17. Відхилення від законів г. Менделя. Наддомінування, кодомінування, множинний алелізм, пенентрантність і експресивність.

В цілому усі відхилення діляться на 2 групи- взаємодія алель них та неалельних генів. Алельних – повне домунування(розщеплення за генотипом 1:2:1 за фенот.3:3), неповне дом.або проміжне успадкування(розщеплення за генот і фенот 1:2:1), наддомінування(це коли дом. ген у гетерозиготному стані виявляється сильнішим ніж у гомозиготному)

Неалельних(пит.10!)

Види відхилення від М.закон:

Неповне домінування –(спереду)

Наддомінування (спереду)

Кодомінування- це коли множинними є дом. гени, при цьому вони у свому домінуванні є рівнозначними. Прикладом є успадкування груп крові

Множинний алелізм- це коли спостерігається декілька алелей одного і того ж гена, при чому більш ніж 2 хоч успадковується лише 2. Якщо такі гени є рецесивними, то такий множ.алелізм наз. алеоморфність. Алельні гени локалізуються в однакових ділянках гомологічних хромосом і їх прояв може залежати від ступеня розвитку тієї чи іншої ознаки.

Плейотропія-

Пенентрантність- це зміна характеру домінування у гетерозигот яка проявляється у %х. Існують алелі які фенотипові виявляються тільки у певної частини організмів тому при пенентрантності частина особин що х-ється певним фенотипом серед усіх особин з однаковим генотипом

Експресивність – це такий вид успадкування що відображає силу прояву певного гену у фенотипі. Вираж.у %-х.

18. Віруси – неклітинні форми життя. Хімічний склад, морфологія, культивування. Розмноження вірусів.

Віруси — неклітинні форми живих організмів, які складаються з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білкової оболонки, зрідка включаючи інші компоненти (ферменти, ліпідні оболонки тощо). Віруси займають екологічну нішу облігатних внутрішньоклітинних паразитів, розмножуючись тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і переключають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів. Поширені всюди. Викликають хвороби рослин, тварин і людини. Існує декілька механізмів антивірусного захисту організму людини. Один із них — синтез інтерферону, протеїну, що бере участь в блокуванні розповсюдження вірусної інфекції між сусідніми клітинами. Розділ біології, що вивчає віруси називається вірусологією.

Хімічний склад вірусів. Віруси містять лише один тип нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), яка становить від 1 до 40 % маси віріона. Вірусні геноми містять інформацію, достатню для синтезу лише декількох білків. Їх маса сягає 10-15 мг, що в 1 млн разів менше, ніж у клітини, а довжина – до 0,093 мм. Число нуклеотидних пар коливається від 3150 (вірус гепатиту В) до 230000 (вірус натуральної віспи). Віруси характеризуються надзвичайним розмаїттям форм геному. Він може бути представлений як односпіральними, так і двоспіральними молекулами, бути лінійним, циркулярним або фрагментованим.

Білки вірусів (70-90 % маси віріона) поділяються на структурні та неструктурні. Структурними називають такі білки, які входять до складу зрілих позаклітинних віріонів. Вони виконують ряд важливих функцій: захищають нуклеїнову кислоту від зовнішнього пошкодження, взаємодіють з мембранами чутливих клітин, і забезпечують проникнення вірусу в клітину, мають РНК- і ДНК-полімеразну активність та ін. Неструктурні білки не входять до складу зрілих віріонів, однак утворюються під час їх репродукції. Вони забезпечують регуляцію експресії вірусного геному, є попередниками вірусних білків, здатні пригнічувати клітинний біосинтез. Залежно від розташування у віріоні, білки поділяються на капсидні, суперкапсидні, матриксні, білки серцевини та асоційовані з нуклеїновою кислотою.

Ліпіди містяться в складних вірусах і входять до складу суперкапсидної оболонки, утворюючи її подвійний ліпідний шар. Вони стабілізують вірусну оболонку, забезпечують захист внутрішніх шарів віріонів від гідрофільних речовин зовнішнього середовища. Віруси мають до 15-35 % ліпідів. Ліпопротеїди – комплекс вірусних суперкапсидних білків та ліпідів клітинної мембрани яких віруси набувають при виділенні з клітини під час репродукції.

Молекули вуглеводів входять до складу глікопротеїнів, гліколіпідів, сягаючи 3,5-9 %. Вони відіграють важливу роль, забезпечуючи захист відповідних молекул від дії клітинних протеаз.

Різні групи вірусів мають неоднакову стійкість до дії факторів зовнішнього середовища. Найчутливіші до них віруси, що мають ліпопротеїнову оболонку. Наприклад, віруси грипу, парагрипу, епідемічного паротиту інактивуються на поверхнях за декілька годин, проте аденовіруси зберігають інфекційні властивості декілька днів. Чутливість вірусів до дії рентгенівського та ультрафіолетового опромінення залежить від величини геному вірусів: чим менший геном, тим резистентніший вірус до опромінення. Віруси, які мають ліпопротеїдну оболонку, чутливі до ефіру, хлороформу та дезоксихолату натрію, інших жиророзчинників і детергентів.

Важливою особливістю вірусів є їх чутливість до концентрації водневих іонів. Частина з них стійка до кислих значень рН (2,2-3,0). До них належать віруси, які викликають кишкові інфекції, проникаючи в організм аліментарним шляхом (віруси поліомієліту, Коксакі, ЕСНО). Віруси, які потрапляють в організм через верхні дихальні шляхи (риновіруси, віруси грипу та ін.), чутливі до кислих значень рН.

Тепер віруси успішно культивуються в культурах одношарових трипсинозованих клітин, які виготовляють з ембріональних тканин курей, кроликів, морських свинок, мишей, а також нирок мавп і ембріонів людини. Широко культивуються віруси І в так званих перещеплюва них культурах клітин — штамах тканин (СОЦ-серце мавп ціномольгус, R, К-нирки кролика та ін.), злоякісних пухлин (Hela, Hep-2, KB) тощо. Велика перевага перещеплюваних клітинних ліній, в порівнянні з первинними культурами, полягає в тому, що їх можна розмножувати послідовним пасажуванням протягом тривалого часу. Культивування вірусів проводять також в організмі чутливих лабораторних тварин, зокрема тих вірусів, які не вирощуються в клітинних культурах і ембріонах курчат. Так, для вивчення онкогенних вірусів використовують хом'ячків, агента куру і вірусу гепатиту — приматів, вірусів Коксакі та арбовірусів — мишей. За допомогою кроликів одержують антисироватки. Експерименти з вивчення механізмів патогенезу і ролі імунної відповіді можуть бути проведені тільки на лабораторних тваринах.

Рослина, призначена для культивування певного вірусу, повинна бути:

1. придатною для нагромадження вірусу у великій кількості;

2. стійкою проти заражений іншими близькими вірусами;

3. не містити речовин, які здатні інактивувати або осаджувати вірус в екстракті;

4. стійкою проти обробки інсектофунгіцидами;

5. стійкою проти бактеріальних та грибкових захворювань.

Розмноження вірусів можливе лише в разі використання ферментних систем клітин. Потрапивши у клітину, віруси змінюють і перебудовують обмін речовин у ній, внаслідок чого клітина починає синтезувати молекули нових вірусних часточок. Поза клітинами віруси переходять у кристалічний стан, що сприяє їх збереженню. У житті вірусів можна виділити такі етапи: прикріплення вірусу до клітини, вторгнення вірусу в клітину, латентну стадію, утворення нового покоління вірусів, вихід вирионів.

19.Вода — це один із трьох найважливіших , найсильніших абіотичних екологічних факторів суходолу, що мають визначальний вплив на живі організми. Вода є основою внутрішнього середовища усіх клітинних живих організмів, виступає універсальним розчинником і середовищем протікання біохімічних реакцій. Вода, як екологічний фактор, виступає в ролі зовнішнього середовища, питної води та вологості повітря. Для водних організмів вода виступає також і зовнішнім — оточуючим середовищем, з яким вони вступають у водо-, газо- та сольовий обміни. Суходільні організми потребують постійного надходження води ззовні, тому вони розвинули низку пристосувань для використання, економії та поповнення води у своєму внутрішньому середовищі. Важливим фактором водного середовища є її хімічний склад, а насамперед її солоність. Відповідно водне середовище поділяють на прісне (ріки, озера, ставки тощо), солонувате (гирла річок, опріснені морські акваторії та ін.) та солоне (морські басейни, океан, солоні озера тощо). Солоність води визначається в проміле (‰) — це одиниця маси солі розчинена в одиниці об'єму води. Відповідно організми поділяють на прісноводні та морські або солоноводні, окрім них також є прохідні — це такі організми (виключно тварини), які частину життєвого циклу проводять у прісних водоймах, а іншу — у солоних, причому для розмноження повертаються у прісні водойми або морські. ВОДНО-СОЛЬОВИЙ ОБМІН- сукупність процесів всмоктування, розподілу, споживання і виділення води та солей в організмі тварин і людини. В організм наземних тварин і людини вода та солі надходять при питті або з їжею. Деяка кількість води утворюється в самому організмі при окисленні ряду речовин (жирів, білків, вуглеводів). Вода розноситься кров'ю або лімфою по тілу і затримується в різних органах. Як депо води в організмі істотне значення мають м'язи та шкіра. Виділяється вода з організму (у вигляді розчину, який містить солі) через видільну систему, дихання органи, через шкіру тощо. Солі організму впливають на затримку води в крові і тканинах. За їх рахунок створюється в клітинах осмотичний тиск. Поза-і внутрішньоклітинний сольовий склад різний. У клітинах переважають іони К+, Mg++ та сульфати, поза клітинами - Nа+, Са++, СІ -. Ця різниця підтримується в осн. діяльністю мембран біологічних. В організмі існують сольові депо: печінка та кісткова тканина. Водний обмін тісно пов'язаний з мінеральним, тому й наз. В.-с.о. Регулюється В.-с. о. нервово-гормональним шляхом (див. Нейрогуморальна регуляція) і забезпечує сталість внутр. середовища організму (гомеостаз).

20. Методи генетичних досліджень. Їх застосування на сучасному етапі

Генетику людини вивчають такими методами :генеалогічним, близнюковим, цитологічним. Генеалогічний метод полягає у складанні родоводу. Цим методом встановлено, наприклад, що карий колір очей домінує над блакитним, наявність ластовиння - над його відсутністю, здатність краще володіти правою рукою над здатністю краще володіти лівою рукою тощо. Цим методом встановлено також здатність передавати у спадок деякі хвороби. Близнюковий метод полягає у вивченні розвитку ознак у близнят. Відомо, що у людини близнята бувають двох категорій: різнояйцеві та однояйцеві. Різнояйцеві розвиваються з різних яйцеклітинах , кожна з яких запліднена „своїм" сперматозоїдом. Такі близнята можуть бути як однієї, так і різних статей. Однояйцеві близнята розвиваються з однієї зиготи, яка розділилась на два фрагменти на певних етапах розвитку зародка. Вони обов'язково однієї статі і настільки подібні один до одного, що їх важко розпізнають навіть батьки. Цей метод часто дає змогу встановити, яка роль спадковості і середовища у розвитку різних ознак, а також захворювань. Наприклад, на кір хворіють як однояйцеві, так і різнояйцеві близнята, отже, ця хвороба цілком умовлена факторами середовища, тобто залежить від потрапляння в організм збудника хвороби. Цитологічний метод полягає у вивченні хромосомних комплексів. З цією метою зазвичай використовують лейкоцити у мазках крові. Цим методом встановлено низку мутацій, які призводять до тяжких захворювань. Наприклад , коли в диплоїдному наборі хромосом виявиться одна зайва хромосома із 21 - ї пари ( 47 замість 46) , то це призведе до розвитку хвороби Дауна . Такі хворі мають малий розмір голови, вузький розріз очей, плоске обличчя і різко знижений інтелект. Виявлено і багато інших хвороб, пов'язаних з порушенням кількості і структури хромосом.

Спадкові хвороби і причини виникнення їх

Гемофілія - хвороба для якої характерні сильні кровотечі в зв'язку з тим, що не вистачає одного з факторів згортання крові передається тільки жінкам але вражає майже завжди лише представників чоловічого роду. Ця хвороба не являє собою приналежність до якоїсь раси (хоча пов'язана з європейськими королівськими сім'ями серед яких розповсюджено шлюби з близькою ріднею). Спинномозкові грижі частіше всього зустрічаються серед облич ірландського походження, але також відмічаються у всіх расах. Що ж стосовно таких хвороб як гіпертонія, рак, діабет, розумова відсталість, шизофренія, то вони можуть бути успадковані де завгодно і як завгодно.

Існують багато причин в тому числі і не в останню чергу навколишнє середовище( так звані екзогенні фактори), які в комбінації з невеликими генами аномаліями породжують серйозні дефекти. Поки ще не вияснено як саме впливають фактори навколишнього середовища , але зв'язок багатьох широко розповсюджених хвороб з географією і соціальними умовами очевидна. До цієї категорії хвороб відносяться заяча губа та вовча паща, косолапість, вроджений виверт стегна, спинномозкова грижа, аненцефалія, деякі вроджені пороки серця, а також можливо хвороба судин серця , деякі види діабету, гіпертонії і алергії .

Моногенні хвороби успадковуються відповідно до законами класичної генетики Менделя. Відповідно до цього, для них генеалогічне дослідження дозволяє виявити один з трьох типів успадкування: аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний і зчеплене зі статтю успадкування. Широке коло моногенних хвороб утворюють спадкові порушення обміну речовин, виникнення яких пов'язане з мутацією генів, що контролює синтез ферментів і обумовлюють їх дефіцит або дефект будови - ферментопатії.

Полігенні хвороби успадковуються складно. Для них питання про спадкування не може бути вирішене на підставі законів Менделя. Раніше такі спадкові захворювання характеризувалися як хвороби зі спадковою схильністю. Однак зараз про них йде мова як про мультифакторіальних захворюваннях з адитивно-полігенним спадкуванням з пороговим ефектом. До цих захворювань відносяться такі хвороби як рак, цукровий діабет, шизофренія, епілепсія, ішемічна хвороба серця, гіпертензія та багато інших.

