Центральная вакуоль-как осмотический регулятор и

запасающий орган - +

заменяет лизосомы и аппарат Гольджи (пищеварение, выделение)

у животных - малые, много: пищеварительная, сократительная,фагоцитарные

3. Центриоли + -

4. Плазмодесмы - +

(соединяют все клетки)

Кратко отличие клеток растений от клеток животных

• У растительных клеток есть хлоропласты для фотосинтеза, а у животных клеток нет хлоропластов.

• Еще одно различие между клетками растений и животных - клетки животных круглые в то время как растительные клетки имеют прямоугольную форму.

• Кроме того, у всех животных клеток есть центриоли, в то время как лишь у некоторых низших форм растений есть центриоли в клетках.

• У животных клеток одна или несколько мелких вакуолей, в то время как у растительных клеток одна большая центральная вакуоль, которая может занимать до 90% от объема клетки.

• В клетках растений, вакуоль выполняет функции хранения воды и поддержания упругости клетки. Функции вакуоли в клетках животных: хранения воды, ионов и отходов.

19.

Микроорганизмы - это организмы, невидимые невооруженным глазом из-за их незначительных размеров. Этот критерий - единственный, который их объединяет. В остальном мир микроорганизмов еще более разнообразен, чем мир макроорганизмов. Отличительный признак микроорганизмов - крайне малые размеры отдельной особи.

Диаметр б. бактерий не превышает 0,001 мм. В микробиологии пользуются единицей измерения - микрон, 1 мкм = 10-3 мм). Детали структуры микроорганизмов измеряют в нанометрах (1 нм = 10-3 мкм = 10-6 мм).

Благодаря небольшим размерам микроорганизмы легко перемещаются с током воздуха, по воде. Быстро распространяются.

Одной из важнейших свойств микроорганизмов является их способностью к размножению. Возможности м/организмов к быстрому размножению намного превосходят животных и растения. Некоторые бактерии могут делится каждые 8-10 мин. Так из одной клетки массой 2,5· 10-12 гр. за 2-4 сутки в благоприятных условиях могла бы образоваться биомасса порядка 1010 тонн.

Другой отличительной характеристикой м/организмов является разнообразие их физиологических и биохимических свойств .

Некоторые м/организмы могут расти в экстремальных условиях. Значительное число м/организмов могут жить при температуре - 1960С (температура жидкого азота). Другие виды м/организмов- термофильные м/организмы, рост которых наблюдается при 800С и выше.

Многие микроорганизмы устойчивы к высокому гидростатическому давлению (в глубинах морей и океанов; месторождениях нефти). Также многие м/организмы сохраняют жизнедеятельность в условиях глубокого вакуума. Некоторые м/организмы выдерживают высокие дозы ультрафиолетовой или ионизирующей радиации.

Согласно современной систематике, микроорганизмы относятся к трем царствам:

Vira - к ним относятся вирусы;

Eucariotae - к ним относятся простейшие и грибы;

Procariotae - к ним относятся истинные бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, актиномицеты.

Номенклатура и классификация вирусов

1. Первый подход классификации - о источнику обнаружения. Но после обнаружения вирусов у всех орг-мов и наличии их полиморфности такой подход не оправдал себя.

2. Второй подход - по типу НК и морфологическим признакам.

В основе классификации вирусов лежит природа НК: ДНК и РНК.

Вирусы

Типы ДНК-содерж. РНК-содерж.

Семейства: 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1-цепоч.ДНК 1-цепочечн,РНК 2-цепоч.ДНК 2-цепоч.РНК

ДНК-вирусы:

1- поксвирусы (оспа)

2- герпесвирусы (герпес,лишай)

3- аденовирусы (насекомые)

4,5 онковирусы (парвовирусы (1ц-ДНК, паповавирусы(=папилома+полиома+вакуо- лизирующий вирус)

6-гепадновирусы (гепатит) РНК-вирусы:

1,2- миксовирусы (грипа)

3-7- арбовирусы (членистоногих), ретровирусы (онкогены)(1-2 ц,РНК) 8-10-рабдовирусы (бешенства, полимиелита)

Роды: Виды:

3._Биноминальная номенклатура: Родовое - видовое название

Особенность: 1) по традиции в номенклатуре вирусов сохранились буквенные и цифровые обозначения

2) в названии используются латинский и греческий язык

3) семейство - имеет окончание -idae род - имеет слово - virus

Семейства и роды пишутся с большой буквы, вид – с малой Пример: Reoviridae----Reovirus--- Reovirus h1&

4.. Критерии систематизации вирусов.

а) природа вирусов неоднозначна, поэтому вряд ли они образуют группу родственных ор- ганизмов, имеющих общее происхождение и общую эволюцию. Однако их тоже можно систе- матизировать по следующим критериям:

1) х-ка вирионов по химическому составу: ф/х св-вам и морфологии2) по репликации3)по генетическим взаимодействиям4) кругу хозяев5) патогенности6) географическому распространению7) способу передачи

8) антигенным св-вам.5. Криптограмма обозначения вирусов

В 1966 г. Гибсс с сотрудниками предложили кодированную запись свойств вирусов в виде криптограмм. Криптограмма состоит из 4 пар символов:

1) Тип НК/Число нитей:

РНК - R, ДНК - D, однонитевая -1, 2-х нитеевая -2. Пример: R/2, D/1 и т.д.

2) Молекулярный вес НК / % содержание НК в вирионе.

Если НК фрагментирована, состоит из нескольких частей, расположенных в 1 типе частиц, то все части обозначают значком суммы, если НК фрагментирована, состоит из нескольких час- тей, расположенных в нескольких типах частиц, то указывают М/состав для каждого типа час- тиц.

Пример: R2:Sum 13-18/16-30

3) Внешние очертания вириона/ очертания нуклеокапсида.

Форму обозначают буквами: S - сфера

E - продолговатая с // сторонами и незакругленными концами U - продолговатая с // сторонами и закругленными концами

X - комплексная структура

4) Хозяин / переносчик

A - актиномицеты B - бактерииF - грибыI - беспозвоночныеP - соровые растенияS - семенные растенияV - позвоночные животные Ve- переносчики неизвестныO - св-ва неизвестны ( в скобках - сомнительные данные) Пример: Криптограмма рода Retrovirus - R1:4/2:U/U:V,I,S/O

Однонитч. РНК содерж. вирус---молекулярная масса 4млн ДНК составляет 2% от массы ви- риона---наружные и внутренние очертания вытянутая форма с // сторонами и закругленными концами.

Основные отличия прокариот от эукариот состоят в том, что прокариоты не имеют:

морфологически оформленного ядра (нет ядерной мембраны и отсутствует ядрышко), его эквивалентом является нуклеоид, или генофор, представляющий собой замкнутую кольцевую двунитевую молекулу ДНК, прикрепленную в одной точке к цитоплазматической мембране; по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией;

сетчатого аппарата Гольджи;

эндоплазматической сети;

митохондрий.

Имеется также ряд признаков или органелл, характерных для многих, но не для всех прокариот, которые позволяют отличать их от эукариотов:

многочисленные инвагинации цитоплазматической мембраны, которые называются мезосомы, они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении клетки, спорообразовании, и дыхании бактериальной клетки;

специфический компонент клеточной стенки - муреин, по химической структуре - это пептидогликан (диаминопиеминовая кислота);

плазмиды - автономно реплицирующиеся кольцевидные молекулы двунитевой ДНК с меньшей, чем хромосома бактерий молекулярной массой. Они находятся наряду с нуклеоидом в цитоплазме, хотя могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде. Наиболее известны плазмиды:

(F-плазмиды), обеспечивающие конъюгационный перенос между бактериями;

(R-плазмиды) - плазмиды лекарственной устойчивости, обеспечивающие циркуляцию среди бактерий генов, детерминирующих устойчивость к используемым для лечения различных заболеваний химиотерапевтическим средствам.

Также как для растений и животных, для названия микроорганизмов применяется бинарная номенклатура, - то есть родовое и видовое название, но если видовую принадлежность исследователям определить не удается и определена только принадлежность к роду, то употребляется термин "species". Чаще всего это имеет место при идентификации микроорганизмов имеющих нетрадиционные пищевые потребности или условия существования.

Название рода обычно или основано на морфологическом признаке соответствующего микроорганизма (например, Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) либо являются производными от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (например, Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Видовое название часто связано с наименованием основного вызываемого этим микроорганизмом заболевания (например, Vibrio cholerae - холеры, Shigella dysenteriae - дизентерии, Mycobacterium tuberculosis - туберкулеза) или с основным местом обитания (например, Escherihia coli - кишечная палочка).

Кроме того, в русскоязычной медицинской литературе возможно использование соответствующего русифицированного названия бактерий (например, вместо Staphylococcus epidermidis - эпидермальный стафилококк; Staphylococcus aureus - золотистый стафилококк и т. д.).

