Методичка по биологии. Методичка по биологии Костюков А.А.. Занятие 15 Сцепленное наследование признаков. Наследование признаков, контролируемых генами х и ухромосом человека

• Название: Занятие 15 Сцепленное наследование признаков. Наследование признаков, контролируемых генами х и ухромосом человека
• Анкор: Методичка по биологии
• Дата: 09.12.2020
• Размер: 1.35 Mb.
• Имя файла: Методичка по биологии Костюков А.А..doc
• Тип: Занятие; #158614
• страница: 6 из 11

человека. Биологические аспекты старения и смерти.

1. 
   Постнатальный онтогенез, его периодизация.
   

Постэмбриональное развитие (для человека постнатальное) начинается с момента рождения и заканчивается естественной гибелью или смертью.

Постэмбриональное развитие включает в себя несколько периодов:

1. 
   Дорепродуктивный (ювенильный).
   
2. 
   Репродуктивный (период зрелости).
   
3. 
   Пострепродуктивный (период старости).
   

2. 
   Дорепродуктивный период, его характеристика. Рост организма как важная характеристика дорепродуктивного периода.
   

Дорепродуктивный период начинается сразу после рождения. В это время заканчиваются процессы морфогенеза, начинают функционировать те системы, которые не функционировали в эмбриогенезе (дыхательная, выделительная и ряд других).

Важная характеристика дорепродуктивного периода – это рост организма. При этом происходит увеличение размеров тела в целом, увеличиваются его продольные размеры; увеличиваются размеры тканей и органов.

2. 
   Характер роста организма и отдельных его частей.
   

В основе роста организма лежат три основных процесса:

1. 
   увеличение числа клеток.
   
2. 
   увеличение размеров клеток (гипертрофии).
   
3. 
   накопление межклеточного вещества.
   

Различают два варианта роста: ограниченный и неограниченный. Неограниченный рост продолжается на протяжении всего онтогенеза, вплоть до смерти.

Выделяют несколько типов роста:

Ауксентичный – рост, идущий путем увеличения размеров клеток.

Пролиферационный – рост, протекающий путем размножения клеток. Он делится на мультипликативный и аккреционный.

Мультипликативный рост характеризуется тем, что обе клетки, возникшие от деления родоначальной клетки, снова вступают в деление. Мультипликативный рост очень эффективен и поэтому в чистом виде почти не встречается или очень быстро заканчивается (например, в эмбриональном периоде).

Аккреционный рост заключается в том, что после каждого последующего деления лишь одна из дочерних клеток снова делится, тогда как другая прекращает деление. При этом число клеток растет линейно. Такой рост характерен для органов, где происходит обновление клеточного состава.

Необходимо указать, что особое значение при характеристике роста имеет увеличение продольных размеров тела, которое происходит в основном за счет роста длинных трубчатых костей. В трубчатых костях на границе диафиза и эпифиза выделяют зону роста. Здесь находятся хрящевые клетки, при делении которых кость растёт в длину.

Окончательное окостенение у каждой кости происходит в определенные сроки. У мужчин рост обычно заканчивается к 18-20 годам, у женщин – к 16-18 годам. В это время исчезают последние зоны роста. Именно тогда прекращается рост костей в длину.

Необходимо указать, что до 30 лет человек может подрасти на 3см за счет увеличения размеров позвонков.

Увеличение линейных размеров человека описывается S-образной кривой. Сразу после рождения идет усиленный рост организма, затем снижается и резко ускоряется к 13-14-15 годам. Это так называемый пубертатный скачок роста (в период полового созревания). Далее скорость роста несколько замедляется, а в возрасте 30-40-45 лет рост человека остается постоянным. По такой схеме растут кости, мышцы и многие внутренние органы (печень, почки, селезенка).

При старении происходит незначительное уменьшение роста.

Некоторые органы имеют совершенно иной характер:

К таким органам относится головной и спинной мозг, лимфоидные органы, органы размножения.

Вес головного мозга новорожденного составляет 25% от окончательного веса мозга (во взрослом состоянии), к 5 годам – 90%, к 10 годам – 95%.

Рост вилочковой железы (тимуса) – центрального органа иммунной системы. Относительный вес тимуса (к весу тела) достигает максимума к 12 годам. Абсолютный вес достигает максимума к 30 годам, а затем идет резкое уменьшение веса тимуса.

2. 
   Генетический контроль роста. Роль нервной и эндокринной системы в регуляции процессов роста.
   

Рост относится к генетическим признакам, которые передаются по наследству подобно цвету волос и кожи, разрезу глаз и т.д. Именно поэтому у высоких родителей обычно бывают рослые дети, и наоборот. Рост – полигенный признак, за его проявление в фенотипе отвечают несколько генов. Свой контроль за ростом гены осуществляют через соответствующие гормоны. Важнейшим гормоном является гормон роста или соматотропин, вырабатываемый гипофизом.