Хромосомні хвороби обумовлені грубим порушенням спадкового апарату - зміною числа і структури хромосом. Типова причина, зокрема, - алкогольна інтоксикація батьків при зачатті (" Алкогольний синдром плоду "). Сюди відносяться синдроми Дауна, Клайнфельтера, Шерешевського - Тернера, Едвардса, "котячого крику" та інші.)

21. Ге́нна інжене́рія — це біотехнологічний прийом, спрямований на конструювання рекомбінантних молекул ДНК на основі ДНК, взятої з різних джерел. Генна інженерія ґрунтується на молекулярній біології, яка дає можливість вносити зміни в молекулярну взаємодію основних біологічних молекул у клітині й поза нею.Генетично модифіковані організми, у науковій літературі їх ще називають трансгенні організми – це організми, які отримують у результаті специфічних молекулярно-біологічних і біотехнологічних маніпуляцій, хоча й з використанням генетичного матеріалу існуючих організмів і генів, узятих з інших, неспоріднених йому організмів, тобто створюється, фактично, новий організм, що не може бути створений у природі природним шляхом.)Основні етапи створення ГМО:

1. Отримання ізольованого гена.2. Введення гена у ДНК-вектор.3. Перенесення вектора з геном в організм, що модифікують (процес трансформації).4. Експресія генів у трансформованій клітині.5. Відбір (селекція) трансформованого біологічного матеріалу (клону) від нетрансформованого.

Щоб вбудувати ген у вектор, використовують ферменти — рестриктази та лігази. За допомогою рестриктаз векторна ДНК розрізається в певних ділянках і вбудовується необхідний ген. Зшивається дана конструкція за допомогою лігази.Перенесення потрібних генів в межах вектору можливо здійснити за допомогою декількох методів, таких як:

1. Мікроін'єкція. За допомогою мікроголки та маніпулятора в клітину, або безпосередньо в ядро, вводиться векторна ДНК. В основному метод використовують для модифікації дрозофіл та рослин.

2. Електропорація. Рослинні протопласти чи тваринні клітини оброблюють імпульсами електричного поля високої напруги, що збільшує проникненість мембрани на деякий час. За цей період чужорідна ДНК проникає крізь утворені пори.

3. Транспорт ДНК в складі ліпосоми. В даному випадку використовується властивість ліпосом зливатись з клітинною мембраною, або поглинатись клітиною, як у випадку ендоцитозу. В самій клітині відбувається руйнування ліпосоми та вивільнення привнесеної ДНК. Метод використовується як для трансформації тваринних клітин, так і рослинних (протопластів).

4. Бомбардування мікрочастинками (метод балістичної трансформації). Для цього використовують частинки золота чи вольфрама розміром 0,3 - 0,6 мкм. На їх поверхні закріплюється векторна ДНК. Готові частинки заряджають у "генну пушку" та здійснюють обстріл клітин під високим тиском, або під електричним розрядом. Даний метод широко використовують для трансформації однодольних чи хвойних рослин. Бомбардування використовують при генотерапії.

5. Використання бактерії Agrobacterium thumenifaciens (використання природних форм переносу генів) чи здатність лентивірусів переносити гени в клітини тварин.

Бактерії були першими організмами, генетично модифікованими у лабораторії[14] На сьогодні їх використовують для різних цілей, з яких надзвичайно важливою є виробництво великої кількості людських білків, які можуть використовуватися у медицині.[15]Наприклад,генетично модифіковані бактерії використовують для виробництва людського інсуліну.[16] Також бактерії використовують для виробництва факторів згортання крові для лікування гемофілії,[17][18][19]

На сьогоднішній день при створенні трансгенних тварин застосовують 5 методів:1)введення ДНК у яйцеклітину;2)введення ДНК у стовбурові клітини;3)введення ДНК за допомогою векторів на основі вірусів;4)трансфекцію та 5)введення ДНК за допомогою ліпосом.

Генетично модифіковані рослини - це рослини, ДНК яких модифіковане шляхом застосування генетично інженерних методів. Основною ціллю створення ГМ рослин є представлення нових сортів із специфічними ознаками, які не притаманні для рослин цього виду. Прикладом таких ознак можуть бути стійкість до різного роду гербіцидів, шкідників, стійкість до несприятливих умов зовнішнього середовища (солестікість, засухостійкість тощо) чи набуття нових якостей харчового значення. Найпоширенішими методами, які дозволяють здійснити привнесення чужорідної ДНК-конструкції в геном рослини, є біолістичний метод та використання Ті-плазміди від Agrobacterium tumefaciens. Під час біолістичного методу використовуються золоті або вольфрамові частинки (носії) діаметром 0,4 - 1,2 мкм із закріпленою на них специфічною ДНК-конструкцією. Такими частинками здійснюється "обстріл" під високим тиском рослинної тканини чи поодиноких клітин. Таким чином, носії проникають в середину клітини.

22. Трансляція — процес синтезу білків з амінокислот, що каталізується рибосомою на матриці матричної (інформаційної) РНК (мРНК або іРНК). Трансляція є однією зі стадій процесу біосинтезу білків, у свою чергу частини процесу експресії генів.Трансляція відбувається в цитоплазмі, де знаходяться рибосоми клітини. Під час трансляції, інформація, що міститься в мРНК, розшифровується згідно з правилами, відомими як генетичний код, та використовується для синтезу закодованої поліпептидної послідовності. Процес трансляції можна поділити на чотири фази: активацію, ініціацію, елонгацію та термінацію.

При активації, відповідна амінокислота (аа) приєднується до відповідної транспортної РНК (тРНК). Хоча ця стадія часто розглядається окремо від трансляції, вона необхідна для її початку. Зв'язана з амінокислотою тРНК називається аміноацил-тРНК або «зарядженою» тРНК. При ініціації мала субодиниця рибосоми зв'язується з 5'-кінцем мРНК за допомогою факторів ініціації (IF), іншіх білків, що допомагають процесу. Елонгація відбувається, коли чергова аміноацил-тРНК використовується для збільшення поліпептидного ланцюжка. Термінація відбувається, коли рибосома зустрічає стоп-кодон (UAA, UAG або UGA), для якого не існує відповідної тРНК, при цьому відбувається звільнення поліпептидного ланцюжка.Зміст [сховати] Для здійснення процесу трансляції в клітинах усіх без винятку організмів існують спеціальні органели — рибосоми. Для розпізнавання амінокислот в клітині існують спеціальні «адаптери», молекули транспортної РНК (тРНК). Приєднання амінокислот до тРНК здійснюється в екзоенергетичній реакції ферментами аміноацил-тРНК-синтетазами, а молекула, що отримається в результаті, називається аміноацил-тРНК. тільки .Механізми трансляції прокаріотів (бактерій та архей) і еукаріотів істотно відрізняються, тому багато речовин, що пригнічують прокаріотичну трансляцію, в значно меншому ступені діють на трансляцію еукаріотичних організмів, що дозволяє використовувати їх у медичній практиці як антибактеріальні засоби, безпечні для організму ссавців.

Ініціація. 1. Розпізнавання стартового кодону (AUG), супроводжується зв'язуванням тРНК аміноацилированої метіоніном (М) і збіркою рібосоми з великої і малою субодиниць.

Елонгація. 2. Розпізнавання поточного кодону відповідною йому аміноацил-тРНК (комплементарна взаємодія кодону мРНК і антикодону тРНК збільшена). 3. Приєднання амінокислоти, принесеної тРНК, до кінця поліпептідного ланцюжка, що росте. 4. Просування рибосоми уздовж матриці, що супроводжується вивільненням молекули тРНК. 5. Аміноацилювання молекули тРНК, що вивільнилася, відповідній їй аміноацил-тРНК-синтетазою. 6. Приєднання наступної молекули аміноацил-тРНК, аналогічно стадії (2). 7. Рух рибосоми молекулою мРНК до стоп-кодона (в даному випадку UAG).

Термінація. Розпізнавання рибосомою стоп-кодона супроводжується (8) від'єднанням новосинтезованого білка і в деяких випадках (9) дисоціацією рибосоми.

Механізм трансляції прокаріотів[ред.]

Ініціація

Синтез білка завжди починається з AUG-кодону, що також кодує метіонін. Цей кодон зазвичай називають стартовим або ініциаторним. Ініціація трансляції передбачає пізнавання рибосомою цього кодону і залучення ініціаторної аміноацил-тРНК. Для ініціації трансляції необхідна також наявність певних нуклеотидних послідовностей в районі стартового кодону. Існування послідовності, що відрізняє стартовий AUG від внутрішніх, абсолютно необхідне, оскільки інакше ініціація синтезу білка відбувалася б хаотично на всіх AUG-кодонах.Мала рибосомна субодиниця (30S) прокаріотів, якщо вона не залучена в цей час в трансляцію, існує в комплексі з факторами ініціації IF1, IF3 і, в деяких випадках, IF2:IF3, зв'язаний з 30S-субодиницею, запобігає асоціації з великою (50S) субодиницею рибосоми, тим самим зберігаючи її вільний стан до зв'язування з матричною РНК. Цей білок також бере участь в скріпленні мРНК і тРНК, а також IF2.IF2 взаємодіє з тРНК, а також володіє здатністю розщеплювати ГТФ.IF1 є, мабуть, не обов'язковим фактором (у деяких видів він відсутній) що підвищує спорідненість малої субодиниці до IF2 і IF3.

Комплекс 30S субодиниці з ініціаторними факторами здатний розпізнавати спеціальні послідовності мРНК, так звані ділянки зв'язування рибосоми .Після того, як 30S-субодиниця зв'язалася з мРНК, до неї притягується ініціаторна аміноацил-тРНК і IF2, якщо вони ще не були включені в комплекс. Потім приєднується 50S-субодиниця, відбувається гідроліз ГТФ і дисоціація факторів ініціації. Зібрана рибосома починає синтезувати поліпептидний ланцюжок.

Елонгація поліпептидного ланцюжка заключається в додаванні нових амінокислот до карбоксильного (C-) кінця ланцюжка, що росте. Цей поліпептидний ланцюжок виходить з рибосоми через вихідний тунель у великий субодиниці.Елонгація починається, коли метильована аміноацил-тРНК зв'язується з ділянкою P, що приводить до конформаційної зміни комплексу, яка відкриває ділянку A для зв'язування нової аміноацил-тРНК. Це зв'язування полегшується фактором елонгації Tu (EF-TU), малою ГТФазою. У цей момент ділянка P містить початок поліпепдидного ланцюжка, що синтезується, а ділянка A містить наступну амінокислоту, яка має бути додана до ланцюжку. Після цього поліпептид відділяється від тРНК в ділянці P і пептидний зв'язок формується між останньою амінокислотою поліпептида і амінокислотою, що все ще приєднана до тРНК в ділянці A. На кінцевій стадії елонгації, рибосома переміщається на три нуклеотиди у напрямку до 3'-кінця мРНК. Через те, що тРНК зв'язані з мРНК за рахунок спаровування кодон-антикодон, тРНК рухається віднсно рибосоми, рухаючи поліпептид з ділянки A у ділянку P, а незаряджена тРНК переміщається у ділянку виходу (ділянку E). Цей процес каталізується фактором елонгації G (EF-G).Рибосома продовжує транслювати кодони, що залишилися, тому що нові аміноацил-тРНК зв'язуютьться з ділянкою A, поки рибосома не зустріне кодон зупинки на мРНК (UAA, UGA або UAG).

Термінація відбувається, коли один з трьох стоп-кодонів переміщається в ділянку A. Ці кодони не мають відповідних тРНК. Натомість, їх визнають спеціальні білки — фактори звільнення (англ. release factors, RF), а саме RF1 (що розпознає стоп-кодони UAA і UAG) або RF2 (що розпознає стоп-кодони UAA і UGA). Третій фактор звільнення RF-3 каталізує звільнення RF-1 і RF-2 в кінці процесу термінації. Ці фактори каталізують гідроліз ефірного зв'язку, що зв'язує тРНК з пептидом, та вивільнення недавно синтезованого білка з рибосоми.

Генети́чний код — набір правил розташування нуклеотидів в молекулах нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), що надає всім живим організмам можливість кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

Властивості генетичного коду

Триплетність — три послідовно розміщені нуклеотиди кодують одну з 20 амінокислот, які разом утворюють триплет, або кодон.

Безперервність — кодони не розділяються між собою, тобто інформація зчитується безперервно. Кожний з кодонів не залежить один від одного і під час біосинтезу зчитується повністю.

Дискретність — один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більш кодонів.

Специфічність — кожний кодон може кодувати лише одну амінокислоту. Завдяки цьому генетичний код не перекривається.

Виродженість — одна і та же амінокислота може кодуватися декількома різними кодонами.

Колінеарність — послідовність кодонів нуклеотидів точно відповідає послідовності амінокислотних залишків у поліпептиді

Наявність термінальних кодонів — беззмістовних, або стоп-кодонів, які не здатні кодувати амінокислоти. Вони виконують функцію роздільника між двома ланцюгами кодонів та переривають синтез поліпептиду.

Універсальність — єдиний генетичний код є, практично, однаковим в організмах різного рівня складності — від вірусів до людини (хоча існують кілька інших, менш поширених варіантів генетичного коду,

23.гібрідологічний метод вивчення спадковості

Основні закономірності спадкування були відкриті Г. Менделем. Він досяг успіху у своїх дослідженнях завдяки зовсім новому, розробленому ним методу, який отримав назву гібридологічного аналізу. Суть гібридологічного методу вивчення спадковості полягає в тому, що про генотип організму судять за ознаками (фенотипу) потомків, отриманих при певних схрещуваннях.

Методи ґрунтуються на таких положеннях:1.Враховується не весь різноманітний комплекс ознак у батьків і гібридів, а аналізується спадковістокремими ознаками та їхніми проявами.2.Проводиться точний кількісний облік спадкування кожного стану ознаки не лише в першому поколінні від схрещування, а в і наступних поколіннях. Гібридологічний метод знайшов широке застосування в науці і практиці.