Царство прокариот включает в себя отдел цианобактерий и отдел эубактерий, который, в свою очередь, подразделяется на порядки:

собственно бактерии (отделы Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);

актиномицетов;спирохет;риккетсий;хламидий.

Бактерии - это прокариотические, преимущественно одноклеточные микроорганизмы, которые могут также образовывать ассоциации (группы) сходных клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.

Порядки подразделяются на группы. Основными таксономическими критериями, позволяющими отнести штаммы бактерий к той или иной группе, являются:

морфология микробных клеток (кокки, палочки, извитые);

отношение к окраске по Граму - тинкториальные свойства (грамположительные и грамотрицательные);

тип биологического окисления - аэробы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы;способность к спорообразованию.

Дальнейшая дифференциация групп на семейства, рода и виды, которые являются основной таксономической категорией, проводится на основании изучения биохимических свойств. Этот принцип положен в основу классификации бактерий, приведенной в специальных руководствах - определителях бактерий.

Вид является эволюционно сложившейся совокупностью особей, имеющих единый генотип, который в стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками. Для патогенных бактерий определение "вид" дополняется способностью вызывать определенные нозологические формы заболеваний.

Существует внутривидовая дифференцировка бактерий на варианты:

по биологическим свойствам (биовары или биотипы);

по биохимической активности (ферментовары);

по антигенному строению (серовары или серотипы);

по чувствительности к бактериофагам (фаговары или фаготипы);

по устойчивости к антибиотикам (резистентовары).

20. АНАБОЛИЗМ – так называются все процессы создания новых веществ, клеток и тканей организма.

Примеры анаболизма: синтез в организме белков и гормонов, создание новых клеток, накопление жиров, создание новых мышечных волокон – это все анаболизм. То есть, совокупность всех процессов в организме при которых происходит создание любых новых веществ и тканей – называется анаболизм !

КАТАБОЛИЗМ – является противоположностью анаболизма. То есть, это расщепление сложных веществ на более простые, а так же распад старых частей клеток и тканей организма.

Возможно, вам кажется что катаболизм – это что-то плохое, потому что это разрушение… На самом деле это не так, ведь расщепление жиров и углеводов для получения энергии это тоже катаболизм, а без этой энергии организм существовать не может.

Более того, эта энергия может быть направлена на синтез нужных веществ, на создание клеток и обновление организма, то есть на анаболизм. Анаболизм и катаболизм взаимосвязаны между собой.

1. Виды транспорта в-в в клетки:

Различают следующие виды транспорта в-в в клетку:

1) пассивная диффузия:

2) облегченная диффузия с участием белков-переносчиков

3) активный перенос

4) движение через поры

5) пиноцитоз и фагоцитоз.

Избирательная проницаемость клеток характеризуется коэффициентом проницае- мости. Это есть величина, определяемая из закона Фика:

dm/dt = P*S*(Cкл. - С ср.)

Основной метод определения клеточной проницаемости - осмометрия. Осмос - это разновидность диффузии, но движется не в-во, а вода. Если в сосуд с избирательной мембраной поместить растворы различных в-в, то т.к. в-во не может проникнуть в среду, то туда проникает вода. Давление, которое нужно приложить к системе, что- бы не было движения воды называется осмотическим давлением. Его измеряют.

П*(Y-b)=конст.

Регистрируя изменение обьема в среде от времени указывает на характер проник- новения в-ва через мембрану и позволяет рассчитать Р.

В выделении продуктов могут участвовать как исходные транспортные систе- мы, так и механизмы выделения с помощью вакуолей.

1.1 Пассивная диффузия:

а) липолитических в-в - через липидный бислой в любом месте мембраны

б) полярных незаряженных молекул - переносятся хуже неполярных и только че- рез определенные места - поры или переносчики.

( С2 - С1)

Ф = Д* --------- = Р*(С2-С1)

х2 - х1

Р - коэффициент проницаемости. Эту величину можно оценить теоретически ес- ли знать коэффициент распределения в-ва в системе: оливковое масло(С2)/вода (С1) (К = С2/С1 ) и молекулярную массу в-ва -М,

Р = К/\/ М

или определить экспериментально при движении в-ва через мембрану.

в) полярные заряженные в-ва переносятся еще хуже. Для описания транспорта используется электрофихимический потенциал:

мi = RT*lnCi + Z*F*фi

Для системы из двух ячеек (или клетки) разделенных полупроницаемой мембра- ной в равновесии:

RT*lnC1 + Z*F*ф1 = RT*lnC2 + Z*F*ф2 или RT*ln(Ci/С2) = Z*F*(ф2 - ф1)

Разница потенциалов на мембране (ф2 - ф1)=100мв (как у клеток) обеспечивает накопление (+ ) ионов внутри клетки в 100 раз больше чем снаружи. Концентриро- вание происходит без затрат энергии метаболизма. Большинство молекул проникают через мембрану по такому механизму. Но каждый вид молекул - в своем месте, для этого они должны обладать опред. ф-х св-вами.

1.2. Облегченная диффузия:

С участием переносчиков, но без затрат энергии метаболизма, а за счет одно в-во--

- туда, другое --- обратно.

1. 3. Активный транспорт :

С участием переносчиков и затратами энергии метаболизма

1.4. Движение через поры (+), (0), (-) заряженные

1.5. Пиноцитоз, фагоцитоз:

Наиболее сложные формы транспорта, включающие:

- адсорбцию

- впячивание

- миграция

- растворение пузырька.

21

2. Общая характеристика клеточного дыхания и его значение.

Разногласие в понимании дыхания: физиологи понимают газообмен (потребл. О2 и выделения СО2). Различают: внешнее дыхание – газообмен в легких, внутренне дыхание = тканевое и клеточное дыхание. Биохимики под дыханием понимают окислительно-восстановительные процессы получения, преобразования, запасания и использования энергии в клетках.

Клеточное дыхание - есть процесс превращения органических соединений, сопровождающийся запасанием энергии в виде химической энергии АТФ и электрохимического потенциала мембраны клеток.

Субстратами для дыхания могут служить различные органические соединения, способные окисляться: углеводы, жиры, белки

1. Углеводы.

Большинство клеток используют только углеводы для дыхания. Так клетки головного мозга вообще не способны использовать для дыхания ничего другого кроме глюкозы. ПСХ непосредственно для дыхания не используются, они предварительно расщепляются до МСХ. ПСХ служат запасающими веществами, которые кл. используют в процессах дыхания. В растительных клетках запасается ПСХ-крахмал, в животных кл. - ПСХ гликоген.

Крахмал ( раст.)

-------- глюкоза Гликоген ( жив.)

1. Жиры.

Жиры являются первым резервом клеток и запускаются в дело при истощении запасов углеводов.

2. Белки.

Используются на дыхание после израсходования У и Ж, т.к. у них много других важных функций. Это наблюдается при длительном голодании.

Модификация структуры молекул связана с переводом их в более растворимую форму, способную проникать в клетки. Основным процессом модификации углеводов

является их фосфорилирование. Процесс модификации и расщепления органических субстратов до пировиноградной кислоты, протекающий в отсутствие О2 ( это не окислительно-восстановительный процесс) называется гликолизом.

Сам по себе процесс окисления связан с процессами переноса электрона от одних веществ к другим, при этом одни вещества окисляются - т.е. отдают Е, другие - восстанавливаются - т.е. принимают Е. В этой связи о процессе дыхания следует говорить, как об окислительно-восстановительном процессе.

Различие между этими процессами проявляется в эффективности дыхания.

2. Способы дыхания:

1) Аэробное дыхание, 2) Анаэробное дыхание.

В первом случае дыхание осуществляется в присутствии О2, во втором – без О2.

Акцепторами электронов выступают другие окислители (окислы азота, серы и т.д.).

Процесс дыхания это многостадийный процесс, в котором принимают участие ключевые ферменты метаболизма. Эффективность аэробного дыхания характеризуется: 1) Дыхательным коэффициентом = отнош.выдел. СО2/ Эффективность аэробного и анаэробного дыхания.

Уравнение:

А) аэробное дыхание

С6 Н12 О6 + 6 О2 + 38АДФ + 38Н3РО4 + 38НАД⁺ ---------6 СО2 + 6 Н2О + 38 АТФ + 38 НАДН + 38Н⁺

б) анаэробное дыхание (гликолиз):

/\Ж=-2880 кДж/моль

С6 Н12 О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД⁺ -----2С3Н4О3 + 2АТФ + 2НАД*Н + 2Н⁺ + 2Н2О

/\Ж= - 150 кДж/моль Дыхание характеризуется 2 количественными величинами:

1. эффективностью дыхания = кпд=полезн.УУ/общая УУ

2. Дыхательным коэффициентом

ДЫХАТЕЛЬНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ НАЗЫВАЕТСЯ ОТНОШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА МОЛЕЙ ВЫДЕЛЕННОГО СО2 К ПОГЛОЩЕННОМУ КОЛИЧЕСТВУ О2.

