3. Поверхностный аппарат животной клетки образуют надмембранные структуры, мембрана и субмембранные структуры. 4
 Скачать 10.53 Mb.
|
|
БИЛЕТ №2 I. Ситуационные задачи. 1) Одним из важнейших моментов эволюции пробионтов стало возникновение мембран. Отграничение от окружающей среды мембраной с избирательной проницаемостью способствует превращению пробионта в примитивную живую систему с устойчивым набором макромалекул. 1. Опишите молекулярную организацию цитоплазматической мембраны. 2. Какие функции она выполняет? 3. Какие еще структуры кроме мембраны образуют поверхностный аппарат животной клетки? 4. Чем отличается организация поверхностного аппарата эукариотической и прокариотической клеток? 5. Назовите органеллы клетки, в образовании которых принимает участие мембрана. Какие функции они выполняют? ОТВЕТЫ. 1. Цитоплазматическая мембрана образована двумя слоями фосфолипидных молекул. Гидрофильные части молекул направлены наружу. Гидрофобные - внутрь на встречу друг другу. В мембрану разным образом встроены белки: поверхностные, полупогруженные, полностью погруженные, трансмембранные (то есть пронизывающие два слоя фосфолипидных молекул). Такая модель строения мембраны называется жидкостно-мозаичная или динамическая. Молекулы фосфолипидов и белков могут менять свое положение в пределах мембраны (поверхностные белки - погружаться в мембрану; наружные- выходить на поверхность). 2. Мембрана выполняет ряд функций: отграничивающую(барьерную), регуляции и обеспечения избирательной проницаемости веществ, образования поверхностей раздела между водной(гидрофильной) и неводной ( гидрофобной) фазами с размещением на этих поверхностях ферментных комплексов. 3. Поверхностный аппарат животной клетки образуют: надмембранные структуры, мембрана и субмембранные структуры. 4.
5. Митохондрии (двумембранные) – участвуют в ферментативном извлечение из определенных химических веществ энергии (путем их окисления) и накопление энергии путем синтеза молекул АТФ- аденозинтрифосфата. Эндоплазматическая сеть. Гладкая ЭПС- синтез почти всех липидов клеточных мембран, детоксикация вредных продуктов обмена, транспортировка и накопление ионов ( преимущественно ионов Са). Гранулярная ЭПС- обеспечение синтеза белков на прикрепленных рибосомах и их внутриклеточного транспорта. Лизосомы (одномембранные). Участвуют во внутриклеточном переваривании различных химических соединений и структур. Пластинчатый комплекс ( комплекс Гольджи). Участвует в образовании лизосом, накоплении синтезированных на мембранах ЭПС продуктов, превращении и сортировке поступивших веществ, образовании гликокаликса. Пероксисомы (функциональная разновидность лизосом). Участвует в метаболизме липидов и окислении веществ с образованием перекиси водорода. Ядерный аппарат. Участвует в хранении и передачи наследственной информации Пластиды ( у растительных клеток- хлоропласты, лейкопласты и хромопласты). 2) В инфекционное отделение больницы был доставлен пациент, проработавший геодезистом-картографом на вырубленных территориях тайги. Ему был поставлен диагноз – весенне-летний энцефалит. 1. Какой клещ является переносчиком возбудителя весенне-летнего энцефалита? 2. Каковы морфо-физиологические особенности клеща? 3. Каковы особенности питания и цикла развтития паразита? 4. Какими путями происходит передача возбудителя и в чем их сущность? 5. Каковы меры личной и общественной профилактики в предупреждении заболевания? 1. Таежный клещ относится к семейству Иксодовых и является переносчиком тяжелого трансмиссивного природно-очагового заболевания, поражающего нервную систему человека – клещевого весенне-летнего энцефалита. 2. Иксодовые клещи довольно крупные — от нескольких миллиметров до 2 см в зависимости от степени насыщения. На переднем конце тела ротовой аппарат сильно выступает вперед. Основным компонентом хоботка является гипостом — длинный уплощенный вырост, несущий направленные кзади острые зубцы. Хелицеры имеют вид колющих стилетов, зазубренных с латеральных сторон. С их помощью в коже хозяина образуется резаная ранка, и в нее вводится гипостом. Средняя кишка имеет многочисленные выросты, заполняющиеся кровью при питании. Здесь кровь может сохраняться до нескольких лет. Вся спинная сторона самца покрыта нерастяжимым хитиновым щитком, у самки такой щитокзанимает не более половины поверхности тела, поэтому покровы самки значительно более растяжимы и она может выпить гораздо больше крови. После питания самки откладывают от 1500 до 20 000 яиц в лесную подстилку, трещины почвы, в норы грызунов. 