Моногібридне схрещування - поєднання батьківських форм, які відрізняються різними станами лише однієї спадкової ознаки. Є ще дигібридне схрещування - схрещування двох ознак і полігібридне трьох ознак і більше.

Зако́ни Ме́нделя — закони, що становлять основу класичної генетики. У своїх працях Г. Мендель ґрунтувався на дослідженнях, проведених на горосі посівному (рід Pisum). Цей об'єкт виявився вдалим, тому що для нього характерне самозапилення, яке уможливлює одержання чистих ліній, тобто особин гомозиготних за більшістю генів. У своїх роботах Мендель не виділяв окремих законів, їх виділили й назвали інші дослідники, вже після їхнього перевідкриття в 1900 році.

Головні положення законів Грегора Менделя.Перший закон або "Закон одноманітності гібридів першого покоління": при схрещуванні особин з чистих ліній альтернативних варіантів однієї ознаки, всі гібриди першого покоління успадковують лише одну батьківську ознаку. Ту ознаку, що проявляється у гібридів першого покоління, називають домінантною, а ту яка не проявляється — рецесивною. Цей закон справедливий тільки у випадку повного домінування, оскільки Мендель працював лише з такими ознаками гороху для яких було характерне саме таке спадкування. Наступні закони також діють тільки в тому випадку якщо ознака спадкується за цим типом.

Другий закон або "Закон розщеплення": при схрещуванні гібридів першого покоління між собою отримуємо потомство, в якому розщеплення за фенотипом буде 3:1 (з переважанням домінантної ознаки), а за генотипом 1:2:1.

Третій закон або "Закон незалежного успадкування ознак": кожна пара альтернативних варіантів ознак успадковується незалежно від інших пар і дає розщеплення 3:1 за кожною з пар (як і при моногібридному схрещуванні). При дигібридному схрещуванні (коли спостереження ведеться за двома ознаками) серед гібридів другого покоління спостерігають розщеплення 9:3:3:1. Цей закон справедливий лише для ознак, у яких гени, що їх кодують, належать до різних груп зчеплення, тобто знаходяться в різних хромосомах. Закон може виконуватись і для ознак, гени яких знаходяться в одній хромосомі на значній відстані один від одного (не менше 50 морганід). В іншому випадку гени спадкуватимуться зчеплено.

Закон чистоти гамет: в гібридного (гетирозиготного) організму гамети є чистими, тобто кожна гамета такого диплоїдного організму може містити тільки один алельний ген даного гену (нести тільки одну ознаку) і не може одночасно нести дві алелі. Це правило обумовлюється тим, що кожна гамета має лише гаплоїдний набір хромосом.

24.Щитовидна залоза розташована спереду гортані і складається з двох бокових часток і перешийка. В залозі багато кровоносних і лімфатичних судин. Великі залозисті клітини щитовидної залози утворюють фолікули, заповнені колоїдною речовиною. Сюди надходять гормони, які виробляються залозою, що є сполуками йоду з амінокислотами.Маса залози у новонародженої дитини близько 1 г, в 5...10 років—10 г, до 12...15 років маса залози помітно збільшується, досягаючи у дорослого 25...35 г.Гормон щитовидної залози тироксин містить до 65% йоду.Тироксин — сильний стимулятор обміну речовин в організмі; він прискорює обмін білків, жирів і вуглеводів, активізує окисні процеси в мітохондріях, що зумовлює посилення енергетичного обміну. Особливо важлива роль гормону в розвитку плода в процесах росту і диференціювання тканин.Гормони щитовидної залози впливають на центральну нервову систему як стимулятор. Недостатнє надходження гормону в кров або його відсутність приводить до різко вираженого затримання психічного розвитку.Недостатність функції щитовидної залози в дитячому віці приводить до кретинізму. При цьому затримується ріст і порушуються пропорції тіла, затримується статевий розвиток, відстає психічний розвиток. Раннє виявлення гіпофункції щитовидної залози і відповідне лікування дають значний позитивний ефект.

Прищитовидні залози

У людини дві пари прищитовидних залоз. Розташовані вони на задній поверхні щитовидної залози, часто і в її тканині. Розмір кожної із залоз не перевищує 1...2 мм, а їхня загальна маса—0,1...0,13 г. Вони виробляють паратгормон, який регулює обмін кальцію і фосфору в організмі.При гіпофункції прищитовидних залоз відбувається зниження вмісту кальцію в крові, що приводить до судорожних скорочень м'язів ніг, рук, тулуба і обличчя — тетанії. Ці явища пов'язані з підвищенням збудливості нервово-м'язової тканини у зв'язку з нестачею кальцію в крові, а отже, і в цитоплазмі .клітин. При гормональній недостатності кістки стають менш міцні, кісткові переломи погано заживають, зуби легко ламаються. Введення кальцію хлориду в організм хворого припиняє судороги, а введення гормону полегшує перебіг хвороби.При надмірному виділенні в кров гормону прищитовидних залоз (гіперфункція) відбувається декальцинація кісток: кістки стають ламкі, легко деформуються, викривляються. В тканині нирок, у кровоносних судинах серця, міокарді, слизовій оболонці шлунка і бронхіол відбувається відкладення солей кальцію.

Гіпофіз — невелике утворення овальної форми, розташоване біля основи мозку, в заглибині турецького сідла основної кістки черепа. У новонародженого маса гіпофіза 0,1...0,15 г, до 10 років вона досягає 0,3 г. Значно збільшується маса гіпофіза в період статевого дозрівання (до 0,7 г), під час вагітності маса гіпофіза збільшується до 1 г.З аденогіпофіза виділено такі гормони: гормон росту, або соматотропін; тиреотропін, адренокортикотропний (АКТГ); фолітропін; лютропін і пролактин, або лактотропін.Соматотропін, або гормон росту, зумовлює ріст кісток у довжину, прискорює процеси обміну речовин, що приводить до посилення росту, збільшення маси тіла. Нестача цього гормону виявляється в малорослості (зріст менше 130 см), затриманні статевого розвитку, пропорції тіла при цьому зберігаються. Психічний розвиток гіпофізарних карликів звичайно не порушений. Серед гіпофізарних карликів зустрічалися і видатні люди.Надлишок гормону росту в дитячому віці веде до гігантизму.

В аденогіпофізі утворюється також гормон, необхідний для нормальної функції щитовидної залози (тиреотропін).Кілька гормонів передньої частки гіпофіза впливають на функції статевих залоз. Це гонадотропні гормони. Одні з них стимулюють ріст і дозрівання фолікулів у яєчниках (фолітропін), активізують сперматогенез. Під впливом лютропіна у жінок відбувається овуляція і утворення жовтого тіла; у чоловіків він стимулює вироблення тестостерона. Пролактин впливає на вироблення молока в молочних залозах; при його нестачі вироблення молока знижується.Із гормонів проміжної частки гіпофізу найбільше вивчений меланофорний гормон, або меланотропін, який регулює забарвлення шкірного покриву. Цей гормон діє на клітини шкіри, які містять зернятка пігменту. Під впливом гормону ці зернятка поширюються по всіх відростках клітини, внаслідок чого шкіра темнішає. При нестачі гормону забарвлені зернятка пігменту збираються в центрі клітин і шкіра блідне.

Гормони задньої частки гіпофіза (нейрогіпофіз) часто застосовують при пологах, коли треба посилити скорочення матки при слабкій пологовій діяльності, для зганяння посліду і припинення маткової кровотечі. При цьому діє гормон окситоцин. Він стимулює не тільки гладеньку мускулатуру матки, а й скоротливі клітини молочних залоз.

Надниркові залози — парний орган; розташовані вони у вигляді невеликих тілець над нирками. Маса кожної з них 8...10 г. Кожна залоза складається із двох шарів, які мають різне походження, різну будову і відмінні функції: зовнішнього — кіркового і внутрішнього — мозкового.Із кіркового шару надниркових залоз виділено понад 40 речовин, які належать до групи стероїдів. Це — кортикостероїди (або кортикоїди). Виділяють три основні групи гормонів кіркового шару надниркових залоз: 1) глюкокортикоїди — гормони, які діють на обмін речовин, особливо на обмін вуглеводів. До них належать гідрокортизон, кортизон і кортикостерон. Помічено здатність глюкокортикоїдів пригнічувати утворення імунних тіл, що дало підставу застосовувати їх при пересаджуванні органів (серце, нирки). Глюкокортикоїдам властива протизапальна дія. Вони знижують підвищену чутливість до деяких речовин; 2), мінералокортикоїди. Вони регулюють переважно мінеральний і водний обмін. Гормон цієї групи альдостерон; , 3) андрогени і естрогени — аналоги чоловічих і жіночих статевих гормонів. Ці гормони менш активні, ніж гормони статевих залоз, виробляються в незначній кількості.Мозкова частина надниркових залоз виробляє гормони, дія яких має багато спільного з дією симпатичної нервової системи.Адреналін відомий як один із найбільш швидкодіючих гормонів. Він прискорює кругообіг крові, посилює і прискорює серцеві скорочення; поліпшує легеневе дихання, розширює бронхи; збільшує розпад глікогену в печінці, вихід цукру в кров; посилює скорочення м'язів, знижує їхню втому тощо. Всі ці впливи адреналіну ведуть до одного загального результату — мобілізації всіх сих організму для виконання важкої роботи.

Підшлункова залоза

Позад шлунка поруч із дванадцятипалою кишкою, міститься підшлункова залоза. Ця залоза змішаної функції. Ендокринну функцію здійснюють клітини підшлункової залози, розташовані у вигляд! острі'вців. Гормон був названий інсуліном (Від лат. insyla— острівець).інсулін діє головним чином на вуглеводний обмін, справляє на нього вплив, протилежний адреналіну. Якщо адреналін сприяє якнайшвидшому витрачанню, в печінці запасів вуглеводів, то інсулін зберігає, поповнює ці запаси.Інсулін за своєю хімічною природою — білкова речовина, яку вдалося одержати в кристалічному вигляді. Під його впливом відбувається синтез глікогену з молекул цукру і відкладання запасів глікогену в клітинах печінки. Разом з тим інсулін сприяє окислюванню цукру в тканинах, забезпечуючи найповніше його використання.Завдяки взаємодії адреналінового та інсулінового впливу підтримується певний рівень цукру в крові, необхідний для нормального стану організму.

Вилочкова залоза — парний орган, який розташований позад грудини. До цього часу все ще вважається спірною належність її до ендокринних залоз, гормон залози не виділений у чистому вигляді. Більшість авторів все ж вважає вилочкову залозу ендокринною. Вважають, що гормон вилочкової залози бере участь у дозріванні лімфоцитів. У дорослих тварин видалення вилочкової залози приводить до зниження кількості лімфоцитів у крові на 60...70%, майже вдвоє зменшуються розміри лімфатичних вузлів і селезінки.Видалення залози в перші дні після народження спричиняє різке ослаблення імунних властивостей організму, антитіла не утворюються.

Статеві гормони виробляються статевими залозами, які належать до змішаних.

Чоловічі статеві гормони (андрогени) виробляються особливими клітинами сім'яників. Вони виділені із екстрактів сім'яних міхурців, а також із сечі чоловіків.

Справді чоловічим статевим гормоном є тестостерон і його похідна — андростерон. Вони зумовлюють розвиток статевого апарата і ріст статевих органів, розвиток вторинних статевих ознак: розвиток голосу, гортані, скелета, мускулатури, ріст волосся на обличчі і тілі. При гіперфункції сім'яних міхурців у ранньому віці відзначається передчасне статеве дозрівання, швидкий ріст тіла і розвиток вторинних статевих ознак.

Жіночі статеві гормони (естрогени) виробляються в яєчниках. Вони впливають на розвиток статевих органів, вироблення яйцеклітин, зумовлюють підготовку яйцеклітин до запліднення, матки до вагітності, молочних залоз — до годування дитини.Суто жіночим статевим гормоном вважають естрадіол. У процесі обміну речовин статеві гормони перетворюються на різноманітні продукти і виділяються з сечею, звідки їх штучно видаляють. До жіночих статевих гормонів належить прогестерон — гормон вагітності (гормон жовтого тіла).Гіперфункція яєчників спричинює раннє статеве дозрівання з вираженими вторинними статевими ознаками і менструацією. Статеві гормони протягом всього життя дуже впливають на формування тіла, обмін речовин і статеву поведінку.

Гуморальна регуляція — це координація фізіологічних функцій організму людини через рідинні середовища: кров, лімфу, тканинну рідину.

Чинниками гуморальної регуляції є біологічно активні речовини (гормони) та продукти обміну речовин, або метаболіти (продукти розпаду білків, вуглекислий газ тощо). Гормони, що виділяються ендокринними залозами (залозами внутрішньої секреції), є найважливішими біологічними регуляторами обміну речовин та інших функцій організму.ГУМОРАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ — один із механізмів координації функцій між окремими клітинами, органами і фізіологічними системами, що здійснюється через рідкі середовища організму (кров, лімфу, тканинну рідину) за допомогою специфічних і неспецифічних продуктів проміжного обміну. Г.р. передбачає також інші види кореляції і координації функцій (гормональної, іонної), які були виділені деякими авторами в самостійні відділи регуляції. У високорозвинених тварин Г.р. підпорядковується нервовій системі, складаючи разом з нею єдину систему нервово-гуморальних регуляторних пристосувань. Протягом багатьох років обидва види регуляції функцій (нервова й гуморальна) протиставлялися один одному.