Величина дыхательного коэффициента зависит от того сопряжены процессы окисления с синтезом или нет, а также от вида используемого субстрата. Поэтому изучение дыхат. уоэф. дает ценные сведения о дыхат. субстрате и направленности метаболизма.

Анаэробн.дых.------------- ДК>1

Аэробное дых. (У)-------- ДК=1

(Б)-------- ДК=0,9

(Ж)-------- ДК=0,7 (У\Синт.)-- ДК=0,3

2. Стадии дыхания:

Если в качестве субстрата дыхания используется глюкоза, то выделяют следующие стадии дыхания:

1. Гликолиз.

1. Цикл трикарбоновых кислот.

2. Дыхательная цепь переноса электронов – сопряжена с процессами окислительного фосфорилирования и образования АТФ в клетке.

Древние организмы – только гликолиз, позднее появился ЦТК и у новых м/о есть ДЦ переноса е, но она отличается от ДЦ эукариотов . У эукапиотов она длиннее, эффективные и отличие в цит-а (перенос не на О2, а на другие акцепторы е).

Суммарная реакция анаэробного дыхания:

Гликолиз

С6 Н12 О6 + 6 Н2О -------------------------- 6 СО2 + 12 Н2 + 4АТФ ЦТК

ЦТК + Дыхание

2С3Н4О3 + 6 Н2О + 8НАД⁺ + 2ФАД⁺---6 СО2 +8НАДН +2ФАДН + 2АТФ + 10Н⁺

Дыхательн.Цепь

12 Н2 + 6 О2 ------------------------------------ 12Н2О + 34АТФ

С6 Н12 О6 + 6О2 --------- 6 СО2 + 6 Н2О + 38АТФ

/\ G = - 2880 КДЖ/МОЛЬ - энергия, заключенная в глюкозе. Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*38=1200 кдж/моль

Эффективность процесса = 1200/2880 *100= 45%.

Анаэробное дыхание включает 2 стадии:(в случае превращения глюкозы)

1. Гликолиз.

2. Окисление пировиноградной кислоты в отсутствие О2 до органических кислот ( молочной, масляной и др.) или спирта (брожение).

Гликолиз - центральный путь катаболизма глюкозы, в котором молекула глюкозы, состоящая из 6 С атомов расщепляется ферментативным путем в 10 последовательных реакциях до двух молекул пирувата ( 3С атомы). Это универсальный механизм для Ж, Р, М. Его окончательным продуктом является пируват. Он далее может превращаться по трем путям:

Суммарная реакция гликолиза:

С6 Н12 О6 ---------- 2С3 Н4 О3 + 4Н+ + 2АТФ

Окисление пировиноградной к-ты:

1. окисление до 2С (ацетил КоА) - ЦТК

2. восстановление до лактата в анаэр.усл.

3. декарбокс. и восстановл. до спирта.

Спиртовое брожение:

С6 Н12 О6 ---------- 2С2 Н5 ОН + 2 СО2 + 2АТФ

/\ G = - 210 КДЖ/МОЛЬ - энергия, освобожденная при распаде глюкозы до спирта ( спиртовое брожение).

Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*2=60 кдж/моль Эффективность процесса = 60/210 *100= 29%.

Молочнокислое брожение:

С6 Н12 О6 ---------- 2СН3 СНОНСООН + 2АТФ

/\ G = - 150 кДж/МОЛЬ - энергия, освобожденная при распаде глюкозы до молочной к-ты.

Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*2=60 кдж/моль Эффективность процесса = 60/150 *100= 40%.

Таким образом, сравнивая эффективность аэробного и анаэробного дыхания можно сказать, что аэробное дыхание энергетически более эффективное.

Общую схему аэробного дыхания можно представить рисунком:

Глюкоза

| 2 АТФ

Пировиноградная к-та

Ацетил КоА

ЦТК

Дыхательная цепь

2АТФ

34 АТФ

СО2 Н2О

Места протекания аэробного и анаэробного дыхания в клетке:

Аэробное Анаэробное

1. .Гликолиз цитоплазма цитоплазма

1. .ЦТК митохондрии - (матрикс)

2. .Дыхательная митохондрии

цепь (кристы) -

ЦТК.: Значение:

В цикле участвуют кислоты с 3 СООН группами: щавелевоуксусная (С4), лимонная, (С6) а-кетоглутаровая (С5).

1. ЦТК играет ключевую, универсальную роль в катаболизме Ж, Б, аминокислот, У, НК (крутится в одну сторону)

2. ЦТК – ключевой путь синтеза Ж,Б,У (крутится в другую сторону) В этом и заключается особый смысл ЦТК - давать в-ва для синтеза в-в, легко превращающихся в аминокислоты, белки, углеводы, НК.

3. В ЦТК образуется 2 моля АТФ/моль глюкозы )эреогетическая роль)

4. ЦТК – источник атомов Н для восстановления молекул

5. ЦТК сопряжен с дыхательной цепью и поставляет ей атомы Н. Здесь идет восстановление НАД(Ф)., а также протекают процессы субстратного фосфорилирования с образованием АТФ.

С6 Н12 О6 + 6Н2О -------------- 6CО2 + 4АТФ + 12Н2

( основной смысл ЦТК — производство протонов и электронов для дыхательной цепи, в частности для восстановления НАД и НАДФ).

22. Характеристика стадий аэробного дыхания клеток: гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, дыхательная цепь переноса электронов.

Стадии дыхания:Если в качестве субстрата дыхания используется глюкоза, то выделяют следующие стадии дыхания:1) Гликолиз.2) Цикл трикарбоновых кислот.3) Дыхательная цепь переноса электронов – сопряжена с процессами окислительного фосфорилирования и образования АТФ в клетке.

Суммарная реакция анаэробного дыхания: ГЛИКОЛИЗ:С₆Н₁₂О₆ + 6Н₂О = 6СО₂ + 12Н₂ + 4АТФ

ЦТК:ЦТК + Дыхание:2С₃Н₄О₃ + 6 Н₂О + 8НАД + 2ФАД+=6 СО₂ +8НАДН +2ФАДН + 2АТ

ДЫХАТЕЛЬН.ЦЕПЬ:12 Н₂ + 6О₂ =12Н₂О + 34АТФ

_________________________________________________________________

С₆ Н₁₂ О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О + 38АТФ /\ G = - 2880 КДЖ/МОЛЬ - энергия, заключенная в глюкозе.Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*38=1200 кдж/мольЭффективность процесса = 1200/2880 *100= 45%.Анаэробное дыхание включает 2 стадии:(в случае превращения глюкозы)1. Гликолиз. 2. Окисление пировиноградной кислоты в отсутствие О2 до органических кислот (молочной, масляной и др.) или спирта (брожение).Гликолиз - центральный путь катаболизма глюкозы, в котором молекула глюкозы, состоящая из 6 С атомов расщепляется ферментативным путем в 10 последовательных реакциях до двух молекул пирувата ( 3С атомы). Это универсальный механизм для Ж, Р,М. Его окончательным продуктом является пируват. Он далее может превращаться по трем путям:Суммарная реакция гликолиза:С₆ Н₁₂ О₆= 2С₃ Н₄О₃ + 4Н+ + 2АТФ

Окисление пировиноградной к-ты: 1) окисление до 2С (ацетил КоА) – ЦТК;2) восстановление до лактата в анаэр.усл.;3) декарбокс. и восстановл. до спирта.

Спиртовое брожение:С₆ Н₁₂О₆=- 2С₂ Н₅ОН + 2СО₂ +2АТФ /\ G = - 210 КДЖ/МОЛЬ - энергия, освобожденная при распаде глюкозы до спирта ( спиртовое брожение). Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*2=60 кдж/моль. Эффективность процесса = 60/210 *100= 29%.

Молочнокислое брожение:С₆ Н₁₂ О₆ =2СН₃ СНОНСООН + 2АТФ /\ G = - 150 кДж/МОЛЬ - энергия, освобожденная при распаде глюкозы до молочной к-ты. Энергия, заключенная в АТФ = 30,6*2=60 кдж/моль. Эффективность процесса = 60/150 *100= 40%.Таким образом, сравнивая эффективность аэробного и анаэробного дыхания можно сказать, что аэробное дыхание энергетически более эффективное.Места протекания аэробного дыхания1.Гликолиз -цитоплазма;2.ЦТК -митохондрии(матрикс);3.Дыхательная цепь- митохондрии(кристы).

23. Жизнедеятельность клеток. Рост и развитие клеток. Биосинтез белков в клетках.