3. Развитие происходит с неполным метаморфозом (яйцо – личинка - нимфа - имаго). -Личинкиимеют три пары ходильных ног. Они питаются кровью ящериц и мелких грызунов. - Следующая стадия жизненного цикла — нимфа. Она значительно крупнее личинок, имеет три пары ног и питается на зайцах, белках, крысах. После линьки нимфа превращается в половозрелую стадию. - Взрослый клещ сосет кровь крупных домашних и диких копытных, лис, собак и человека. В связи с тем что для каждого периода при переходе к следующей стадии цикла развития клещам необходимо питаться один раз, большинство иксодовых клещей меняет трех хозяев. Такой цикл развития называют треххозяинным. 4. При кровососании происходит трансмиссивная передача вирусов, а при откладке яиц — трансовариалъная передача следующему поколению клещей. 5. Личная профилактика заболевания заключается в предохранении человека от укусов клещей (специальная одежда, обработка кожи отпугивающими клещей препаратами), общественная – в уничтожении клещей и изучении их мест обитания. 3) В процессе развития висцерального черепа человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований висцеральных дуг в ряду челюстноротых. На представленном рисунке эмбриона человека (5 недель развития) видны закладки висцеральных дуг. 1. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг у низших позвоночных. 2. Охарактеризуйте преобразование структур челюстной дуги. Какие косточки среднего уха у млекопитающих из них образуются? 3. Какие эволюционные преобразования наблюдаются в подъязычной дуге? 4. Из каких закладок висцерального черепа формируется подъязычная кость, хрящи гортани и трахея? 5. Назовите онто-филогенетически обусловленные пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа. ОТВЕТЫ. 1. Челюстная дуга (1-я висцеральная дуга)- образует первичные челюсти (у хрящевых рыб). Состоит из двух парных элементов: небно-квадратный хрящ (верхняя часть) и Меккелев хрящ (нижняя часть). Подъязычная дуга (2-я висцеральная дуга). Служит для укрепления челюстей. Верхний элемент- гиомандибулярный хрящ (подвесок); нижний элемент- гиоид. 2. Гиомандибулярный хрящ – стремечко ( сначала у земноводных он преобразуется в столбик) Меккелев хрящ- молоточек. Небно - квадратный хрящ- наковальна. 3. У человека из подъязычной дуги образуется стремя, подъязычная кость и шиловидный отросток височной кости. 4. Жаберные дуги на суше преобразуются: 1 пара- заднии рожки и тело подъязычной кости. 2 и 3 пара- щитовидный хрящ. 4 и 5 пара – хрящи гортани. 6 и 7 пара- хрящи трахеи. 5. Пороки: развитие только одной слуховой косточки- столбика, незаращение твердого неба, увеличение числа костных элементов и др БИЛЕТ №3 I СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ. 1) Стадия биосинтеза белка - процессинг вплоть до последнего времени хранила одну из величайших тайн, раскрытую недавно К. Мело и Э. Файером, за что они получили Нобелевскую премию за 2006 год. 1. Назовите стадии биосинтеза белка у эукариот. 2. Какие виды РНК образуются в ходе транскрипции? Какова их роль? 3. Что такое процессинг? Как он происходит у эукариот? 4. Что такое альтернативный сплайсинг, какова его биологическая роль и для каких генов он характерен? 5. Почему в подавляющем большинстве случаев транскрибированные с генов прокариот м- РНК сразу могут выполнять функции матриц для трансляции? ОТВЕТЫ. 1. – Транскрипция- переписывание информации с ДНК на мРНК, процесс синтеза мРНК. - Посттранскрипция (процессинг). - Трансляция – сборка полипептидной цепи на рибосоме ,в соответствии с инструкцией заключенной в мРНК, включает в себя 3 этапа. 1) Инициация- начало сборки полипептида . 