25. Складні цукри. Дисахариди:

Дисахариди (Дицукриди) — вуглеводи, які при нагріванні з водою в присутності мінеральних кислот чи під дією ферментів піддаються гідролізу, розкладаються на дві молекули моносахаридів. Легко розчиняються у воді, добре кристалізуються, солодкі на смак. При окисленні дають альдонові кислоти, відновленні — спирти, при гідролізі — моносахариди. Як у вільному стані, так і в складі ін. молекул дуже поширені в тваринних і рослинних організмах. Найпоширеніші дисахариди: сахароза (цукор), лактоза, мальтоза. Дисахариди - цінні харчові й смакові речовини; деякі дисахариди застосовують у мікробіології та фармації.Загальна хімічна формула дисахаридів — С12Н22О11. Молекула складається з двох залишків моносахаридів. Зв'язок може утворюватись між будь-якими гідроксильними групами моносахаридів в різних комбінаціях, також можливі два просторові ізомерні варіанти (альфа- чи бета-). Таким чином, навіть одна й та ж пара моносахаридів може давати декілька дисахаридів-ізомерів з різними фізичними та хімічнимиДисахаридами називають складні сахариди, молекули яких під час гідролізу утворюють дві молекули моносахаридів. Хімічний склад дисахаридів, що утворені двома молекулами гексоз, можна подати загальною формулою С12Н22О11 за будовою та хімічними властивостями дисахариди поділяються на два типи:У випадку відщеплення води за рахунок напівацетального (глікозидного) гідроксилу однієї молекули моносахариду і одного спиртового гідроксилу другої в молекулі такого дисахариду залишається один глікозидний гідроксил, який може легко ізомеризуватися в альдегідну групу. Дисахариди, молекули яких містять глікозидний гідроксил, існують у двох таутомерних формах — циклічній і карбонільній, які зв'язані між собою рухомою рівновагою, і за властивостями подібні до моносахаридів – 1.Такі дисахариди називають відновлюючими. 2. Якщо відщеплення води відбувається за рахунок напівацетальних (глікозидних) гідроксилів обох молекул моносахаридів, то такі дисахариди називають невідновлюючими.

2) Відновлюючі дисахариди. Властивості, представники. Значення: Відновлюючі дисахариди. Мальтоза (солодовий цукор). Лактоза (або молочний цукор) утворюється із β-D-галактопіранози та α-D-глюкопіранози. При окисненні лактоза утворює лактобіонову кислоту.

3) Невідновлюючі дисахариди. Представники. Значення: Невідновлюючі дисахариди. С а х а р о з а – молекула сахарози утворена з молекул глюкози в α-піранозній формі і фруктози в β-фуранозній формі. У результаті гідролізу сахароза перетворюється на суміш рівних кількостей глюкози і фруктози.

4) Інверсія сахарози. Інвертний цукор. При цьому спостерігаємо внаслідок гідролізу зміну правого обертання площини поляризації розчину на ліве і називається інверсією, а суміш рівних кількостей глюкози і фруктози, що утворилася при цьому, — інвертним цукром, або штучним медом. Інвертний цукор широко використовується в кондитерській промисловості. Природнім інвертним цукром є мед. Сахароза широко використовується в харчовій промисловості і є важливим харчовим продуктом.

Полісахариди:

1) Загальна характеристика полісахаридів: Полісахариди є продуктами поліконденсації великої кількості (від кількох десятків до сотень тисяч) молекул моносахаридів. Залишки моносахаридів зв'язані кисневими містками у довгі прямі або розгалужені ланцюги. При утворенні ланцюгів напівацетальний гідроксил однієї молекули взаємодіє із спиртовим гідроксилом (найчастіше з четвертим) іншої молекули. Класифікація полісахаридів:

. І. За складом полісахариди поділяються на:- гомополісахариди складаються із залишків одного моносахарида; - гетерополісахариди складаються із залишків різних моносахаридів.

II. За біологічними функціями, які виконують полісахариди в рослинних та тваринних організмах, вони поділяються на структурні, резервні й полісахариди з невідомою функцією.

Структурні полісахариди в організмах рослин та тварин виконують опорні функції (целюлоза).

Резервні полісахариди — це тимчасові або постійні запасні вуглеводи рослин і тварин (крохмаль, глікоген).

Полісахариди з невідомою функцією — це рослинні камеді, різні слизи, полісахариди грибів, бактерій та ін.

Хімічні властивості полісахаридів зумовлені будовою їх молекул. Для утворення глікозидних зв'язків більшість моносахаридів використали свої напівацетальні гідроксили, а вільні альдегідні групи містяться тільки на кінцях молекули. Тому відновних властивостей полісахариди майже не мають. Полісахариди зазнають кислотного, а в рослинних та тваринних організмах – специфічного ферментативного гідролізу з розпадом мак­ромолекул через дисахариди і до моносахаридів.

2) Будова і властивості крохмалю: К р о х м а л ь (С6Н10О5). Це найпоширеніша речовина рослинного світу. Крохмаль є основною формою вуглеводів їжі (хліб, картопля та ін.). Крохмаль — неоднорідна речовина. Він є сумішшю двох полісахаридів: амілози та амілопектину.

Полісахариди (або поліцукриди) або полімери цукрів — вуглеводи, які багато в чому відрізняються від моносахаридів і дисахаридів, не мають солодкого смаку і майже не розчинні в воді.Це складні високомолекулярні сполуки, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів, і врешті-решт багато (сотні і тисячі) молекул моносахаридів.Полісахариди амілози мають нерозгалужені (лінійні) ланцюги, в яких міститься від 200 до 1000 залишків α-D-глюкопіранози. Зв'язування молекул глюкози здійснюється внаслідок виділення води за рахунок напівацетального гідроксилу однієї молекули (при першому атомі вуглецю) і спиртового гідроксилу (при четвертому атомі вуглецю) другої молекули. Молекули амілопектину складніші, ніж амілози. Вони і мають дуже розгалужений ланцюг і можуть містити від 300 до 6000 залишків глюкози.

Полісахариди, що складаються із залишків моносахаридів одного виду, називаються гомополісахаридами, а ті полісахариди, що містять моносахариди двох і більше видів, які регулярно чи нерегулярно чергуються, називаються гетерополісахаридами.Важливі представники полісахаридів — крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані з ланок — (С6Н10О5)-, є залишками шестичленних циклічних форм молекул глюкози, що втратили молекулу води, тому склад крохмалю та целюлози виражається однією формулою (С6Н10О5). Різниця тільки в властивостях цих полісахаридів обумовлених просторовою ізомерією утворюючих їх моносахаридних молекул: крохмаль побудований із ланок α-, а целюлоза – β-форми глюкози.Полісахариди поділяються на петозани (крохмаль, інулін, декстрин, целюлоза тощо) і гексозани (ксилан, арабан).До полісахаридів також відносяться: пектини, геміцелюлоза (напівклітковина), лігнін, хітин та ін.

26. Друга сигнальна система - це умовні рефлекси, вироблені на слова й позначені ними поняття. Друга сигнальна система дає змогу сприймати позначені словом не тільки безпосередні подразники, а й складні їхні взаємозв'язки, оперувати словами під час аналізу та синтезу явищ навколишнього світу, створила можливість абстрактного мислення.Наявність у людини другої сигнальної системи докорінно відрізняє її вищу нервову діяльність від нервової діяльності тварин. У тварин також можуть утворюватися умовні рефлекси на словесні накази, але в даному випадку слово діє як звуковий подразник.

Фізіологічні основи мови.Мова - засіб спілкування людей у формі усного мовлення, у формі письма чи знаків (символів). Мова людини сприяє спілкуванню, абстрактному мисленню, інтелектуальній діяльності, регуляції енергетичного і пластичного забезпечення функцій в організмі. Друга сигнальна система функціонує завдяки інформації, яка надходить від першої сигнальної системи, трансформуючи її у специфічні мовні поняття.

Розрізняють три форми мови:слухову;зорову;кінетичну (письмову, жестів).

Реалізація кожної форми забезпечується функціонуванням відповідного аналізатора. Особливістю слухової форми мовлення є те, що звуковий потік розділяється на елементи (слова), кожен з яких утримується в чутливій пам’яті близько 0,01 сек., а потім відбувається консолідація слів у поняття. Таким чином, здійснюється дискретність інформації і виробляється зручна форма для фіксації у довгостроковій пам’яті.

У процесі мовлення беруть участь багато функціональних структур кори півкуль великого мозку, але окремі її ділянки відіграють найістотнішу роль у виконання цієї функції, тому їх називають мовними аналізаторами, або центрами мови. В задніх відділах нижньої лобової звивини знаходиться центр артикуляції та мови, або центр Брока. Його пошкодження звичайно призводить до втрати мови. У задній частині верхньої вискової звивини розташований слуховий центр Верніке. При його ураженні втрачається здатність розуміти зміст слів. На присередній поверхні потиличної ділянки знаходиться зоровий центр, пошкодження якого викликає втрату здатності впізнавати написане.Мовна функція виконується, як правило, лівою півкулею великого мозку. Це спостерігається у всіх правшів і у 70% лівшів, що підтверджується як клінічною практикою, так і електрофізіологічним подразненням відкритої кори під час хірургічних операцій. А зони кори, що контролюють артикуляцію, локалізуються в обох півкулях великого мозку.

27. Енергетичний обмін організмів здійснюється у три послідовних етапи:а) підготовчий;б) безкисневий;в) кисневий;Підготовчий етап здійснюється у цитоплазмі клітин одноклітинних організмів та у шлунково-кишковому тракті багатоклітинних організмів. Молекули білків, жирів, вуглеводів розщеплюються за участю ферментів на простіші сполуки: білки на амінокислоти, вуглеводи на моносахариди і т. д. Енергія розсіюється у вигляді теплоти.Безкисневий етап — ферментативне розщеплення простих органічних сполук у клітинах. Прикладом такого є гліколіз— багатоступінчасте безкисневе розщеплення Глюкози на дві молекули піровиноградної або молочної кислоти у м'язових клітинах. У процесі розпаду глюкози беруть участь 13 різних ферментів. Під час гліколізу виділяється 200 кДж енергії. 84 кДж використовується для синтезу 2-х молекул АТФ, а решта (116 кДж) використовується у вигляді теплоти.

Спиртове бродіння — тип перетворення глюкози, коли вона розпадається на дві молекули етилового спирту та дві молекули вуглекислого газу.

Молочно-кисле (молочне) бродіння — вид безкисневого бродіння.

Кисневий(аеробний) етап здійснюється на мембранах мітохондрій. Важливе місце в аеробному енергетичному обміні належить циклу Кребса, названому так на честь англійського біохіміка Х.Кребса, який відкрив цей процес у 1937 р. На початку циклу піровиноградна кислота реагує з щавлевооцтовою, утворюючи лимонну кислоту. Остання через низку послідовних реакцій перетворюється на інші кислоти. Внаслідок таких перетворень відтворюється щавлевооцтова кислота, яка знов реагує з піровиноградною і цикл знов повторюється. У кожному циклі Кребса утворюється одна молекула АТФ. Крім того, в ході біохімічних реакцій циклу від органічних кислот відщеплюються атоми Гідрогену. Ці атоми відновлюють певні сполуки.

Електронтранспортний ланцюг— біохімічні реакції, виробництва АТФ, основного «палива» клітини, необхідного для її роботи. Тільки два джерела енергії доступні до живих організмів: окислювально-відновлювальні реакції і сонячне світло (фотосинтез). Організми, які використовують окислювально-відновлювальні реакції для отримання АТФ називаються хемотрофами.

Біологічне окислення має величезне значення для живих організмів. Більша частина енергії, необхідної для життєдіяльності, утворюється внаслідок окислювально-відновних реакцій.Окислення речовин може здійснюватися такими шляхами: а) відщепленням водню від субстрату, який окислюється (процес дегідрування); б) віддачею субстратом електрона; в) приєднанням кисню до субстрату. У живих клітинах зустрічаються всі перелічені типи окислювальних реакцій, які каталізуються відповідними ферментами - ок-сидоредуктазами. Процес окислення відбувається не ізольовано, він пов'язаний з реакцією відновлення: одночасно відбуваються реакції приєднання водню або електрона, тобто здійснюються окислювально-відновні реакції.Таким чином, біологічне окислення й відновлення - це відповідні реакції переносу електронів, що відбуваються в живих організмах, а тканинне дихання - такий вид біологічного окислення, при якому акцептором електрона є молекулярний кисень.

Тканинним або клітинним диханням називають розпад органічних речовин у живій тканині, який супроводжується споживанням кисню й виділенням води й діоксиду вуглецю. Це послідовність реакцій, за допомогою яких організм використовує енергію зв'язків органічних молекул для синтезу АТФ з АДФ і фосфату, а система ферментів, що забезпечують цей процес, називається дихальним ланцюгом. Тканинне дихання починається реакціями дегідрування і закінчується переносом електронів на кисень.

Дихальний ланцюг. У процесі розщеплення поживних речовин від субстратів шляхом окислення відщеплюются протони й електрони (див. обмін вуглеводів, ліпідів, білків). Вони надходять на коферменти ферментів дегідрогеназ, які утворюють дихальний ланцюг і локалізовані у внутрішній мембрані мітохондрій. Рухаючись від одного переносника електронів до іншого, електрони переходять на все нижчі енергетичні рівні, віддаючи порціями свою енергію. На останній ланці дихального ланцюга вони відновлюють молекулярний кисень з утворенням води. Звільнена при переносі електронів по дихальному ланцюгу енергія запасається в пірофосфатних зв'язках АТФ.Таким чином, при розгляді загального кругообігу енергії в біологічних системах відзначається накопичення енергії в процесі фотосинтезу і звільнення її в процесі тканинного дихання.

.Отже, окислення органічних молекул у клітині, пов'язане зі звільненням енергії, здійснюється дегідруванням (переносом електронів і протонів від атомів водню на молекулярний кисень):Ці реакції каталізують головним чином 3 групи окислювально-відновних ферментів: 1) піридинзалежні дегідрогенази; 2) флавін-залежні дегідрогенази; 3) цитохроми.

Перший етап тканинного дихання починається з дегідрування, тобто відщеплення атомів водню від відповідного субстрату. Цей процес здійснюється так званими піридинзалежними (для одних субстратів) та флавінзалежними (для інших субстратів) дегідрогеназами.