Под жизненным циклом кл. понимают всю последовательность стадий развития клеток через которые они проходят от 1 поколения ко второму.Жизненный цикл одноклеточных организмов простой и укороченный.Жизненный цикл многоклеточных организмов - сложный и включает ряд стадий.

Жизненный цикл клеток

Одноклеточные : 1. Деление клетки (сопр. увелич. числа кл.)2. Рост клетки (увелич.массы и разм.кл.)3. Развитие клетки (смена стадий ж.кл.)(переход от кл.к споре и к 1.)4. Гибель клетки.

Многоклеточные: 1. Деление клетки2. Рост клетки3. Развитие клетки (переход от 1 стадии ко 2 и т.д. )4. Дифференциация кл. 5. Гибель кл.

Жизненный цикл называется потому, что каждая новая кл. повторяет путь , проделываемый предыдущей клеткой. Рост может быть (+) - когда анаболизм преобладает над катаболизмом и (-) – когда наоборот. Развитие - есть процесс реорганизации структуры и функции клеток. Он может быть тоже (+) - когда энтропия системы уменьшается и (-) - когда энтропия системы увеличивается. Последнее заканчивается гибелью особи. Различают рост и развитие одной кл. и популяции кл. в последнем случае говорят о фазах роста и понимают под ним не только увеличение массы, но и количества клеток.

В основе роста клеток лежат процессы биосинтеза компонентов клеток. Поскольку белки составляют основу органических веществ клеток, и биосинтез их осуществляется на основе матричного синтеза, они играют важную роль в процессах роста и размножения клеток.1. Основной постулат молекулярной биологии:

ДНК-м-РНК-р-РНК-Рибосома-Белок (матричный синтез) т-РНК Ядро-цитоплазма-рибосома-цитоплазма

Рибосомы собираются в ядрышке-выход их в цитоплазму или в эндоплазматическую сеть-синтез белков.

Биосинтез белков осуществляется по схеме:0. активация ДНК. 1. транскрипция –м-РНК .2. сборка рибосом.3. активация аминокислот – 2 стадии.4. образование пептидной связи(ориентация т-РНК на р-РНК, образование пептидной связи, сдвиг цепи).5. Окончание синтеза.6. Разборка рибосом.

В основе биосинтеза белков самосогласованная работа ядра, ядрышка, рибосом, ферментов. Биосинтез требует затрат энергии и времени (наиболее длительный (лимитирующий процесс роста и размножения)).

3. Стадии синтеза белков:3.1. Активация ДНК (ДНК из неактивного состояния переходит в развернутое---происходит связывание РНК-полимеразы с промотором-транскрипция инфо с нужного участка ДНК путем синтеза м-РНК (время жизни м-РНК = 2-3 мин у м/о (несколько копий) и дни у эукариот).Скорость транскрипции 1-10 триплетов/с. Ошибка транскрипции 10(-5) (у Е.коли). Скорость раскручивания нитей ДНК=100000 об/мин.3.2. Образование рибосомного комплекса:р-РНК + рибосома-рибосома-р-РНК (в комплексе: 2 центра – Р – белковый центр, А- аминокислотный центр. 3.3. Активация аминокислот с помощью синтетаз: они катализируют связывание а-т с т-РНК(

а) АТФ + а-та -аминоациладенилат(ААА) + ФФ

б) ААА + т-РНК-АА-т-РНК + АМФ

Мг2+

А-та + АТФ + т-РНК=АА-т-РНК + АМФ + 2Ф /\Ж=-29,2 кДж/моль

Аминоацил-т-РНК-синтетаза

3.4. Синтеза белка (начинается с 5-РН конца м-РНК)( размещение в Р-центре рибосом стартового кодона р-РНК (АУГ) (стартовый кодоны кодируют начала синтеза белка),связывание мет-т-РНК (эукариоты) или формил-мет-т-РНК (м/о) с Р-центром рибосом для начала трансляции размещение в А-центре рибосом комплементарной АА-т-РНК, сшивание мет с текущей аминокислотой с помощью пептидилтрасферазы, перенос цепи на А-центр с помощью пептидилтранслоказы, сдвиг рибосомы по РНК на кодон и перенос цепи в Р-центр. Освобождается А-центр рибосомы для следующей АА-т-РНК,Процесс продолжается до тех пор, пока не встречается кодоны терминации УАГ, УАА, УГА. Тогда синтез белков обрывается и пептидная цепь отрывается от рибосомы и осуществляется самосборка 2, 3 структуры белка.3.5. Разборка рибосом. Уничтожение копии и-РНК.Для устранения влияния старых копий на процессы регуляции они подвергаются разрушению, а их компоненты используются для синтеза новых матриц.

24. Жизнедеятельность клеток. Питание. Типы и способы питания клеток. Основные питательные вещества.

Все клетки потребляют пищу как источник вещества и энергии для своего существования. Этот процесс приобретения энергии и вещества называется питанием. Среди всех источников питания важную роль играет углерод. Поэтому все живые организмы классифицируются по типу питания на основе использования С. Хотя энергия существует в различных формах живые организмы используют 2 типа: световую и энергию химических связей.

Классификация типов питания организмов: по типу энергии( фототрофы, хемотрофы), по типу получения С ( автотрофы(фотоавтотрофы, хемоавтотрофы), гетеротрофы (фотогетеротрофы, хемогетеротрофы)), по типу получения Н (органотрофы( фотоорганотрофы, хемоорганотрофы), литотрофы (фотолитотрофы, хемолитотрофы).

Все автотрофные и гетеротрофные организмы связаны между собой. Важный принцип: Хемоавтотрофы целиком зависят от фотоавтотрофов, а те в свою очередь полностью зависят от неорг.в-в производимых хемотрофами.

Организмы, синтезирующие необходимые для них питательные вещества, называются автотрофными («самопитающимися»).В отличие от автотрофов гетеротрофные организмы неспособны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы вынуждены поэтому либо жить за счет автотрофов, либо питаться разлагающимися остатками.

Способы получения пищи, т. е. способы питания микроорганизмов, отличаются большим разнообразием. Различают три основных способа питания: голофитное, сапрозойное, голозойное.

Голофитное питание (от греч. «голо» - целиком, «фит» - растение) совершается по типу фотосинтеза растений. Такое питание присуще только автотрофам. Среди микроорганизмов этот способ свойствен водорослям, окрашенным формам жгутиковых и некоторым бактериям.

Гетеротрофные микроорганизмы питаются либо твердыми пищевыми частицами, либо поглощают растворенные органические вещества.

Голозойное питания предопределяет развитие у микроорганизмов специальных органоидов для переваривания пищи, а у некоторых - и для ее захвата. Например, неокрашенные жгутиковые и ресничные инфузории имеют ротовое отверстие, к которому пища подгоняется соответственно жгутиками или ресничками.

25.Под жизненным циклом кл. понимают всю последовательность стадий развития клеток через которые они проходят от 1 поколения ко второму.Жизненный цикл одноклеточных организмов простой и укороченный.Жизненный цикл многоклеточных организмов - сложный и включает ряд стадий.

Жизненный цикл клеток

Одноклеточные : 1. Деление клетки (сопр. увелич. числа кл.)2. Рост клетки (увелич.массы и разм.кл.)3. Развитие клетки (смена стадий ж.кл.)(переход от кл.к споре и к 1.)4. Гибель клетки.

Многоклеточные: 1. Деление клетки2. Рост клетки3. Развитие клетки (переход от 1 стадии ко 2 и т.д. )4. Дифференциация кл. 5. Гибель кл.

Жизненный цикл называется потому, что каждая новая кл. повторяет путь , проделываемый предыдущей клеткой.

Фазы роста популяции клеток.Динамика популяции ( совокупности кл. одного вида, занимающего определенную область и существующие в настоящее время) характеризуется:1) численностью кл. 2) скоростью роста. 3)скоростью гибели.

Стадии развития популяции клеток

Различают 8 стадий развития популяции клеток: - по Стефансону.

1) стац.фаза=лаг фаза2) ускорения размножения3) лог фаза = фаза логарифмического роста4) фаза замедления роста5) стационарная фаза6) фаза ускорения гибели7) фаза логарифмической гибели8) фаза замедления гибели

Бактериальный рост в процессе batch культивирования описывается хорошо известной сигмоидной кривой.

Основные параметры сигмоидной кривой:

- m(max)

- t(lag)

- Xo

- X(max)

Типы размножения клеток: размножение является одним из ключевых признаков живых систем, благодаря которому жизнь на Земле не прекращается. Суть процесса размножения - в передаче генетической информации потомкам. Все многообразие процессов размножения можно свести к 3 основным типам: бесполое, половое и смешанное.

26. Митоз и его значение. Митотический цикл клеток и его периоды.

Жизненный цикл кл. - это совокупность процессов появления, развития и гибели кл. Процесс размножения соматических кл. называется митозом.