2) Элонгация- удлинение полипептидной цепи (тРНК приносит аминокислоты в том порядке, который определяет мРНК, рибосомальная РНК образует между ними пептидные связи). 3) Терминация- завершение синтеза полипептида в участках-терминаторах. - Посттрансляция – приобретение белком вторичной, третичной и четвертичной структуры. 2. В ходе транскрипции образуется матричная (информационная) РНК, содержащая точную копию информации, записанной в соответствующем участке ДНК. То есть м- РНК содержит информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков. Также м- РНК используются в ходе трансляции, как матрица для синтеза белков. 3. Процессинг. В генах эукариот имеются информативные участки (экзоны) и неинформативные участки (интроны). В процессе транскрипции вся информация переписывается в незрелую или пре - и – РНК. В процессе посттранскрипции интроны вырезаются и удаляются, а экзоны сшиваются ( происходит сплайсинг). Информационная РНК укорачивается, на её концах достраиваются дополнительные нуклеотидные последовательности ( колпачок- КЭП и поли-А последовательность). Благодаря процессингу зрелые мРНК эукариот характеризуются наибольшей стабильностью чем мРНК прокариот. 4. Сплайсинг- удаление интронов с последующим соединением экзонных участков. Нарушение этого процесса может привести к сдвигу рамки считывания и невозможности синтеза нормального пептида. В настоящее время доказана возможность альтернативного( взаимоисключающего) сплайсинга, при котором из одного и того же первичного транскрипта могут удаляться разные нуклеотидные последовательности и образовываться разные зрелые м- РНК. В результате одна и та же последовательность нуклеотидов ДНК может служить информацией для синтезе разных пептидов. Альтернативный сплайсинг характерен в системе генов иммуноглобулинов у млекопитающих, где он позволяет формировать на основе одного транскрипта мРНК для синтеза разных видов антител. ( Альтернативный сплайсинг ведет к образованию разных вариантов м-РНК. В результате появляется возможность синтезировать разные варианты белка, закодированные на одном гене). 5. Прокариоты – одноклеточные организмы. У них нет дифференцировки клеток, нет экзон – интронного строения генов, поэтому сразу образуется зрелая м-РНК. У прокариот процесс трансляции и синтеза мРНК происходит практически одновременно. В значительной степени это связано с недолговечностью бактериальной мРНК, которая достаточно быстро подвергается распаду. 2) У зародыша человека обнаруживается сосуществование предпочки, первичной почки и зачатков вторичной почки. Вторичная почка закладывается в тазовой области. На 2-4 мес. беременности она перемещается в поясничную область. 1. Какие этапы эволюции выделительной системы отражают приведенные факты? 2. Укажите прогрессивные черты организации первичной почки по сравнению с предпочкой. 3. Укажите прогрессивные черты организации вторичной почки по сравнению с первичной. 4. Какие функции выполняют структурные компоненты нефрона вторичной почки человека? 5. Назовите систему органов, с которой выявляется устойчивая морфогенетическая корреляция выделительной системы. В каких преобразованиях выделительной системы она проявляется, в каких пороках развития отражается? ОТВЕТЫ. 1. В филогенезе позвоночных почка прошла три этапа эволюции: - предпочка - головная, или пронефрос; - первичная почка-туловищная, или мезонефрос; - вторичная почка - тазовая, или метанефрос. 2. Предпочка: состоит из 2-12 нефронов, воронки которых открыты в целом, а выводные канальцы впадают в пронефрический канал, который соединен с клоакой ( у личинок рыб и земноводных). Предпочка имеет сегментарное строение. Продукты диссимиляции фильтруются в целом из кровеносных сосудов, которые поблизости от нефронов формируют клубочки. Первичная почка: содержит до нескольких сотен нефронов. Нефроны формируют капсулы почечных клубочков. Капсулы имеют вид двустенных чаш, в которых располагаются сосудистые клубочки, поэтому продукты диссимиляции могут поступать из крови непосредственно в нефрон. Некоторые нефроны сохраняют связь с целомом через воронки, а другие – утрачивают ее. Выделительные канальца удлиняются и в них осуществляется обратное всасывание в кровь воды, глюкозы и других веществ. 