Соматотропин стимулирует образование новых хрящевых клеток, а частично и их окостенение, способствует синтезу белка в клеточных структурах и образованию новых капилляров. Большое количество этого гормона вырабатывается ночью. Собственный соматотропин у ребенка вырабатывается с 3- 4 лет.

На рост организма также влияют гормоны щитовидной железы и половые гормоны.

2. 
   Взаимодействие биологического и социального в период детства и мо­лодости.
   

Роль наследственности для роста велика, но это не единственный фактор. Наследственность следует рассматривать как ориентировочную программу, согласно которой рост человека может оказаться, например, в пределах от 160 до 180см. Каким он будет на самом деле, во многом зависит от внешних условий, которые могут тормозить наследственную программу или способствовать ее реализации. Условия среды, влияющие на рост человека: питание, физические нагрузки, психологическое воздействие, курение, алкоголь.

Рост 15 лет мальчиков (г. Москва)

1882г. - 147см.

1923г. - 157см.

1988г. - 170см.

То есть происходит подрастание населения (акселерация).

Одна из вероятных ее причин – улучшение условий жизни (питание). Замечено, что в годы войны и стихийных бедствий рост детей уменьшается. На рост незначительно влияет климат и географическая среда.

2. 
   Формирование конституционных типов, типы телосложения.
   

С ростом человека связано формирование конституционных типов людей. Под этим следует понимать особенности внешних форм тела, особенности функций организма, особенности поведения данного человека. В зависимости от строения тела, в зависимости от внешних форм тела выделяют определенные типы телосложения. В настоящее время существует достаточно много классификаций. Одна из них классификация М.В. Черноруцкого. Согласно этой классификации выделяются 3 типа телосложения:

1. 
   астенический тип.
   
2. 
   гиперстенический тип.
   
3. 
   нормостенический тип.
   

Гиперстеники.

Для них характерно преобладание поперечных размеров, не очень высокий рост, упитанность. Мускулатура хорошо развита. Грудная клетка короткая и широкая. Сердце относительно большое и расположено поперечно. Диафрагма расположена высоко.

Лёгкие короткие. Петли тонкой кишки расположены преимущественно горизонтально.

Астеники

Для них характерно преобладание продольных размеров, стройность, лёгкость. Слабое развитие мышц и жира. Грудная клетка узкая и длинная. Сердце расположено почти вертикально. Диафрагма расположена низко.

Лёгкие длинные. Сравнительно тонкие и узкие кости. Относительно более длинные конечности.

Нормостеники.

Для них характерны усреднённые параметры (с учётом возраста, пола, веса и т.д.)

Врачу необходимо знать тип телосложения, так как люди с различными типами телосложения предрасположены к различным заболеваниям.

Например:

Астеники чаще болеют заболеваниями легких и ЖКТ.

Гиперстеники чаще болеют заболеваниями сердца и сосудов, у них чаще возникает инфаркт миокарда и сахарный диабет.

Необходимо отметить, что тип телосложения предопределён генетически.

Репродуктивный период характеризуется стабильным функционированием всех систем организма. Организм выполняет свою биологическую роль – воспроизведение себе подобных.

2. 
   Старение как продолжение развития. Программные теории старения.
   

Наука, изучающая старение организма – геронтология.

Старение – неизбежно возникающий, закономерно развивающийся разрушительный процесс, снижающий приспособительные возможности организма, сокращающий продолжительность жизни и повышающий вероятность смерти.

В настоящее время выдвинуто более 200 гипотез, пытающихся объяснить механизмы старения. До настоящего времени эти гипотезы не в состоянии ответить на такой казалось бы простой вопрос: почему организмы разных видов характеризуются различной продолжительностью жизни: мыши живут 2 года; птицы от 8 до 70 лет в зависимости от вида; черепахи до 300 лет?

Выделяют хронологическую и биологическую продолжительность жизни.

Хронологическая продолжительность жизни – это средняя продолжительность жизни. Она составляет для развитых стран 80 лет, для развивающихся – 52 года. В 2017г. мы занимали 129 место (из 224 стран) – СПЖ составляла 71 год.

Биологическая продолжительность жизни по разным авторам колеблется от 80 до 200 лет.

На скорость старения и продолжительность жизни оказывает влияние генотип, т.е. имеет место генетический контроль. Можно сказать, старение – закономерная стадия индивидуального развития, поэтому оно генетически предопределено. Об этом говорят следующие данные:

1. 
   каждый вид организмов имеет определённый срок жизни.
   
2. 
   люди с одинаковой генетической программой – монозиготные близнецы – доживают до одинакового возраста.
   
3. 
   круглый червь ценорабдитес элеганс – самооплодотворяющийся гермафродит. Его длина всего 1мм, живёт червь 3,5 суток, умирает сразу после откладывания яиц. При такой короткой жизни, о каких повреждениях можно говорить. Налицо запрограммированная клеточная смерть – апоптоз.
   