Биологическое значение митоза:

1) генетическая стабильность соматических клеток

2) рост кл.

3) регенерация утраченных тканей.

В течение митотического цикла клетка проходит ряд фаз, в которых чувствительность к различным воздействиям значительно меняется. Клеточный цикл в соответствии с современной моделью делится на следующих четыре периода: период митоза или фаза «М»; период «S» (период синтеза), в котором происходит синтез ДНК, РНК и белка; период G1 (от «gap»-интервал) между М и S, или период покоя клетки, и период G2 между S и М (премитотический период).

Продолжительность фазы S обычно составляет около 6-8 часов. Те воздействия, которые обладают способностью вмешиваться в синтез ДНК, оказывают повреждающее действие в этот период. В конечном итоге митоз может не наступить или могут возникнуть генетические дефекты, нарушающие жизнеспособность клетки.

Продолжительность фазы G2 в среднем 0,5-1,5 часа. Синтез РНК и белка продолжается в этой фазе, что, как видно, необходимо для обеспечения клетки энергией во время митоза. Длительность митоза (фаза М) определяется для тканей млекопитающих в пределах 0,5-2,5 часа. В течение фазы М синтез белка находится на низком уровне, а синтез РНК ограничен ранней профазой и поздней гелофазой. Фаза G1 является главной переменной в длительности клеточного цикла.

27. Тип деления при котором образуются половые кл. называется мейозом. В отличие от митоза при котором сохраняется число хромосом, здесь оно уменьшается в 2 раза. Процесс мейоза условно разбивают на ряд стадий: мейоз-1, мейоз-2. Удвоение НК происходит только при мейозе-1.

Стадии мейоза

Первое деление мейоза (редукционное) приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных. В профазу I, как и в митозе, происходит спирализация хромосом. Одновременно гомологичные хромосомы сближаются своими одинаковыми участками (конъюгируют), образуя биваленты. Перед вступлением в мейоз каждая хромосома имеет удвоенный генетический материал и состоит из двух хроматид, поэтому бивалента содержит 4 нити ДНК. В процессе дальнейшей спирализации может происходить кроссинговер – перекрест гомологичных хромосом, сопровождающийся обменом соответствующими участками между их хроматидами. В метафазе I завершается формирование веретена деления, нити которого прикрепляются к центромерам хромосом, объединенных в биваленты таким образом, что от каждой центромеры идет только одна нить к одному из полюсов клетки. В анафазе I хромосомы расходятся к полюсам клетки, при этом у каждого полюса оказывается гаплоидный набор хромосом, состоящий их двух хроматид. В телофазе I восстанавливается ядерная оболочка, после чего материнская клетка делится на две дочерние.

Второе деление мейоза начинается сразу после первого и сходно с митозом, однако вступающие в него клетки несут гаплоидный набор хромосом. Профаза II по времени очень короткая. За ней наступает метафаза II, при этом хромосомы располагаются в экваториальной плоскости, образуется веретено деления. В анафазе II происходит разделение центромер, и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. Отделившиеся друг от друга дочерние хромосомы направляются к полюсам деления. В тело-фазе II происходит деление клеток, в котором из двух гаплоидных клеток образуется 4 дочерние гаплоидные клетки.

Таким образом, в результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Особенностью мейоза является следующее:

1) конъюгация и кроссинговер хроматид после их удвоения (генетическая изменчивость).

2) случайное располож. бивалентов в метафазе 1 и 2, в результате разные комбинации попадут в кл.(комбинаторная изменчивость).

Биологическое значение мейоза:

1. Половое размножение.

2. Генетическая изменчивость.

Гаметогенез – образование мужских половых клеток

Сперматогенез – формирование женских половых клеток.

Период формирования

Формирование характерно только, для сперматогенеза и состоит в образовании сперматозоида. Сущность образования сперматозоида заключается в приобретении клетками определенной формы и размеров, соответствующих их специфической функции. Функция сперматозоидов состоит в доставке в яйцеклетку генетической информации и стимуляции ее развития. В связи с этим после завершения мейоза половая клетка подвергается и глубокой перестройке.

Процессы сперматогенеза и овогенеза в принципе сходны, но между ними имеются и различия. В результате сперматогенеза образуется четыре сперматозоида, а овогенез завершается образованием одной яйцеклетки. Это обусловлено тем, что при первом и втором делениях созревания яйцеклетки не делятся пополам, а отделяют маленькие направительные, или редукционные, тельца.

28. Одноклеточные организмы, вроде бактерий и простейших, столь успешно адаптировались к разнообразным условиям среды, что составляют более половины всей биомассы Земли. В отличие от высших животных многие из этих одноклеточных способны синтезировать все необходимые им вещества из нескольких простых соединений, причем некоторые из них делятся чаше, чем раз в час. Эволюция крупных многоклеточных организмов связана со способностью эукариотических клеток по-разному экспрессировать наследственную информацию, а также с умением этих клеток функционировать сообща. Одним из наиболее ранних этапов на пути к многоклеточности было появление эпителия, в котором клетки соединены в слои, отделяющие внутреннюю среду организма от внешнего окружения. Первыми примитивными типами дифференцированных клеток должны были быть наряду с эпителиальными клетками нервные клетки, мышечные клетки и клетки соединительной ткани. Все эти типы клеток можно найти даже у очень примитивных современных животных.Роль ядра, цитоплазмы и внешней среды в дифференциации клеток.Одной из проблем дифференциации кл. является вопрос о механизме. Главным фактором роста кл. является их деление, которое осуществляется митозом, при этом образуются полностью идентичные клетки с одинаковой структурой и функцией. Тогда каким образом многоклеточному орг-му удается получить разные кл. Структура и функции кл. определяются активностью генов и если клетки различаются, то различается активность их генов. Этого можно достигнуть двумя способами:1) потерей части генов.2) специальным вкл./выкл. генов.Опыты, проведенные Стьюардом на растительных кл. и Герденом на животных кл. показали, что работает второй механизм.Опыт Гердена на яйцеклетке: После оплодотворения яйцеклетку разрушают УФ и пересаживают на ее место яйцеклетку из кишечника этой же лягушки. В результате развивается взрослая особь из соматической клетки. Это показывает, что в соматической кл. есть есть полный набор генетической информации. Если ядро содержит полную информацию, то дифференциация кл. обусловлена не им, а цитоплазмой. опыты Шлемана и Менгельда с пересадкой цитоплазмы амеб показали, что в цитоплазме есть химические в-ва, способные вызывать дифференциацию ядра. Они предложили мех-м эмбриональной индукции. Они указывают на существование организатора в дифференциирующейся кл., который управляет процессом дифференцировки. Кроме пересадки они еще провели помещение части цитоплазмы на агар., полагая, что это в-во диффундирует в агар, а затем помещая на этот агар другие кл. наблюдали у них развитие процесса дифференциации. Химическая природа организатора еще не определена. Пол и Гилмур полагают, что это гистоновые белки, которые находятся в хромосомах и могут блокировать или разблокировать гены. Дифференцировка кл. связана с различным взаимодействием 3-х факторов:1) ядро, 2) цитоплазма, 3) окруж.среда. Ядро - хранилище информации.Цитоплазма - исполнитель Внешн.среда - регулятор.

29. Саморегуляция, как основной закон жизнедеятельности клеток. Уровни управления в клетке и их характеристика.

Для характеристики процессов жизнедеятельности необходимо рассмотрение процессов обмена:-в-ва, -энергии, -информации.

Особенность современного этапа изучения управления в клетке основана на использовании кибернетического подхода к живым системам. Кибернетика - наука управления в неживых системах. Впервые название ей дал американец Винер в 1948 г. В настоящее время от нее отпочковалась биокибернетика, которая изучает управление и самоуправление биологических системах. Управление - процесс приведения величины извне к заданному параметру. Самоуправление - регуляция параметров, осуществляемая самим объектом.

Биокибернетика установила ряд основных закономерностей управления в таких сложных системах. Каковы они?

1. Управление - есть процесс организации, упорядочивания, это антипод дезорганизации. Общим свойством всех процессов управления, независимо от типов системы является антиэнтропийная направленность.

2. Самоуправление осуществляется не во всех системах, а только в высокоорганизованных, динамических системах, способных переходить с 1 уровня на другой, при наличии причинно-следственных связей.

3. Все процессы управления характеризуются точной количественной мерой - величиной уменьшения энтропии (как меры беспорядка). Установление такой количественной величины позволяет организовать хранение, преобразование и передачу информации.

4. Источником управления является информация. Под информацией понимают сведения об объекте, объективно существующие независимо от того знаем мы их или нет. Инфо - нематериальная субстанция (в традиционном понимании), которая определяет строение, динамику функционирования и взаимодействия материальных объектов. Поле - первичный источник, носитель и приемник инфо. Информация передается в виде физических сигналов. Если величина этих сигналов больше порога обнаружения и меньше величины, достаточной для разрушения биообъекта, то это сигнал является информационным. как правило величина информационного сигнала энергетически очень малая, а действие - большое, за счет усиления в процессах, которыми этот сигнал управляет.