Піридинзалежні дегідрогенази одержали таку назву у зв'язку з тим, що структура їх небілкового компонента містить похідне піридину - нікотинамід. Тому їх ще називають нікотинамідними дегідрогеназами.

Дегідрування субстрату - початкову стадію біологічного окислення за участю піридинзалежних дегідрогеназ на прикладі молочної кислоти.

Здатність НАД+ і НАДФ+ виконувати функцію проміжного переносника водню пов'язана з наявністю в їх структурі аміду нікотинової кислоти: один з атомів водню (Н+ і е-), відщеплених від субстрату, приєднується до вуглецю нікотинамідного кільця в положенні 4. Електрон другого атома водню (Н+, е-) приєднується на зовнішній енергетичний рівень електропозитивного атома азоту в положенні 1, нейтралізуючи його позитивний заряд, а протон (Н+) переходить у середовище, підкислюючи його. У процесі приєднання електронів і протонів змінюється структура піридинового гетеро-циклу. Кільце нікотинаміду, яке в окисленій формі мало три подвійних зв'язки, відновлюється й має два подвійні зв'язки:

Другий етап полягає в переносі по дихальному ланцюгу двох атомів водню від відновленої форми НАДН+Н+ на флавопротеїни (флавінові ферменти) - проміжні переносники атомів водню.Електрони і протони (атоми водню), що відщепилися від відновлених форм НАДН+Н+ приєднуються до ізоалоксазинового кільця рибофлавіну до атомів азоту в 1-му та 10-му положеннях; при цьому відбувається переміщення в конденсованих кільцях подвійних спряжених зв'язків:

Третій етап - перенесення електронів і протонів від відновлених флавопротеїнів на убіхінон, який ще називають коферментом О (скорочено КоО) - від першої літери слова quinone.

Потім у дихальному ланцюзі шляхи електронів і протонів розходяться (четвертий етап). Електрони атомів водню від відновленої форми КоОН2 надходять до так званої цитохромної системи, а протони вивільняються у зовнішнє середовище. Цитохромна система складається з ряду ферментів, небілкова частина яких (простетична група) представлена залізопорфиринами, близькими за структуро до гему. Цитохроми відрізняються один від одного будовою білкової частини, природою бічних ланцюгів порфіринів та способом приєднання гему до білків.Тому цитохроми беруть участь у транспорті електронів у клітині аеробних організмів.З'ясовано, що ланка цитохромів розташовується між КоОИ2 й киснем; при цьому в дихальний ланцюг цитохроми включаються в певній послідовності, залежно від окислювально-відновного потенціалу, переважно в такому порядку: Ь, с1, с, а, а3.

П'ятий етап зв'язаний з передачею електронів від цитохромоксидази на молекулярний кисень. ЦХО - єдиний із цитохромів, який може це здійснювати, тому він називається цитохромоксидазою. Електрони послідовно приєднуються до іонів заліза цитохромів а, а3, потім - до іона міді і, нарешті, потрапляють на кисень. У результаті утворюється активний іонізований кисень (О2-), який, реагуючи згодом із двома протонами водню з матриксу, утворює воду, оскільки ЦХО знаходиться поблизу внутрішньої поверхні мембрани з активним центром, спрямованим у матрикс, куди надходить молекулярний кисень.

Інші шляхи тканинного дихання. Існують й інші шляхи тканинного дихання - довші й коротші, але майже всі вони певним чином пов'язані з основним дихальним ланцюгом. Прикладом першого може бути окислення а-кетокислот. Спочатку вони зазнають окислювального декарбоксилювання (відбувається втрата карбоксильної групи а-кетокислот з утворенням СО2), потім два атоми водню передаються на ліпоєву кислоту (див. Структура, функції і метаболізм вуглеводів), а після цього вже діють нікотинамідні ферменти, і тоді НАДИ2 включається в дихальний ланцюг. Коротким шляхом окислюється, наприклад, янтарна кислота:

ОКИСНЕННЯ БІОЛОГІЧНЕ — аеробне та анаеробне перетворення біологічних субстратів у живому організмі, яке супроводжується вивільненням енергії. Прикладом аеробного перетворення є деякі реакції гліколізу, зокрема окиснення фосфогліцеринового альдегіду до 1,3-дифосфогліцеринової кислоти. Перетворення ацетатної кислоти (СН3СО-SkoA) до вуглекислоти і води в циклі трикарбонових кислот (див. Цикл трикарбонових кислот) — приклад аеробного окиснення. Більшість процесів окиснення в організмі супроводжується відщепленням Гідрогену від окиснюваного субстрату, тобто окиснення здійснюється шляхом дегідрування органічного субстрату. Окиснення білків, вуглеводнів і ліпідів (див. Пероксидне окиснення) найчастіше починається з їх дегідрування. Одним із шляхів окиснення є приєднання Оксигену, який входить до складу молекул води. Так, окиснення жирних кислот (див. Жирні кислоти, вищі жирні кислоти), амінокислот у відповідні окси- кетокислоти здійснюється спряженням процесів їх дегідрування та гідратації (див. Спряжені реакції). Напр. втрата атома Гідрогену масляною кислотою призводить до утворення кротонової кислоти, а остання, гідратуючи, перетворюється у α-кетомасляну кислоту, яка внаслідок дегідрування перетворюється на ацетоацетатну кислоту (див. Альдегідо і кетокислоти). У клітинах багатьох нижчих організмів у процесі окиснення різних сполук відщеплений Гідроген акцептується цілою низкою субстратів, внаслідок чого утворюються різноманітні продукти відновлення, які мають значний запас енергії. Прикладом цього може бути алкогольне бродіння в дріжджових клітинах, у процесі якого атоми Гідрогену переносяться з фосфогліцеринового альдегіду на ацетальдегід з утворенням етилового спирту без участі атмосферного кисню, тому воно називається анаеробним (див. Бродіння). Анаеробні процеси окиснення мають місце й в організмах вищих живих істот та людини. До них належать гліколіз, обмін гліцерину, окиснювальне дезамінування деяких амінокислот та багато інших процесів. Однак вирішальне значення для життєдіяльності вищих організмів мають процеси аеробного окиснення, в яких Гідроген через низку проміжних сполук передається на молекулярний атмосферний кисень з утворенням води. Окиснювальні процеси за участю атмосферного кисню перебігають до кінця, тобто з максимальним вивільненням енергії окиснюваного субстрату. Це характерна ознака обміну речовин у вищих організмах. У реакціях О.б. субстратів відщеплений Гідроген сполучається з атмосферним киснем. Тому такі процеси одержали назву тканинного дихання (див. Тканинне дихання). Отже, різниця між анаеробним і аеробним процесами окиснення зводиться до різниці в акцепторах Гідрогену, який відщеплюється в процесі окиснення субстратів.

Іншим кінцевим продуктом О.б. є вуглекислота, шо утворюється внаслідок реакцій декарбоксилювання у процесах окиснення. В утворенні вуглекислоти найчастіше бере участь Оксиген води, який вводиться в процесі гідратації в молекули кислот, перетворюючи їх на відповідні оксикислоти. Дегідрування оксикислот спричиняє утворення відповідних кетокислот, які згодом декарбоксилюються. Великий внесок у розвиток сучасних уявлень про механізм біологічного окиснення зробили два видатні вчені — О.М. Бах і В.І. Палладін. В основу своїх уявлень про механізм О.б. О.М. Бах поклав можливі процеси активації кисню. Виходячи з того, що молекула кисню побудована з двох взаємозрівноважених своїми валентностями атомів, О.М. Бах висловив гіпотезу, згідно з якою для активації кисню неохідним є розривання одного зв’язку для вивільнення валентності, необхідної для приєднання Оксигену з окиснюваною сполукою. Для такого розриву зв’язку необхідна енергія, яка, за Бахом, може бути забезпечена насиченими сполуками, які містять легко вивільнюваний запас енергії. Молекулярний кисень, сполучаючись з такими автооксидабельними сполуками або оксигеназами (див. Оксигенази), утворює з ними органічні пероксиди. Утворені таким чином, вони розщеплюються під впливом ферментів пероксидаз, а Оксиген переноситься на інші нездатні до безпосередньої взаємодії з киснем повітря органічні субстрати, оскільки вони є неавтооксидабельними як такі. Отже, згідно з Бахом, між автооксидабельним субстратом і атмосферним киснем існує проміжна система ферментів, які активують кисень, а отже, забезпечують процеси О.б.

Систему О.б. називають ще дихальним ланцюгом. Процеси окиснення відбуваються в мітохондріях (див. Окиснення мікросомальне). Дихальний ланцюг умовно можна розділити на три каталізованих ферментами ланки: 1) контрольоване О.б. переважно ферментами, які містять нікотинамідні коферменти (НАД і НАДФ) (див. Нікотинамідні коферменти) та дегідрування субстратів; 2) окиснення відновлених форм нікотинамідних коферментів НАД·Н і НАДФ·Н. Ці реакції каналізую­ться флавінозалежною системою ферментів (ферменти, які містять як простетичні групи ФАД); 3) окиснення відновлених форм флавінових коферментів (ФАД·Н2) Такі процеси каталізуються системою цитохромів (див. Цитохроми). Саме на цій завершальній ланці біологічного окиснення Гідроген акцептується молекулярним киснем з утворенням води.О.б. має велике значення для існування живих істот. Більша частина енергії, необхідної для життєдіяльності організму, утворюється внаслідок окисно-відновних процесів.

28. Ембріональний період (ембріогенез) у тварин

У ембріональному періоді виділяють три основні етапи: дроблення, гаструляцію і первинний органогенез. Ембріональний, або зародковий, період онтогенезу починається з моменту запліднення і триває до виходу зародка з яєчних оболонок. У більшості хребетних він включає стадії (фази) дроблення, гаструляції, гисто- і органогенеза.ЗаплідненняПочаткова стадія розвитку, триває від кількох хвилин до кількох годин. У зиготі людини до початку наступної стадії ембріогенезу відбувається диференціювання і переміщення ділянок цитоплазми, що призводить до двобічної симетрії.Дробіння — ряд послідовних мітотичних ділень заплідненого або ініційованого до розвитку яйця. Дробіння є в онтогенезі всіх багатоклітинних тварин і приводить до утворення зародка, званого бластулою (зародок одношаровий). При цьому маса зародка і його об'єм не змінюються, тобто вони залишаються такими ж, як у зиготи, а яйце розділяється на все дрібніші клітини — бластомери. Після кожного ділення клітки зародка стають все дрібнішими, тобто міняється ядерно-плазмові співвідношення: ядро залишається таким же, а об'єм цитоплазми зменшується. Процесс протікає до тих пір, поки ці показники не досягнуть значень, характерних для соматичних клітин. Тип дроблення залежить від кількості жовтка і його розташування в яйці.

При неповному поверхневому дробінні в глибині жовтка відбуваються перші синхронні, ядерні ділення, що не супроводжуються утворенням міжклітинних меж. Ядра, оточені невеликою кількістю цитоплазми, рівномірно розподіляються в жовтку. Коли їх стає достатньо багато, вони мігрують в цитоплазму, де потім після утворення міжклітинних меж виникає бластодерма (центролецитальні яйця: комахи).

Один з механізмів гаструляції — інвагінація (вкладання частини стінки бластули всередину зародка).Гаструляція — процес розділення зародка на зародкові листки. В ході гаструляції клітини зародка практично не діляться і не ростуть. Відбувається активне пересування клітинних мас (морфогенетичні рухи). В результаті гаструляції формуються зародкові листки (пласти кліток). Гаструляція призводить до утвореня зародка, званого гаструлою.

Первинний органогенез — процес утворення комплексу осьових органів. У різних групах тварин цей процес характеризується своїми особливостями. Наприклад, у хордових на цьому етапі відбувається закладка нервової трубки, хорди і кишкової трубки.В ході подальшого розвитку формування зародка здійснюється за рахунок процесів зростання, диференціювання і морфогенезу. Зростання забезпечує накопичення клітинної маси зародка. В ході процесу диференціювання виникають різно спеціалізовані клітини, що формують різні тканини і органи. Процес морфогенезу забезпечує придбання зародком спеціальної форми

В період органогенезу зародкові листки розділяються на зачатки органів і систем; великі зачатки диференціалізуються на дрібніші, і таким чином створюється усе складніша структура цілого організму. Органогенез досягається в основному за рахунок клітинних переміщень і диференціалізації самих клітин. Для виходу зародків з оболонок або народження в кінці зародкового розвитку синтезується фермент, який розчиняє оболонки, з'являються пристосування, що допомагають розбити шкаралупу тощо.Постембріональний розвиток[ред.]

Постембріональний розвиток буває прямим і непрямим.Прямий розвиток — розвиток, при якому організм, що з'явився, ідентичний по будові дорослому організму, але має менші розміри і не володіє статевою зрілістю. Подальший розвиток пов'язаний із збільшенням розмірів і придбанням статевої зрілості. Наприклад: розвиток рептилій, птахів, ссавців.Непрямий розвиток, або розвиток з метаморфозами — організм, що з'явився, відрізняється за будовою від дорослого організму, зазвичай влаштований простіше, може мати специфічні органи, такий зародок називається личинкою. Личинка харчується, росте. І з часом личинкові органи замінюються органами, властивими дорослому організму (імаго). Наприклад: розвиток жаби, багатьох комах, різних черв'яків.Ембріональний розвиток супроводжується зростанням.

29. Автотрофні організми, автотрофи») — організми, що синтезують із неорганічних речовин (головним чином води, діоксиду вуглецю, неорганічних сполук азоту) всі необхідні для життя органічні речовини, використовуючи енергію фотосинтезу (фототрофи — всі зелені рослини) чи хемосинтезу (хемотрофи — деякі бактерії).Автотрофи — основні продуценти органічної речовини в біосфері. Вони забезпечують існування решти організмів. Гетеротро́фи (від грец. heterone — «інший» і trophe — «живлення») — організми, що вимагають органічних сполук, як джерела вуглецю для росту і розвитку.