3. Вторичная почка: содержит сотни тысяч нефронов наиболее совершенного строения. Нефроны не имеют воронки, а значит полность теряют связь с целомом. Нефрон вторичной почки также как и превичной состоит из почечного тельца и длинного извитого канальца, который делится на три отдела: проксимальный, дистальный и петлю нефрона ( Генле). Благодаря этим структурам возрастает уровень клубочковой фильтрации и реабсорбции в извитых канальцах. 4. В почечном тельце происходит ультрафильтрация из клубочков капилляров в почечную капсулу: глюкозы, аминокислот, витаминов, мочевины, некоторых гормонов, воды. Образуется первичная моча. В проксимальном извитом канальце происходит избирательная реабсорбция в кровоток из первичного фильтрата наибольшего количества его компонентов: глюкозы, витаминов, воды, гормонов, части мочевины, хлористого натрия. В обратном направлении, из крови в извитой каналец, секретируются мочевая кислота и лекарственные препараты. В петле нефрона происходит реабсорбция воды, ионов натрия, хлора. 5. Пороки: сегментированная вторичная почка, имеющая один или даже несколько мочеточников; возможно и полное ее удвоение; тазовая эктопия почки. 3) Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак. 1. Что такое сцепленное с полом наследование? Объясните сцепленное с Х-хромосомой наследование. 2. Назовите другие типы наследования. Чем они характеризуются? 3. В семье, где отец имеет гипоплазию эмали, а мать нормальна по этому признаку, родился сын с нормальными зубами. Какова вероятность рождения второго сына с нормальными зубами? 4. Могут ли иметь девочки от этого брака нормальные зубы? 5. Приведите примеры признаков и заболеваний, сцепленных с X- хромосомой. 1) При наследовании генов, расположенных в половых хромосомах, наблюдается неравномерное распределение этих генов и соответствующих им фенотипических признаков между потомками разных полов. Так, у потомков женского пола нет генов, локализованных в У- хромосоме ( голандрический характер наследования- гены передаются только по мужской линии), а к потомкам мужского пола попадают только материнские аллели генов, локализованных в Х- хромосоме. Наследование признаков, гены которых локализованы в половых хромосомах - это сцепленное с полом наследование. Х- сцепленное наследование. Х-хромосома присутствует в кариотипе каждой особи, поэтому признаки, определяемые генами этой хромосомы, формируются у представителей как женского, так и мужского пола. Особи гомогаметного пола получают эти гены от обоих родителей и через свои гаметы передают их всем потомкам. Представители гетерогаметного пола получают единственную Х-хромосому от гомогаметного родителя и передают ее своему гомогаметному потомству. У млекопитающих (в том числе и человека) мужской пол получает Х-сцепленные гены от матери и передает их дочерям. При этом мужской пол никогда не наследует отцовского Х-сцепленного признака и не передает его своим сыновьям. Так как у гомогаметного пола признак развивается в результате взаимодействия аллельных генов, различают Х-сцепленное доминантное и Х-сцепленное рецессивное наследование. Х-сцепленный доминантный признак передается самкой всему потомству. Самец передает свой Х-сцепленный доминантный признак лишь самкам следующего поколения. Самки могут наследовать такой признак от обоих родителей, а самцы — только от матери. Х-сцепленный рецессивный признаку самок проявляется только при получении ими соответствующего аллеля от обоих родителей (XaXa). У самцовXaY он развивается при получении рецессивного аллеля от матери. Рецессивные самки передают рецессивный аллель потомкам любого пола, а рецессивные самцы — только «дочерям». При Х-сцепленном наследовании, так же как и при аутосомном, возможен промежуточный характер проявления признака у гетерозигот. Например, у кошек пигментация шерсти контролируется Х-сцепленным геном, разные аллели которого определяют черную (XA и рыжую (XA’) пигментацию. Гетерозиготные самки XAXA’ имеют пеструю окраску шерсти. Самцы же могут быть либо черными (XAY), либо рыжими (XA’Y). |