5. Информация характеризуется 2 параметрами: величиной и ценностью. Величина информации измеряется мерой, связанной с энтропией и определяется ф-лой: Для системы, содержащей n элементов сложность системы (или максимальная степень неупорядоченности) характеризуется величиной:

Уровни управления в клетке

Мембранный: изменение проницаемости мембран, активация пермеаз, изменение размера пор, изменение состава липидов, изменение мембр. потенциала.

Ядерно-геномный: индукция генов, репрессия генов.

Цитоплазматический: регуляция движения потоков ионов и молекул, переход золь-гель, регуляция энергетического запаса клеток.

Молекулярный: ингибирование, активация, катаболич. регуляция синтеза ф-т.

30.

Виды взаимоотношения между клетками

На основе клеточных взаимодействий одного и разных видов возникло все многооб­разие животного и растительного мира и продолжается его эволюция. В этой связи взаимоотношения между клетками представляют важный интерес.

Вопросами взаимоотношения организмов (включая одноклеточные формы) между собой и окружающей средой занимается биоэкология.

Изучение распространения клеток в окружающей среде показывает, что они могут находиться в ней:

1. равномерно распределенными в пространстве (рис.1)

2. случайно распределенными (рис.2)

3. группами. (рис.3)

Чаще всего в природе организмы располагаются группами, так легче выживать, за­щищаться.

Такое поведение характерно и для более высоких уровней биообьектов. Оно связа­но с характером взаимоотношения между ними. Различают 3 основных типа взаимоот­ношений между организмами:

а) антагонизм: такое взаимоотношение, при котором биообьекты борются между сообой за источники питания и дыхания. Основным оружием борьбы являются хими­ческие в-ва - антибиотики, с помощью которых одни клетки подавляют метаболизм других клеток.

Такое взаимоотношение приводит к равномерному распределение клеток в про­странстве, при этом они находятся на максимально удаленном растоянии.

б ) безразличное отношение: когда источники питания и дыхания у организмов

разные, а вырабатываемые ими продукты жизнедеятельности не вредны друг для дру­га.

При таком взаимоотношении клетки случайным образом расположены в простран­стве. Это наблюдается при посевах на чашках Петри: колонии расположены на ней случайно.

в) симбиоз: такое отношение, при котором организмы помогают друг другу в пита­нии и выживании.

В этом случае биообьекты располагаются группами.

О взаимоотношении микроорганизмов можно судить по скорости их роста в при­сутствии друг друга. Если м1 - скорость роста в отсутствии других кл., а м2 - в присут­ствии, то:

1. м2/м1 < 1 - антагонизм

2. м2=м1=1 - безразличное отношение

3. м2/м1 >1 - симбиоз.

Все эти типы взаимоотношений имеют свои границы, при увеличении численности даже симбиотических особей или особей одного вида или истощении источников пи­тания и дыхания эти взаимоотношения сменяются на антагонизм. Поэтому имеет смысл говорить о жизненном пространстве биообьектов.

Различают внутривидовые и межвидовые взаимоотношения.

Межвидовые: хищник-жертва, хозяин-паразит.

Внутривидовые: конкуренция

Динамика популяции ( совокупности кл. одного вида, занимающего определенную область и существующие в настоящее время) характеризуется:

1. численностью кл.

2. скоростью роста

3. скоростью гибели

Для характеристики популяции используют 2 вида зависимостей:

1. кривые выживаемости (рис.4)

Они характеризуют изменение числа особей от их возраста. Для бактерий невоз­можно определить возраст ( т.к. они идентичны), либо в случае грибов невозможно разграничить клетки, т.к. они находятся в виде мицелия ( в этом случае используется не число кл., а масса живых кл. к какому-то времени.

2. кривые роста (рис.5)

Основные уравнения:

безграничный рост: Ограниченнный рост:

dN/dt = м*К dN/dt = м*(К^)/К

где К - максимальная численность организмов

Ассоциация и дифференциация

1. ассоциация клеток (дрожжи и др. одноклеточные, размножающиеся почковани­ем. У этих обьектов кл. недифференциированы, одинаковы. Ассоциация кл. помогает им успешнее бороться с др. орг-мами-больше защитн.в-в вырабатывается-больше область пр-ва и пит.в-в. Это еще не многоклеточные орг-мы.

2. дифференциация кл.

Симбиотические кл. ассоциируют. Дальнейшим этапом их развития является диф­ференциация в этом симбионте для выполнения специализированных функций. Такие системы дифференциированных клеток приобретают возможность быстрее выполнять определенную ф-цию, чем обычная кл.(вкусовые рецепторы - поиск пит.в-в у них бы­стрее, зн. лучше выживут.

Дифференировка кл. наступает на определенной стадии жизненного цикла клеток:

Постсинтет. ст. --- Фаза покоя(2)

Синтет.ст. | | Дифференцировка

L---------

Предсинтет.ст. --- Фаза покоя (1)

Дифференцировка –­

3) Образование многоклеточных орг-мов.

Получение возможности наследственно закрепить возникшие полезные приспособ­ления (взаимоотношения кл. др. к другу). Такие структуры получили возможность дальнейшего эволюционирования и захвата новых ниш.

3. следующая стадия - обьединение кл. в ткани

4. тканей в органы

5. органы - в систему органов

6. система органов - организм.

Вопрос 31

Вопрос 32

Ткани - группы кл., имеющих одинаковое: 1) происхождение, 2) сходное строение, 3)выполняющих одинаковые функции, называются тканями.

Наука, изучающая ткани, называется гистологией.

Все ткани могут быть разделены на 2 типа: простые и сложные. К простым тканям отно­сятся такие ткани, которые состоят из клеток одного вида ( например, паренхима). Ткани, состоящие из кл. разных видов, называются сложными (пример, ксилема, флоэма).

Изучение структуры и функции тканей основано в основном на методах световой микро­скопии, электронной микроскопии, с использованием различных приемов фиксации тканей, окрашивания, получения тонких срезов в продольном и поперечном направлении. Далее картина на разных срезах обьединяется в пространственном представлениии обьекта. В сов­ременных условиях это осуществляется с помощью РС.

Мы остановимся на тканях наиболее развитых растений - покрытосемянных.Классификация органов растений включает: вегетативные органы и половые органы. Из вегетативных органов можно выделить: корень, стебель, листья. Каждый из них образован своей системой тканей. Растительные ткани включают 6 основных видов. Каждый вид ткани имеет свою структуру и выполняет специфическую функцию:

1. Образовательная ткань. (конусы стебля, корня, камбий)- отвечает за рост тканей.

2. Основная ткань или паренхима. - осуществляют метаболические процессы в тка­нях.

Различают:

• ассимиляционная паренхима ( мякоть листа, зеленые кл. стеблей)

• осуществляет фотосинтез

• водоносная паренхима (стебли, листья) - осуществляет транспорт влаги

• воздухоносная паренхима ( у водных и болотных растений) - содержит воздух в больших межклетниках

• запасающая паренхима ( эндосперме, клубни, луковицы, сердцевина стебля) - хранит запасы пит. в-в.

3)Проводящая ткань (ксилема и флоэма) - обеспечивает проведение ко всем системам растений воды, минеральных в-в, органич. в-в.

Ксилема. - осуществляет восходящий поток воды и солей. Состоит из:

трахей - трубчатых клеток, состоящих из целлюлозы, каркас -лигниновые кольца

трахеиды - мертвые кл. с одревесневевшими стенками, нет цитоплазмы. Они диффузи­онно связаны благодаря наличию пор. Выполняют также опорную ф-цию.

• Флоэма - осуществляет нисходящий поток органических в-в. Основные структурные элементы флоэмы:

• ситовидные трубки - они расположены пучками. Это живые кл., содержащие цитоплаз­му, но лишенные ядра.

--сосуды

4)Механическая ткань - волокна древесины и луба. Обеспечивают опорную ф-цию.

Покровная ткань (эпидермис, пробка). - Выполняет защитную ф-цию.

4. Выделительная или секреторная ткань (смоляные и эфиромасляничные железы, железистые волоски. нектарники, млечники) - функции в зависимости от выделительного секрета, защитная - выделение смолы при ранении, выделение продуктов обмена (кислоты, соли), участие в опылении.

5. Вопрос 33

Образовательные ткани, или меристемы, - это постоянно молодые, активно делящиеся группы клеток. Находятся они в местах роста разных органов: кончиках корней, верхушках стеблей и т.д. Благодаря меристемам происходят рост растения и образование новых постоянных тканей и органов.