Гетеротрофи відомі як консументи або споживачі в харчовому ланцюжку. Гетеротрофи є протилежністю автотрофам, які використовують неорганічні речовини, вуглекислоту або бікарбонат, як єдине джерело вуглецю. Всі тварини — гетеротрофи, також як і гриби та багато бактерій та архей. Деякі паразитичні рослини також є повністю або частково гетеротрофами, тоді як хижі рослини споживають м'ясо для отримання азоту, при тому будучи автрофними.Гетеротрофи не в змозі синтезувати органічні сполуки на основі вуглецю незалежно, використовуючи неорганічні джерела (наприклад тварини, на відміну від рослин, не можуть проводити фотосинтез) і тому повинні отримувати поживні речовини від автотрофів або інших гетеротрофів. Щоб називатися гетеротрофом, організм повинен отримувати вуглець з органічних сполук. Якщо він отримує азот з органічних сполук, але не вуглець, він вважатиметься автотрофом.Є два можливі підтипи гетеротрофів:Фотогетеротрофи, що отримують енергію від світлаХемогетеротрофи, що отримують енергію за рахунок окислення або відновлення неорганічних сумішей

Пасивний транспорт відбувається мимовільно без затрати енергії шляхом дифузії, осмосу та полегшеної дифузії. Дифузія — це транспорт молекул та іонів через мембрану з ділянки з високою концентрацією до ділянки з низькою концентрацією, тобто речовини надходять за градієнтом концентрації. Дифузія може бути простою та полегшеною. Дифузію води крізь напівпроникну мембрану називають осмосом. Вода переходить з ділянки з низькою концентрацією солей до ділянки, де їхня концентрація вища. Тиск на мембрану, що виникає при цьому, називають осмотичним. Речовини, які не є розчинними у ліпідах, транспортуються через іонні канали, утворені в мембрані білками, чи за допомогою білків-переносників. Це полегшена дифузія, шляхом якої, напр. здійснюється надходження глюкози до еритроцитів. Серед систем пасивного транспорту важливу роль відіграють іонні канали, які забезпечують проникність мембрани для Na+, K+, Ca2+. Трансмембранний обмін (антипорт) чи односпрямований транспорт (симпорт) іонів здійснюється спеціальними білками-переносниками. Система односпрямованого транспорту (котранспорту) представлена (Na++K++Cl–)-переносником, що є чутливим до дії діуретиків (фуросеміду, амілориду, туметаніду)..

Активний транспорт речовин крізь мембрану здійснюється проти градієнта їхньої концентрації із затратою енергії АТФ та за участю спеціальних мембранних білків — транспортних АТФаз, які також називаються іонними насосами. Найбільш поширеними в клітині тварин є Н+-АТФаза, Na+,K+-АТФаза і Са2+-АТФаза, що являють собою цілі мембранні комплекси із складною структурою. Функціональне значення біологічних насосів полягає у підтримці всередині клітини постійного іонного складу. Na+,K+-АТФаза сприяє виведенню Na+ з клітини та надходженню К+ до клітини за допомогою енергії АТФ і є прикладом антипортного транспорту. Із впливом на натрієвий насос пов’язаний механізм дії деяких фармацевтичних препаратів. Крім вищенаведених видів активного транспорту, виділяють специфічні механізми переміщення речовин, пов’язані з порушенням цілісності мембрани, ендоцитоз та екзоцитоз. При ендоцитозі плазматична мембрана утворює вирости, які потім перетворюються на внутрішньоклітинні пухирці, що містять захоплений клітиною матеріал. Ці процеси відбуваються із витратою енергії АТФ. Розрізняють два види ендоцитозу: фагоцитоз і піноцитоз. Фагоцитоз (грец. phagos — пожирати, cytos — клітина) — це захоплення і поглинання клітиною великих часток (іноді цілих клітин та їхніх частин). Ендоцитоз рідини та розчинених в ній речовин називається піноцитозом (грец. pyno — пити, cytos — клітина). Шляхом ендоцитозу, напр. відбувається всмоктування жиру клітинами кишкового епітелію. Екзоцитоз — це процес виведення з клітини різноманітних речовин крізь мембрану, фактично зворотний ендоцитозу механізм. Шляхом екзоцитозу вивільнюються гормони, жирові краплини, а також медіатори в синапсах при збудженні.

30. Зелені водорості – група нижчих рослин. У сучасній систематиці ця група має ранг відділу, що включає одноклітинні і колоніальні планктонні водорості, у тому числі ценобіальні, одноклітинні і багатоклітинні форми бентосних водоростей. Багато нитчастих зелених водоростей кріпляться до субстрату тільки на ранніх стадіях розвитку, потім вони стають вільноплаваючими. Надзвичайно великий і діапазон їх розмірів – від кількох мікрон до кількох метрів.Зелені водорості – це найбільший на даний час відділ водоростей. За приблизними підрахунками сюди входить близько 500 родів і від 13 000 до 20 000 видів. Всі вони відрізняються в першу чергу чисто-зеленим кольором, схожим на забарвлення вищих рослин, яке викликане переважанням хлорофілу над іншими пігментами.

Розмноження зелених водоростей буває вегетативним, безстатевим і статевим.Вегетативне розмноження у одноклітинних зелених водоростей, позбавлених оболонки, відбувається поділом клітини навпіл, у колоніальних і багатоклітинних – фрагментами талома, у харових – спеціальними різоїдальними і стебловими бульбочками.Безстатеве розмноження у зелених водоростей представлене широко. При безстатевому розмноженні формуються зооспори, які можуть бути голими або покритими жорсткою клітинно. стінкою. Зооспори після періоду руху зупиняються, втрачають свої джгутики, округлюються (у разі голих зооспор) і розвиваються у вегетативні особини. Апланоспори (нерухомі спори) – спори безстатевого розмноження, у яких відсутні джгутики, але є вакуолі, здатні скорочуватися.

Статевий процес представлений різними формами: хологамія, кон'югація, ізогамія, гетерогамія, оогамія. Життєві цикли зелених водоростей дуже різноманітні. Тут зустрічаються всілякі типи.У більшості зелених водоростей життєвий цикл гаплобіонтний із зиготичною редукцією. У таких представників диплоїдною стадією є тільки зигота. Гаплодиплобіонтний життєвий цикл зі споричною редукцією зустрічається у ульвових, кладофорових і деяких трентеполієвих. Гаплодиплобіонтний життєвий цикл із соматичною редукцією відомий тільки у Prasiola.Особливо багато зелених водоростей розвивається навесні, коли всі камені на літоралі покриті суцільним смарагдовим нальотом із зелених водоростей, який різко контрастує з білим снігом, що лежить на прибережних каменях.

Зелені водорості широко поширені по всьому світу. Більшість з них можна зустріти в прісних водоймах (представники харофітів і хлорофіцієвих), але чимало солоноватоводних і морських форм (більшість представників класу ульвофіцієвих). Вони зустрічаються у водоймах різної трофності (від дистрофних до евтрофних) і з різним вмістом органічних речовин, водневих іонів (від лужних до кислих), при різних температурах. Є зелені водорості, які пристосувалися до життя в ґрунті і наземних місцях. Їх можна зустріти на корі дерев, скелях, різних будівлях, на поверхні ґрунтів і в товщі повітря. Масовий розвиток мікроскопічних зелених водоростей викликає «цвітіння» води, ґрунту, снігу, кори дерев і т.д. Так, Chlamydomonas nivalis можна виявити високо в горах на снігу, забарвленому в червоний колір. У цього виду хлорофіл маскується каротиноїдними пігментами.Своєрідну екологічну групу представляють ендолітофітні зелені водорості, пов'язані з вапняним субстратом. По-перше, ці водорості вміють бурувати. Вони роблять вапняний субстрат рихлим, через що він легко піддається різним впливам хімічних і фізичних факторів. По-друге, ряд зелених водоростей у прісних і морських водоймах здатні переводити розчинені у воді солі кальцію в нерозчинні і відкладати їх на своїх таломах. Ряд тропічних зелених водоростей, зокрема Halimeda, відкладає в таллом карбонат кальцію. Вони беруть активну участь у будівництві рифів. Гігантські поклади останків Halimeda, іноді досягають 50 м у висоту, вони зустрічаються в континентальних шельфових водах, зв'язаних з Великим Бар'єрним рифом в Австралії та інших регіонах, на глибині від 12 до 100 м.Зелені водорості, вступаючи в симбіотичні відносини з грибами, входять до складу лишайників. Близько 85 % лишайників містять одноклітинні і нитчасті зелені водорості, 10 % лишайників містять ціанобактеріальних партнерів і 4% (і більше) містять ціанобактерії і зелені водорості. Як ендосимбіонти вони існують в клітинах найпростіших, гідр, губок і деяких плоских червів. Ряд зелених водоростей розвивається на шерсті ссавців.Існують паразитичні представники зелених водоростей, більшість з яких в якості господарів мають вищі рослини. Так, Phyllosiphon викликає пожовтіння листя рослини-хазяїна. Cephaleuros – облігатний ендофіт листя сотень видів рослин, включаючи каву, чай та інші. Він викликає захворювання, відомі як «іржа». Види Prototheca можуть викликати зараження людини, великої рогатої худоби та деяких інших тварин. У людей вони є причиною шкірних захворювань і зрідка – бурситів і перитонітів, у великої рогатої худоби можуть бути причиною маститів.Ряд зелених водоростей мають господарське значення. Їх використовують як індикаторні організми в системі моніторингу водних екосистем. Наприклад, Агентство з захисту навколишнього середовища США рекомендує використовувати в тестах для прісних вод такі індикаторні організми, як Selenastrum capricornutum і Scenedesmus subspicatus. Зелені водорості застосовують для очищення і доочищення забруднених вод, а також як корм у рибогосподарських водоймах. Деякі види використовуються населенням ряду країн в їжу. Для цих цілей, наприклад, в Японії, спеціально культивують Ulva і Enteromorpha. Окремі види зелених водоростей використовують як продуценти фізіологічно активних речовин. Так, види роду Haematococcus культивують у промислових масштабах для отримання каротиноїду астаксантину, Botryococcus – для отримання ліпідів. У той же час з «цвітінням» води одного з озер на Тайвані, викликаного Botryococcus, пов'язують загибель риб.Види родів Chlorella і Chlamydomonas – модельні об'єкти для вивчення фотосинтезу в рослинних клітинах. Гігантські багатоядерні таломи Acetabularia, багатоклітинні таломи Chara і одноклітинних представників Dunaliella і Chlamydomonada в генній інженерії використовують як об'єкти для трансформації. Зелені водорості (Chlorophyta або Chlorophycota, Chlorophycophyta) — група еукаріотичних організмів, що налічує приблизно 20 000 видів[1], та зазвичай класифікується як відділ царства Зелені рослини ( чи Chlorobionta NCBI, класифікація Бремера[2]). Вперше класифікація на рівні відділу виділена за забарвленням А. Пашером (Pasher) в 1914 році[3]. Історично вона класифікувалася до підцарства Нижчі рослини царства Рослини та, пізніше, царства Найпростіші. Проте, перш за все сам поділ є штучним та базується на комплексі ознак (морфологічних, цитологічних, біохімічних та даних молекулярної біології). За деякими даними, Chlorophyta відносять до нетаксономічної категорії — супергрупи Архепластид (Archaeplastida)[4]. Вважається, що Вищі рослини походять від Chlorophyta.До представників відділу відносять евкаріотичні водорості, що мають пігменти, властиві вищим рослинам, та яким притаманні пластиди первинно симбіотичного типу. У відділі представлені всі типи морфологічної структури. Зустрічаються повсюдно: у прісних та солонуватих водоймах, морях, аерофітних умовах, грунтах.

Форма слані може бути нитчастою, коркоподібною, кулястою, мішкоподібною, пластинчастою, кущоподібною з ребристими листкоподібними пластинками. Слані деяких представників мають повітряні пухирі пневматофори, які утримують "гілки" у вертикальному положенні. Усі бурі водорості прикріплюються до грунту чи інших водних рослин за допомогою ризоїдів, базальних дисків. У слані деяких бурих водоростей спостерігається спеціалізація клітин з утворенням тканин. У найпростіших випадках можна розрізнити кору, утворену інтенсивно забарвленими клітинами з хлоропластами, і серцевину, яка складається з великих безбарвних клітин. Найскладнішу будову мають представники порядку Ламінарієвих.

31. Будова нервової системи.Центральна частина. У нервовій системі, як уже зазначалось, розрізняють дві частини: центральну і периферичну. Центральна частина складається з головного мозку, що лежить у черепі, і спинного мозку, що знаходиться в хребетному каналі.І головний, і спинний мозок вкриті оболонками. Одна з них дуже багата на кровоносні судини і щільно прилягає до мозку. Судини цієї оболонки проникають всередину нервової тканини. По цих судинах мозкові доставляються поживні речовини і ки­сень, виносяться з нього продукти розпаду.У головному і спинному мозку можна розрізнити темно і світло забарвлені ділянки, утворені сірою і білою речовинами.Сіра речовина складається з тіл нейронів, які сполучені одне з одним короткими, дуже розгалуженими відростками. Сіра речовина лежить або суцільним шаром, наприклад, у корі півкуль, або розкидана острівцями різної величини, що називаються ядрами. Окремі групи нейронів у ядрах утворюють так звані нервові центри. В них відбувається перехід збудження з до­центрових нейронів на відцентрові.Біла речовина мозку складається з волокон. Центральна (осьова) частина їх утворена довгими нерозгалуженими відростками нейронів, тіла яких лежать у сірій речовині. Волокна утворюють провідні шляхи. Ці шляхи сполучають одну з одною окремі ділянки кори півкуль і ядра, розміщені в головному і спинному мозку. Деякі волокна виходять за межі мозку і входять до складу нервів. Волокна білої речовини і нерви утворюють доцентрові і відцентрові шляхи, які проводять збудження від органів до різних нервових центрів і від центрів в органи.