Генетическая предопределённость старения составляет суть программной теория старения. Старение – это закономерная и неизбежная стадия онтогенеза.

2. 
   Старение как накопление ошибок в генетическом материале. Стохасти­ческие теории старения.
   

Стохастическая теория старения полагает, что старение связано с накоплением повреждений на разных уровнях организации организма, которые возникают случайно (стохастически) под действием внешних и внутренних факторов.

Эти повреждения в первую очередь происходят на молекулярном уровне (ДНК, белков, липидов, мембран). Изменения на молекулярном уровне приводят к нарушениям на уровне органелл, клеток, тканей и органов и систем органов. Это снижает жизнеспособность организма и повышает вероятности смерти.

Изменения, наблюдаемые в процессе старения организма на разных уровнях организации.
В нешние и внутренние факторы молекулярные повреждения изменение

с остояния органелл клеток изменение состояния клеток изменение

состояния тканей и органов изменение состояния систем организма

снижение жизнеспособности организма увеличение вероятности смерти

2. 
   Процессы, ведущие к старению на разных уровнях организации.
   

Генетический уровень
причины	следствия
Действие внутренних факторов (продуктов обмена, в частности свободных радикалов). Действие внешних факторов (ионизирующее излучение, температурный фактор, химические вещества и т.д.), липиды и другие биомолекулы.	В результате стохастических процессов при действии внутренних и внешних факторов происходит повреждение структуры и функции генетического материала (повреждение оснований ДНК, нарушение репликации и возникновение мутаций). Изменяются свойства белков хроматина, увеличивается прочность связывания гистонов и ДНК. Нарушение функции репарационных ферментов (ошибки репарационных ферментов)
Молекулярный уровень
причины	следствия
Действие внутренних и внешних факторов на белки. Нарушение транскрипции и трансляции вещества, изменения состояния ДНК.	Нарушения структуры и функции белков, липидов (в частности белков и липидов мембран клеток). Нарушение структуры и функций белков-ферментов и вследствие этого нарушение течения ферментативных реакций. Повреждение коллагена. Нарушение структуры кодируемых молекул.

леточный уровень
причины	следствия
Нарушение строения биологических мембран. Нарушение состояния белков цитоплазмы и ядра. Нарушение ферментативных реакций,	Снижение способности клеток к делению. Уменьшение числа функциональных клеток. Увеличение объема клеток. Изменение формы ядра клеток, наличие неровной поверхности ядерных оболочек. Расширение перинуклеарного пространства, расширение ядерных пор. Нарушение структуры митохондрий (набухание, разрушение крист и внутренней мембраны). Появление гигантских митохондрий. Повреждение мембран лизосом и выход ферментов. Нарушение структуры рибосом.
Тканевой и органный уровень
причины	следствия
Изменение структуры и ф-й органелл, клеток и в целом нарушение состояния клеток различных тканей и органов.	Избыточное развитие и качественные изменения соединительной ткани. Атрофические и дистрофические изменения в отдельных клетках тканей и органов. Уменьшение количества клеток паренхиматозных органов. Ухудшение работы тканей и органов.
Системный уровень
причины	следствия
Нарушение структуры и функции тканей и органов.	Снижение эффективности различных систем организма в обеспечении нормальной жизнедеятельности (нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой и т.д.).

2. 
   Продолжительность жизни людей, проблема долголетия.
   

С точки зрения медицины старение – патологическое состояние, приводящее к заболеваниям С.С.С. и злокачественным опухолям.

Гериатрия – наука, изучающая болезни старческого возраста.

Направления, по которым работают ученые с целью замедлить старение организма и продлить жизнь весьма разнообразны.

1. 
   Показано, что антиоксиданты (вит. Е) обезвреживают свободные радикалы и этим увеличивают продолжительность жизни.
   
2. 
   Выделение генов высокоактивных репарирующих ферментов и введение их в организм с помощью методов генной инженерии.
   

2. 
   Биологические аспекты смерти. Смерть клиническая и биологическая.
   

Смерть – это однократное событие в жизни организма, это не одномоментный процесс. Выделяют клиническую и биологическую смерть.

Клиническая смерть характеризуется потерей сознания, отсутствием дыхания, остановкой сердца. Тем не менее, большинство клеток и органов остаются живыми, их метаболизм ещё упорядочен. В таком состоянии организм может находится 5- 7 минут не более.

Биологическая смерть характеризуется резким нарушением обмена веществ, прекращением процесса самообновления клеток, наступлением автолиза клеток. При автолизе происходит выход ферментов из лизосом и растворение клеток. Запускает автолиз недостаточное снабжение клеток кислородом. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода нервные клетки, поэтому некроз клеток КБП наступает через 5-6мин.

Иногда после этого периода удаётся восстановить дыхание и сердечную деятельность, но сознание не возвращается.
ЗАНЯТИЕ 26 Восстановительные процессы в организме.