В зависимости от местоположения в теле растения образовательная ткань может быть верхушечной, или апикальной, боковой, или латеральной, вставочной, или интеркалярной, и раневой. Образовательные ткани делят на первичные и вторичные. Так, верхушечные меристемы всегда первичные, они определяют рост растения в длину. У низкоорганизованных высших растений (хвощи, некоторые папоротники) верхушечные меристемы слабо выражены и представлены всего лишь одной начальной, или инициальной делящейся клеткой. У голосеменных и покрытосеменных верхушечные меристемы хорошо выражены и представлены многими инициальными клетками, образующими конусы нарастания. Латеральные меристемы, как правило, вторичны и за счет них происходит разрастание осевых органов (стеблей, корней) в толщину. К боковым меристемам относят камбий и пробковый камбий (феллоген), деятельность которого способствует образованию пробки в корнях и стеблях растения, а также особую ткань проветривания – чечевички. Боковая меристема, как и камбий, образует клетки древесины и луба. В неблагоприятные периоды жизни растения деятельность камбия замедляется или совсем прекращается. Интеркалярные, или вставочные, меристемы чаще всего первичны и сохраняются в виде отдельных участков в зонах активного роста, например у основания междоузлий и у основания черешков листьев злаков.

Основная ткань, или паренхима, занимает большую часть пространства между другими постоянными тканями стеблей, корней и других органов растений. Основные ткани состоят в основном из живых клеток, разнообразных по форме. Клетки тонкостенные, но иногда утолщенные и одревесневшие, с постенной цитоплазмой, простыми порами. Из паренхимы состоят кора стеблей и корней, сердцевина стеблей, корневищ, мякоть сочных плодов и листьев, она служит хранилищем питательных веществ в семенах. Выделяют несколько подгрупп основных тканей: ассимиляционную, запасающую, водоносную и воздухоносную.

Ассимиляционная ткань, или хлорофиллоносная паренхима, или хлоренхима, - ткань, в которой осуществляется фотосинтез. Клетки тонкостенны, содержат хлоропласты, ядро. Хлоропласты, как и цитоплазма, расположены постенно. Хлоренхима находится непосредственно под кожицей. В основном хлоренхима сосредоточена в листьях и молодых зеленых побегах растений. В листьях различают палисадную, или столбчатую, и губчатую хлоренхиму. Клетки палисадной хлоренхимы удлиненные, цилиндрической формы, с очень узкими межклетниками. Губчатая хлоренхима имеет более или менее округлые рыхло расположенные клетки с большим количеством межклетников, заполненных воздухом.

Аэренхима, или воздухоносная ткань, - паренхима со значительно развитыми межклетниками в разных органах характерна для водных, прибрежно-водных и болотных растений (камыши, ситники, кубышки, рдесты, водокрасы и др.), корни и корневища которых находятся в иле, бедном кислородом. Атмосферный воздух доходит до подводных органов через фотосинтетическую систему посредством передаточных клеток. Кроме того, воздухоносные межклетники сообщаются с атмосферой с помощью своеобразных пневматод - устьиц листьев и стеблей, пневматод воздушных корней некоторых растений (монстера, филодендрон, фикус баньян и др.), щелей, отверстий, каналов, окруженных клетками-регуляторами сообщений. Аэренхима уменьшает удельный вес растения, что, вероятно, способствует поддержанию вертикального положения водных растений, а водным растениям с плавающими на поверхности воды листьями - удержанию листьев на поверхности воды.

Водоносная ткань запасает воду в листьях и стеблях суккулентных растений (кактусы, алоэ, агавы, толстянки и др.), а также растений засоленных местообитаний (солерос, биюргун, сарсазан, солянки, гребенщик, черный саксаул и др.), как правило, в аридных областях. Листья злаков также имеют крупные водоносные клетки со слизистыми веществами, удерживающими влагу. Хорошо развитые водоносные клетки имеет мох сфагнум.

Запасающие ткани - ткани, в которых в определенный период развития растения откладывают продукты обмена - белки, углеводы, жиры и др. Клетки запасающей ткани обычно тонкостенны, паренхима живая. Запасающие ткани широко представлены в клубнях, луковицах, утолщенных корнях, сердцевине стеблей, эндосперме и зародышах семян, паренхиме проводящих тканей (фасоль, ароидные), вместилищах смол и эфирных масел в листьях лавра, камфарного дерева и др. Запасающая ткань может превращаться в хлоренхиму, например, при прорастании клубней картофеля, луковиц луковичных растений.

Механические, или опорные, ткани- это своего рода арматура, или стереом. Термин стереом происходит от греческого «стереос» - твердый, прочный. Основная функция - обеспечение сопротивления статическим и динамическим нагрузкам. В соответствии с функциями они имеют подобающее строение. У наземных растений они наиболее развиты в осевой части побега - стебле. Клетки механической ткани могут располагаться в стебле либо по периферии, либо сплошным цилиндром, либо отдельными участками в гранях стебля. В корне, который выдерживает в основном сопротивление на разрыв, механическая ткань сосредоточена в центре. Особенность строения этих клеток - сильное утолщение клеточных стенок, которые и придают тканям прочность. Наиболее хорошо развиты механические ткани у древесных растений. По строению клеток и характеру утолщений клеточных стенок механические ткани разделяют на два типа: колленхиму и склеренхиму.

Колленхима - это простая первичная опорная ткань с живыми содержимым клеток: ядром, цитоплазмой, иногда с хлоропластами, с неравномерно утолщенными клеточными стенками. По характеру утолщений и соединения клеток между собой различают три типа колленхимы: уголковую, пластинчатую и рыхлую. Если клетки утолщены только по углам, то это уголковая колленхима, а если стенки утолщены параллельно поверхности стебля и утолщение равномерное, то это пластинчатая колленхима. Клетки уголковой и пластинчатой колленхимы расположены плотно друг к другу, не образуя межклетников. Рыхлая колленхима имеет межклетники, а утолщенные клеточные стенки направлены в сторону межклетников.

Эволюционно колленхима возникла из паренхимы. Формируется колленхима из основной меристемы и находится под эпидермой на расстоянии одного или нескольких слоев от нее. В молодых стеблях побегов она располагается в виде цилиндра по периферии, в жилках крупных листьев - по обеим их сторонам. Живые клетки колленхимы способны расти в длину, не препятствуя росту молодых растущих частей растения.

Склеренхима - наиболее распространенная механическая ткань, состоящая из клеток с одревесневшими (за исключением лубяных волокон льна) и равномерно утолщенными клеточными стенками с немногочисленными щелевидными порами. Клетки склеренхимы вытянуты в длину и имеют прозенхимную форму с заостренными концами. Оболочки склеренхимных клеток по прочности близки к стали. Содержание лигнина в этих клетках повышает прочность склеренхимы. Склеренхима есть почти во всех вегетативных органах высших наземных растений. У водных ее либо совсем нет, либо она слабо представлена в погруженных органах водных растений.

Различают первичную и вторичную склеренхиму. Первичная склеренхима происходит из клеток основной меристемы - прокамбия или перицикла, вторичная - из клеток камбия. Различают два типа склеренхимы: склеренхимные волокна, состоящие из мертвых толстостенных клеток с заостренными концами, с одревесневшей оболочкой и немногочисленными порами, как у лубяных и древесинных волокон, или волокон либроформа, и склереиды - структурные элементы механической ткани, располагающиеся в одиночку или группами между живыми клетками разных частей растения: кожуры семян, плодов, листьев, стеблей. Основная функция склереид - противостоять сдавливанию. Форма и размеры склереид разнообразны.

Вопрос 34

Вопрос 35

Характеристика соединительной ткани

К соединительной ткани относят волокнистую, соединительные ткани со специальными свойствами и скелетную (хрящевая и костная). Соединительная ткань образована клетками и большим количеством межклеточного вещества, которое состоит из волокон и основного вещества.

К волокнистой соединительной ткани относят рыхлую, неоформленную плотную и оформленную плотную (сухожилия, фиброзные перепонки, пластинчатая и эластическая ткани). Соединительная ткань с особыми свойствами представлена ретикулярной, жировой, слизистой и пигментной.

Соединительная ткань выполняет трофическую функцию, связанную с питанием клеток и их участием в обмене веществ, защитную (фагоцитоз, выработка иммунных тел), механическую (образует строму органов, связывает их между собой, образует фасции и др.), пластическую (участвует в процессах регенерации, заживления ран) функции. При некоторых патологических состояниях соединительная ткань может участвовать в кроветворении, так как ее клетки могут давать начало элементам крови.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань. Эта ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, в котором волокна расположены рыхло и имеют разное направление. Она сопровождает кровеносные сосуды и нервы, входит в состав органов, образуя их строму. Межклеточное вещество содержит коллагеновые (клейдающие), эластические волокна и основное вещество.