Периферична частина. Периферична частина нервової системи складається з спинномозкових нервів, черепномозкових нервів і нервових вузлів.Спинномозкові нерви відходять від спинного мозку і розгалужуються в ділянці тулуба, шиї і кінцівок. Ці нерви є мішаними: вони складаються з доцентрових і відцентрових волокон. По перших — у спинний мозок надходить збудження від рецепторів, по других — збудження проводиться від спинного мозку до різних органів.Черепномозкові нерви беруть початок від головного мозку і поширюються в ділянці голови і шиї, тільки один з них розгалужується в органах порожнини тіла.До черепномозкових нервів належать нюховий, зоровий і слуховий, які утворені доцентровими волокнами. Вони проводять збудження у головний мозок від рецепторів органів чуття. Лицевий нерв містить відцентрові волокна. По них проходить збудження від головного мозку до м’язів обличчя і до слинних залоз. Деякі черепномозкові нерви є мішані. Найбільший з них називається блукаючим. Він розгалужується в серці, в легенях, печінці, шлунку, кишечнику, нирках та інших органах. По доцентрових волокнах блукаючого нерва збудження проводиться від рецепторів внутрішніх органів у головний мозок. По його відцентрових волокнах збудження йде від головного мозку до внутрішніх органів і впливає на обмін речовин.

Нервові вузли — це скупчення сполучених між собою тіл нейронів. Вузли розміщуються всередині різних органів або коло них. Два довгих ланцюжки таких вузлів тягнуться по обидва боки хребта. Найбільші вузли, які утворюють сонячне сплетення, лежать у черевній порожнині.Відцентрові волокна черепно- і спинномозкових нервів поділяються на рухові і вегетативні.Рухові нервові волокна починаються від рухових центрів спинного і головного мозку і закінчуються в скелетних м язах. Ці волокна проводять збудження, яке викликає скорочення скелетних м’язів.Вегетативні нервові волокна закінчуються в усіх органах тіла. На своєму шляху ці волокна, на відміну від рухових, проходять через нервові вузли, які лежать в органах або коло них. У вузлах відбувається передача збудження з одного нейрона на другий.Вегетативні волокна проводять збудження, яке посилює або ослаблює діяльність органів. Ці волокна є і в скелетній мускулатурі. Збудження, яке йде по них, не може викликати скорочення м’язів, але, посилюючи в них обмін речовин, підвищує їх роботу.

32. До Підцарства Найпростіші відносять організми, тіло яких складається з цитоплазми та одного або кількох ядер. Отже найпростіші зберігають риси клітинного рівня організації. Протоплазма тіла найпростіших утворює одну клітину, тому їх називають одноклітинними. Клітина найпростішого — самостійна особина, яка виконує усі функції цілісного організму, тоді як клітини багатоклітинного організму тварини становлять тільки частини цілого, повністю від нього залежать і виконують спеціалізовані функції. Переважна більшість найпростіших має мікроскопічні розміри - від 3 до 150 мкм. Частини тіла найпростіших, які виконують різні функції, називають органелами або органоїдами. Є органоїди двох типів: загального призначення, які характерні для будь-яких клітин (мітохондрії, центросоми, рибосоми тощо), і спеціального призначення, які виконують життєві функції одноклітинних як самостійних організмів.Органоїдами руху у представників типу можуть бути несправжні ніжки (псевдоподії), джгутики. Органоїди травлення складаються з травних вакуолей. У тілі деяких найпростіших є скоротливі (пульсуючі) вакуолі, які відіграють роль органоїдів саморегуляції, виділення і дихання. Багато найпростіших, які живуть вільно мають зовнішній скелет у вигляді раковини.У протоплазмі найпростіших можна розрізнити два шари – екто- та ендоплазму. Ектоплазма розташована зовні – вона однорідна (гомогенна) і більш щільна ніж внутрішній шар. Поверхня ектоплазми найбільш ущільнена. Із неї утворюється периферична плівка – пелікула, яка є частиною живої цитоплазми. На поверхні пелікули іноді утворюється кутикула. Кутикула не має властивостей живої цитоплазми. Характерною рисою більшості найпростіших є проходження складних циклів розвитку. Багато найпростіших у несприятливих умовах утворюють цисти, тобто стають нерухомими, набувають круглої форми, перестають живитися, процеси обміну у них сповільнюються, зовні вони вкриваються щільною оболонкою, яка захищає від висихання, несприятливої температури, впливу шкідливих речовин. У інцистованому стані найпростіші легко розселяються.

Тип Саркоджгутикові. Клас Справжні амеби. Основна властивість саркодових здатність утворювати псевдо події, або несправжні ніжки які служать для руху та захоплення їжі.Амеба дизентерійна Локалізація. Товсті кишки людини.Географічне поширення. Всюди, але частіше у країнах з жарким кліматом.Морфологічні особливості і життєвий цикл. У кишках людини ця амеба зустрічається у трьох формах: великої вегетативної тканинної, патогенної; дрібної вегетативної, яка живе у просвіті кишок (forma minuta)Характерна особливість цист - наявність 4 ядер.Інвазійна стадія. Циста.Розміри цист від 8-16 мкм. Живиться бактеріями. Явної шкоди здоров'ю не завдає. Це основна форма існування паразита..

Якщо умови сприяють переходу у тканинну форму (Е. histolitica forma magna) амеба збільшується у розмірах в середньому до 23-мкм, досягаючи іноді З0 і навіть 50 мкм, і набуває здатності виділяти ферменти які розчиняють тканинні білки. Внаслідок цього руйнується епітелій слизової оболонки, амеби проникають у тканину і утворюють виразки товстої кишки, які кровоточать. У цитоплазмі великої форми часто видно фагоцитовані еритроцити. Проникаючи у кровоносні судини, ця форма амеби дизентерійної може потрапляти у печінку й інші органи, викликаючи там виразки і абсцеси. Патогенетичне значення. Утворюють кровоточиві виразки. Властиві також кров’яні випорожнення, частота яких досягає 3-10 разів на добу.

33. Кільча́сті че́рви або аннелі́ди або кільчаки́ — тип відносно високоорганізованих червів, що складається з близько 15 тисяч видів. Вони мешкають в більшості вологих середовищ, включаючи наземні, прісноводні і морські, містять багато паразитичних та мутуалістичних видів. Мають розміри від менше міліметра до понад 3 метрів.Целом у них поділений перегородками на сегменти, які представлені як зовнішні кільця (звідки і назва типу), відсутній або спрощений у деяких п'явок і первинних аннелід. Із сегментацією тіла пов'язана метамерія (сегментація) внутрішніх органів — нервової, видільної та кровоносної систем. Завдяки перегородкам, аннеліда при пошкодженні втрачає лише певні сегменти тіла.Тіло кільчастих червів двобічносемитричне, у поперечному розрізі кругле. Воно почленоване на велику кількість сегментів (до 900); зовнішня сегментація збігається з розташуванням поперечних перегородок усередині тіла. У кожному сегменті повторюються певні деталі будови (щетинки, нервові вузли, органи виділення). Розміри варіюють від 0,5 мм до 3 м. Кільчасті черви — тризародковошарові організми. Шкірно-м’язовий мішок у них розвинений краще, ніж у плоских і круглих червів. Він складається з одного шару епітелію та двох шарів м’язів: кільцевих та поздовжніх. Завдяки кільцевим м’язам тіло подовжується і стає тоншим, завдяки поздовжнім — укорочується і потовщується. У рухах беруть участь і допоміжні придатки — щетинки, які розташовані поодиноко або пучками правильними поздовжніми рядами. Характерною особливістю типу є наявність вторинної порожнини тіла. Від первинної порожнини тіла вона відрізняється тим, що має власні стінки, вистелені особливим епітелієм, який відділяє порожнину тіла від оточуючих тканин та органів.Травна система: кільчастих червів складається з ротової порожнини, глотки, стравоходу і кишечника, який закінчується анальним отвором. У дощових черв’яків є воло (розширення стравоходу). Перетравлювання їжі відбувається в кишечнику.Кровоносна система:У зв’язку з ускладненням будови та збільшенням активності у кільчастих червів уперше з’являється кровоносна система замкненого типу, тобто кров не виливається в порожнину тіла. Кровоносна система забезпечує транспортування поживних речовин і газів та здійснює захист.Дихальна система: дихання здійснюється через усю поверхню шкіри, багату на кровоносні судини. Спеціальні органи дихання — зябра (вирости шкіри) — мають тільки деякі морські кільчасті черви.Видільна система: представлена парними трубочками (метанефридіями) в кожному сегменті тіла.Нервова система: у кільчастих червів — вузлового типу, але складніша, ніж у плоских та круглих червів. Вона представлена навкологлотковим кільцем, черевним нервовим ланцюжком та нервами, що відходять до різних органів. У кільчастих червів добре розвинені органи чуттів. У багатьох є очі; органи слуху побудовані за принципом локаторів; наявні також смакові рецептори та нюхові клітини.Розмноження: за способом розмноження кільчасті черви як роздільностатеві, так і гермафродити. Дощові черви — гермафродити, але запліднення у них перехресне. Морські черви — роздільностатеві тварини. Запліднення яєць відбувається у воді. У дощового черв’яка розвиток прямий, а у деяких представників типу (нереїда) зі заплідненого яйця утворюється личинка (розвиток з перетворенням). У всіх представників типу добре виражена регенерація.До типу Кільчасті черви належать класи: Малощетинкові черви, Багатощетинкові черви, П’явки. Представниками малощетинкових червів є дощовий черв’як, трубочник; багатощетинкових — піскожил, нереїда; п’явок — несправжньокінська, медична п’явка.Кільчасті черви мають велике значення для кругообігу речовин у природі. Нереїди є основою живлення багатьох промислових риб, крабів, а звичайний трубочник — гарний корм для акваріумних риб та деяких прісноводних риб. Дощові черви відіграють величезну роль у процесах ґрунтоутворення. Вони збагачують ґрунт на перегній та розпушують його, сприяючи проникненню в нього повітря й води. Ще Ч. Дарвін відзначав корисний вплив кільчастих червів на родючість ґрунту. Деякі п’явки завдають великої шкоди рибам, птахам і ссавцям. Медична п’явка використовується для лікування багатьох захворювань та як об’єкт лабораторних експериментів.

34. Членистоно́гі— тип первинноротих тварин, що включає комах, ракоподібних, павукоподібних та багатоніжок. Як і кільчаки, членистоногі — метамерні тварини. їхнє тіло складається з ряду сегментів, проте метамерія членистоногих різко гетерономна. Групи подібних сегментів об'єднуються у відділи тіла — тагми. Найчастіше виділяються три тагми: голова, груди, черевце. У павукоподібних голова злита з грудьми в єдину тагму — головогруди; у трилобітів і багатоніжок є всього дві тагми — голова і тулуб. Особливе значення має процес цефалізації — утворення голови — тагми, де сконцентровані органи чуття (вусики, очі) та первинної переробки їжі (ротовий апарат).

Голова складається з головної лопаті, або акрона, та кількох передніх сегментів. На думку більшості вчених, акрон гомологічний простоміуму кільчастих червів. Голова членистоногих має 6 сегментів. Кількість сегментів, котрі входять до складу грудей і черевця, яке закінчується анальною лопаттю, або тельсоном (гомолог пігідія), різко коливається, проте в межах типу спостерігається тенденція до стабілізації та зменшення їх кількості. Характерною ознакою членистоногих, від якої походить назва типу, є будова їхніх кінцівок. Вони складаються з окремих члеників, що рухомо з'єднані між собою суглобами, утворюючи багатоколінні важелі, здатні до складних і точних рухів. Відповідно до тагматизації тіла членистоногих відбулася й спеціалізація їхніх кінцівок. На голові знаходяться кінцівки, що виконують чутливу функцію — антени (одна або дві пари), решта кілька пар кінцівок перетворилися на ротові органи, що беруть участь у захопленні, утриманні та подрібненні їжі (верхні та нижні щелепи або хеліцери та частково педипальпи). Кінцівки грудної тагми виконують в основному локомоторну функцію (плавання, повзання, ходіння, бігання, стрибання), хоча до цих функцій іноді додаються й інші (дихальна, чутлива). Кінцівки черевця у багатьох груп редуковані. Лише у трилобітів і деяких ракоподібних (клас Malacostraca) вони призначені для плавання; одна-дві пари черевних кінцівок часто спеціалізуються як статеві, що призначені для запліднення та розмноження.

У найповнішому вигляді кінцівка членистоногого складається з основної частини (протоподит), від якої відходять дві гілки: зовнішня (екзоподит) та внутрішня (ендоподит), крім того, у водяних форм є зябровий відросток (епіподит). У первинно водяних членистоногих (наприклад, ракоподібних) деякі кінцівки зберігають двогіллясту будову; в більшості ж кінцівок одна з гілок редукується, і вони стають одногіллястими (наприклад, ноги у Шестиногих та Багатоніжок).

Важливою особливістю членистоногих, яка відрізняє їх від кільчастих червів і обумовлює основні риси їх організації, є наявність твердої кутикули, що виконує не тільки захисну функцію, а є також зовнішнім скелетом (екзоскелетом), до якого прикріплюються м'язи.До складу кутикули входять білки, амінокислоти, ліпіди, глікопротеїди, феноли, пігменти, вода (до 40%). Проте найхарактернішим компонентом кутикули членистоногих є хітин.Мускулатура членистоногих не утворює суцільного м'язового мішка, а представлена окремими пучками, що з'єднують між собою рухливі ділянки кутикулярного скелету — склерити, або членики кінцівок. Мускульні пучки прикріплюються до внутрішніх виростів кутикули. Порожнина тіла членистоногих змішана.

