного отбора. Насыщенность популяций мутациями называется генетическим грузом. 3.насекомые – возбудители тканевых и полостных миазов. Классификация, общая характеристика, циклы развития и медицинское значение представителей. Распространенность в Республике Башкортостан. |