Травна система членистоногих складається з трьох відділів: ектодермальної передньої, ентодермальної середньої та ектодермальної задньої кишки. Кожен із цих відділів, у свою чергу, диференціюється залежно від типу живлення. Характерною рисою травного тракту членистоногих, яка відрізняє їх від інших типів тварин, є перетворення кінцівок передніх сегментів тіла на ротові, призначені для утримання й механічної переробки їжі. У більшості наземних членистоногих до передньої кишки відкриваються слинні залози. У середній кишці з'являються різноманітні вирости, що збільшують її поверхню (печінкові вирости ракоподібних та павукоподібних, пілоричні придатки комах). У середній кишці та її придатках відбуваються основні процеси травлення та всмоктування. Задня кишка, особливо в наземних членистоногих, також диференціюється на відділи, що виконують різні функції; найважливішою серед них є всмоктування води з екскрементів і повернення її в гемолімфу. Це необхідно для збереження води в організмі. Функцією кишечнику наземних членистоногих є також осморегуляція та видалення з організму продуктів дисиміляції, для чого призначені спеціальні трубчасті вирости задньої ділянки середньої кишки (у павукоподібних) або передньої частини задньої кишки (у комах та багатоніжок) — мальпігієві судини.

Видільна система первинноводяних форм (ракоподібні, мечохвости) представлена видозміненими парними целомодуктами, які мають різні назви залежно від їх розміщення (антенальні, максилярні, коксальні залози). У наземних членистоногих замість них цю функцію виконують мальпігієві судини разом із заднім відділом кишечника, в який вони відкриваються. Мальпігієві судини всмоктують розчинені у воді продукти обміну, переробляючи їх у нерозчинні речовини, а в задній кишці відбувається зворотне всмоктування води і деяких корисних речовин та повернення їх у порожнинну рідину.

Кровоносна система членистоногих незамкнена і частково редукована. У ній залишаються лише головні судини — спинна, іноді черевна та деякі бічні, капілярів немає. З'являється серце. Усі артерії відкриваються в порожнину тіла.

Органи дихання членистоногих різноманітні. Дуже дрібні членистоногі, які мають тонкі покриви й живуть у воді або в дуже вологих місцях, можуть дихати всією поверхнею тіла. У великих водяних членистоногих органами дихання є зябра — це видозмінені кінцівки або їхні частини (епіподити). У наземних членистоногих органами дихання є легеневі мішки, які також вважають видозміненими кінцівками (у павукоподібних), та трахеї (у частини павукоподібних, багатоніжок і комах).

Нервова система членистоногих складається з надглоткового ганглія, або головного мозку, навкологлоткових конектив і черевного нервового ланцюжка. Будова надглоткового ганглія дуже складна. Він має три відділи: передній (протоцеребрум), середній (дейтоцеребрум) та задній мозок (тритоцеребрум). Найскладнішу будову має протоцеребрум.

Більшість членистоногих мають добре розвинені органи чуття (дотику, хімічного чуття, рівноваги, зору). Очі членистоногих бувають двох типів — прості, що мають одну лінзу, й складні, або фасеткові, до складу яких входить велика кількість, інколи кілька тисяч, вічок, або оматидіїв, що щільно прилягають одне до одного..

Членистоногі розмножуються лише статевим шляхом. Більшість їх — роздільностатеві, хоча відомі й гермафродити. Часто присутній виразний статевий диморфізм — зовнішня відмінність самиць і самців. Запліднення внутрішнє або сперматофорне — за допомогою одягнених оболонкою пакетів сперми (сперматофорів), які самець вводить у статеві отвори самиці чи підвішує до них.

35. Екологічні фактори - це будь-які умови середовища, які здатні прямо чи опосередковано впливати на живі організми та характер їх взаємовідносин. Виділяють три основних групи факторів за характером походження: 1. абіотичні фактори - зумовлюються дією неживої природи і поділяються на: · кліматичні (температура, світло, сонячна радіація, вода, вітер, кислотність, солоність, вогонь, опади); · орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція); · геологічні тощо; 2. біотичні фактори - дія одних організмів на інші, включаючи всі взаємовідносини між ними; 3. антропогенні фактори - вплив на живу природу життєдіяльності людини. За характером їх дії: 1. Стабільні чинники - ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне-тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та інші). 2. Змінні чинники, в свою чергу, поділяються на: · закономірно змінні - періодичність добових і сезонних змін. Ці фактори зумовлюють певну циклічність у житті організмів · випадково змінні - об'єднують біотичні, абіотичні і антропогенні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності. Вважають, що загальна кількість становить близько 60-ти; існує і спеціальна класифікація: 1) фактори часу (еволюційні, історичні, діючі); 2) фактори періодичності (періодичні і неперіодичні); 3) фактори первинні і вторинні; 4) фактори за походженням (космічні, абіотичні, біотичні, природно-антропогенні, техногенні, антропогенні); 5) фактори за середовищем виникнення (атмосферні, водні, геоморфологічні, фізіологічні, генетичні, екосистемні); 6) фактори за характером (інформаційні, фізичні, хімічні, енергетичні, біогенні, комплексні, кліматичні); 7) фактори за об’єктом впливу (індивідуальні, групові, видові, соціальні); 8) фактори за ступенем впливу (летальні, екстремальні, обмежуючі, турбуючі, мутагенні, тератогенні); 10)фактори за спектром впливу (вибіркової чи загальної дії).

Дія екологічних факторів. На життєдіяльності організму негативно позначається як недостатня так і надмірна дія будь-якого фактору. Сила фактору, яка сприяє життєдіяльності організму, називається зоною оптимуму, а межа витривалості організму лежить між верхньою і нижньою межами величини фактору, коли організмам загрожує загибель. Зони пригніченого стану називають зонами песимуму. Екологічна валентність - це ступінь пристосовуваності живого організму до змін умов середовища. Види, які характеризуються широкою екологічною валентністю щодо комплексу факторів, називаються еврибіонтами (бурий ведмідь, вовк, очерет). Види, які вільно витримують великі зміни температури, називаються евритермними, зміни солоності - евригалінними. Види, яким властива мала пристосовуваність, називаються стенобіонтами (орхідея, форель, глибоководні риби). Екологічний оптимум може змінюватися залежно від віку, статі, сезону та інших обставин. Для багатьох рослин необхідна зміна температурних умов і освітленості в різні періоди розвитку. Екологічні фактори діють не поодинці, комплексно і оптимальна зона одного фактора може змінюватися залежно від того, з якими факторами він поєднується: добре відомо, що спека легше переноситься в сухому повітрі, а мороз - коли немає вітру. Фактори навколишнього середовища забезпечують існування в просторі і часі. Засвоєння і використання факторів здійснюється організмом через адаптації. Адаптації - це пристосування або засоби, за допомогою яких організм Здійснює взаємодію з середовищем для підтримання гомеостазу і забезпечує безперервність існування в часі через потомство. Залежно від кількості й сили дії один і той самий фактор може мати протилежне значення для організму. Наприклад, підвищення, або зниження температури за межі пристосувальної здатності організму призводить до його загибелі. Адаптивні можливості різних організмів розраховані на різне значення фактора. Так, більшість прісноводних риб гине, потрапивши в морську воду, а морські риби гинуть при зниженні солоності води.Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, у характері їх впливу на організми і в відповідних реакціях живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей. 1.Закон оптимуму. Кожен фактор має лише певні межі позитивного впливу на організми. Результат дії змінного фактора залежить насамперед від сили його прояву. Як недостатня, так і надлишковий дію фактораотріцательно позначається на життєдіяльності особин. Сприятлива сила впливу називається зоною оптимуму екологічного чинника або просто оптимумом для організмів даного виду. 2. Неоднозначність дії фактора на різні функції. Кожен фактор неоднаково впливає на різні функції організму. Оптимум для одних процесів може бути Песимум для інших. Так, температура повітря від 40 ° до 45 ° С у холоднокровних тварин сильно збільшує швидкість обмінних процесів в організмі, але гальмує рухову активність, і тварини впадають в теплове заціпеніння. 3. Мінливість, варіабельність і різноманітність відповідних реакцій на дію факторів середовища в окремих особин виду. Ступінь витривалості, критичні точки, оптимальна і пессімальние зони окремих індивідуумів не збігаються. Ця мінливість визначається як спадковими якостями особин, так і статевими, віковими і фізіологічними відмінностями. Отже, екологічна валентність виду завжди ширше екологічної валентності кожної окремої особини. 4. До кожного з факторів середовища види пристосовуються щодо незалежним шляхом. Ступінь витривалості до якого-небудь чинника не означає відповідної екологічної валентності виду по відношенню до решти чинників. Набір екологічних валентностей по відношенню до різних факторів середовища становить екологічний спектр виду. 5. Розбіжність екологічних спектрів окремих видів. Кожен вид специфічний за своїми екологічними можливостями. Навіть у близьких за способами адаптації до середовища видів існують відмінності у ставленні до яких-небудь окремими факторами. 6. Взаємодія чинників. Оптимальна зона і межі витривалості організмів по відношенню до якого-небудь факторусреди можуть зміщуватися в залежності від того, з якою силою і вкаком поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Разом з тим взаємна компенсація дії факторів середовища має певні межі, і повністю замінити один з них іншим не можна. Повна відсутність води або хоча б одного з основних елементів мінерального живлення робить життя рослини неможливим, незважаючи на найсприятливіші поєднання інших умов. Крайній дефіцит тепла в полярних пустелях не можна заповнити ні великою кількістю вологи, ні цілодобової освітленістю. 7. Правило обмежуючих (лімітуючих) чинників. Фактори середовища, найбільш даленіючі від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в даних умовах. Якщо хоча б один з екологічних чинників наближається або виходить за межі критичних величин, то, незважаючи на оптимальне поєднання решти умов, особинам загрожує загибель. Такі сильно ухиляються від оптимуму фактори набувають першорядного значення в житті виду або окремих його представників у кожний конкретний відрізок часу. 8. Правило відповідності умов середовища генетичної зумовленості організму. Вид організмів може існувати до тих пір і остільки, оскільки навколишнє його природне середовище відповідає генетичним можливостям пристосування цього виду до її коливань і змін.

36. Заплі́днення — процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин (гамет) рослинних і тваринних організмів, що лежить в основі статевого розмноження. Внаслідок запліднення утворюється зигота, яка дає початок новому організмові. У рослин запліднення відбувається після запилення. Пилкова трубка за короткий час проходить крізь пухку тканину стовпчика і через мікропіле проникає до зародкового мішка. Ріст пилкової трубки активізує вегетативна клітина, розміщена в прикінцевій частині. За вегетативною клітиною в пилкову трубку переходить генеративна клітина, з якої в результаті мітотичного поділу утворюються два спермії. В окремих випадках спермії можуть утворюватися ще в пиляку.В місці контакту трубки із зародковим мішком стінки останнього ослизнюються і пилкова трубка проходить усередину. Досягши яйцеклітини, пилкова трубка розривається і з неї виходять два спермії, а вегетативна клітина трубки руйнується. Спермії виходять і один із них зливається з ядром яйцеклітини, утворюючи зиготу, а другий — із вторинним (диплоїдним) ядром центральної клітини, яка дає початок ендосперму. Таким чином у зародковому мішку відбувається відкрите професором Київського університету Святого Володимира (тепер імені Тараса Шевченка)С. Г. Навашиним (1898) подвійне запліднення. Значення подвійного запліднення полягає в тому, що і зигота, і первинна клітина ендосперму, маючи подвійну спадковість, набувають більшої життєздатності і пристосованості до умов існування. Звідси стає зрозумілою роль численних пристосувань у морфології та фізіології квітки, спрямованих на забезпечення перехресного запилення.В зародковий мішок може проникати декілька пилкових трубок. Однак спермії цих трубок не беруть участі в заплідненні і дегенерують. Коли у зав'язі є декілька насінних зачатків, то в кожному з них відбувається описаний вище процес.

У ссавців запліднення є внутрішнім і відбувається в результаті статевого акту, коли самець вводить свій статевий орган в отвір піхви самиці. Після того, як у самця відбудеться еякуляція, велика кількість сперматозоїдів пливе до яйцеклітини.В людей запліднення відбувається у фалопієвих трубах за кілька годин після статевого акту. Лише один з приблизно 300 мільйонів сперматозоїдів може запліднити одну яйцеклітину. Щоб досягти успіху, сперматозоїд мусить увійти з піхви через шийку матки в матку і проплисти всередину однієї з фалопієвих труб, де він має пробитись крізь щільне покриття яйцеклітини. Це покриття називається zona pellucida і складається з цукрів і білків. Кінчик головки сперматозоїда містить ензими, які проривають покриття і сприяють проникненню сперматозоїда всередину. Як тільки головка сперматозоїда опиняється всередині яйцеклітини, його хвіст відпадає, а її покриття додатково ущільнюється, щоб не дозволити проникненню подальших сперматозоїдів.

Нерегулярні типи статевого розмноження

У багатьох організмів, особливо рослин, зародок утворюється з незапліднених частин зародкового мішка, клітин нуцелуса або інтегументів. Розмноження, при якому організм розвивається без злиття жіночої і чоловічої гамети, отримало назву апоміксису. Розрізняють наступні типи апоміксису:

Партеногенез генеративний – гаплоїдний зародок розвивається з незаплідненої яйцеклітини.Партеногенез соматичний – диплоїдний зародок розвивається з диплоїдної яйцеклітини, яка утворилася внаслідок диплоспорії, при якій клітина мегаспори розвивається у зародковий мішок без мейозу або із зміненим мейозом без редукції числа хромосом.Апогамія генеративна – гаплоїдний зародок розвивається із синергіди або антиподи гаплоїдного зародкового мішка.Апогамія соматична – диплоїдний зародок розвивається в результаті злиття двох клітин гаплоїдного зародкового мішка або із диплоїдної синергіди (антиподи), що утворилася внаслідок диплоспорії.Адвентивна ембріонія – диплоїдний зародок розвивається із соматичної клітини нуцелуса або інтегументів сім’ябруньки при паралельному розвитку нормального зародкового мішка.Андрогенез – гаплоїдний або диплоїдний зародок розвивається з чоловічої гамети (або двох, що злилися), якщо ядро яйцеклітини гине. Зустрічається у шовкопряда. Для деяких сортів різних видів рослин характерне явище партенокарпії – розвиток плода без утворення насіння. Спостерігається у банана, ананаса, деяких сортів винограду, апельсинів, мандаринів, лимону, огірків, томату та інших культур.