Основное вещество соединительной ткани представляет собой однородную массу и является коллоидом. В его состав входят мукополисахариды (гиалуроновая кислота, гепарин и др.), которые обусловливают морфологические и функциональные особенности основного вещества. Клеточные элементы соединительной ткани представлены малодифференцированными клетками, фибробластами, макрофагоцитами (макрофаги), тканевыми базофилами, плазмоцитами, липоцитами и пигментоцитами. Кроме того, в соединительной ткани встречаются клетки крови (лейкоциты).

Фибробласты — плоские, веретенообразные клетки, широко представлены в соединительной ткани. Они подвижны и способны делиться; могут возникать из малодифференцированных форм и превращаться в другие клетки. Фибробласты принимают участие в образовании основного вещества и коллагеновых волокон. Макрофагоциты (макрофаги) — клетки, способные к фагоцитозу и перевариванию захваченных частиц накоплению в цитоплазме коллоидных частиц.

Тканевые базофилы (тучные клетки) представляют собой неправильной формы клетки с отростками и характерной зернистостью цитоплазмы. Она шириной 3,5— 14,0 мкм и длиной 22 мкм; вырабатывают гепарин препятствующий свертыванию крови. Количество их увеличивается при некоторых заболеваниях.

Плазмоциты (плазматические клетки) встречаются в рыхлой соединительной ткани слизистой оболочки кишки сальника, различных желез, в лимфатических узлах и костном мозге. При некоторых патологических состояниях их количество резко увеличивается. Они разной формы и величины и могут возникать из лимфоцитов, ретикулярных клеток, макрофагов и др. Плазматические клетки участвуют в образовании антител, а также в обмене белка.

Липоциты (жировые клетки) обладают способностью накапливать резервный жир. Они встречаются в рыхлой соединительной ткани поодиночке или группами около кровеносных сосудов.

Пигментоциты (пигментные клетки) — вытянутые клетки с короткими, непостоянной формы отростками. Их цитоплазма содержит зерна пигмента меланина.

Плотная волокнистая соединительная ткань. В зависимости от расположения волокон эта ткань подразделяется на неоформленную и оформленную. Резкой границы между рыхлой и плотной неоформленной соединительной тканью провести невозможно. В последней меньше основного вещества, коллагеновые волокна и сеть эластических волокон плотно прилежат друг к другу, переплетаются, напоминая войлок. Клеточных элементов в ней мало. В оформленной плотной волокнистой соединительной ткани пучки коллагеновых волокон расположены в определенном направлении, соответственно механическим условиям, в которых функционирует орган. Она образует сухожилия мышц, связки, перепонки и пластинчатую соединительную ткань, покрывающую некоторые органы (периневрий, пластинчатые тельца и др.) Некоторые связки (желтые связки позвоночного столба, голосовые связки и др.) и мембраны в стенках полых органов и сосудов образованы эластической тканью, содержащей большое количество эластических волокон.

Соединительная ткань с особыми свойствами. Ретикулярная ткань состоит из ретикулярных клеток и ретикулярных волокон. Ретикулярные клетки имеют отростки, которыми они соединяются друг с другом, образуя сеточку (reticulum; отсюда название ткани). Ретикулярные волокна располагаются во всех направлениях. Ретикулярные волокна располагаются во всех направлениях. Ретикулярная ткань составляет остов костного мозга, лимфатических узлов и селезенки, а также встречается в слизистой оболочке кишечника, в почках и т. д. Ретикулярные клетки способны превращаться в клетки других, видов (гемоцитобласты, макрофаги, фибробласты и др.).

Хрящевая ткань. Эта ткань состоит из особых клеток — хондроцитов, окруженных большим количеством межклеточного вещества. В зависимости от строения межклеточного вещества различают гиалиновый, эластический и волокнистый хрящ.

Гиалиновый хрящ состоит их хрящевых клеток, которые лежат в особых полостях в межклеточном веществе, обычно группами. Клетки разнообразной формы, чаще округлые или овальные. Межклеточное вещество прозрачное и состоит из коллагеновых волокон и основного вещества.

Эластический хрящ у человека образует ушную раковину, некоторые хрящи гортани и др., имеет желтоватый цвет и менее прозрачен, чем гиалиновый.

Волокнистый хрящ образует межпозвоночные диски, лобковый симфиз и выстилает суставные поверхности височно-нижнечелюстного, грудинно-ключичного и некоторых других суставов. Его межклеточное вещество содержит большое количество коллагеновых волокон.

Костная ткань. Образуется из клеток остеоцитов межклеточного вещества, состоящего из волокон и основного вещества, содержащего неорганические соли, что делает ее крепкой.

Кость. Пластинчатая костная ткань образует компактное и губчатое костное вещество, что составляет кость. В компактном костном веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке и придают веществу большую плотность. В губчатом веществе пластинки внутри кости образуют перекладины разной формы, располагающиеся в зависимости от функции кости.

Снаружи кость покрыта надкостницей (периост). Она состоит из двух слоев соединительной ткани. Внутренний слой содержит много коллагеновых и эластических волокон, а также остеокласты и остеобласты. В период роста и остеобласты надкостницы принимают участие в костеобразовании. Наружный слой построен из более плотной соединительной ткани, к нему прикрепляются связки и сухожилия мышц. Надкостница содержит большое количество сосудов и нервов.

Эндостом называется оболочка, покрывающая кость со стороны костномозгового канала. При повреждениях и переломах кости происходит ее восстановление (регенерация) за счет надкостницы, которая, разрастаясь над местом перелома, соединяет концы сломанной кости, образуя вокруг них муфту из костной ткани, получившую название костной мозоли.

Вопрос 36

Св-ва крови

• Суспензионные свойства зависят от белкового состава плазмы крови, и от соотношения белковых фракций (в норме альбуминов больше, чем глобулинов).

• Коллоидные свойства связаны с наличием белков в плазме. За счёт этого обеспечивается постоянство жидкого состава крови, так как молекулы белка обладают способностью удерживать воду.

• Электролитные свойства зависят от содержания в плазме крови анионов и катионов. Электролитные свойства крови определяются осмотическим давлением крови.

Состав крови

Весь объём крови живого организма условно делится на периферический (находящийся и циркулирующий в русле сосудов) и кровь, находящуюся вкроветворных органах и периферических тканях. Кровь состоит из двух основныхкомпонентов: плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. У взрослого здорового человека объём плазмы достигает 50—60 % цельной крови, а форменных элементов крови составляют около 40—50 %. Отношение форменных элементов крови к её общему объёму, выраженное в процентах или представленное в виде десятичной дроби с точностью до сотых, называется гематокритным числом (от др.-греч. αἷμα — кровь, κριτός — показатель) илигематокритом (Ht). Таким образом, гематокрит — часть объёма крови, приходящаяся на эритроциты(иногда определяется как отношение всех форменных элементов (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) к общему объёму крови). Определение гематокрита проводится с помощью специальной стеклянной градуированной трубочки — гематокрита, которую заполняют кровью и центрифугируют. После этого отмечают, какую её часть занимают форменные элементы крови (лейкоциты, тромбоциты и/или эритроциты). В медицинской практике для определения показателя гематокрита (Ht или PCV) всё шире распространяется использование автоматических гематологических анализаторов.

Функции крови

• Транспортная — передвижение крови; в ней выделяют ряд подфункций:

  • Дыхательная — перенос кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким;

  • Питательная — доставляет питательные вещества к клеткам тканей;

  • Экскреторная (выделительная) — транспорт ненужных продуктов обмена веществ к легким и почкам для их экскреции (выведения) из организма;

  • Терморегулирующая — регулирует температуру тела.

  • Регуляторная — связывает между собой различные органы и системы, перенося сигнальные вещества(гормоны), которые в них образуются.

• Защитная — обеспечение клеточной и гуморальной защиты от чужеродных агентов;

• Гомеостатическая — поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды организма) — кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и т. д.

• Механическая — придание тургорного напряжения органам за счет прилива к ним крови.

Лимфа - Представляет собой прозрачную вязкую бесцветную жидкость, в которой нет эритроцитов, но много лимфоцитов. Выделяющаяся из мелких ран лимфа называется в просторечии сукровицей. Ток лимфы происходит снизу-вверх, от кончиков пальцев рук и ног до грудного лимфатического протока. Лимфатическая жидкость движется за счёт сокращения окружающих мышц и наличия в лимфатических протоках клапанов, предотвращающих обратный ход лимфы. Из капилляров лимфа поступает в лимфатические сосуды, а затем в протоки и стволы: слева в грудной проток(самый большой проток), левый яремный и левый подключичный стволы; справа в правый лимфатический проток, правый яремный и правый подключичный стволы. Протоки и стволы впадают в крупные вены шеи, а затем в верхнюю полую вену. На пути лимфатических сосудов расположены лимфатические узлы, выполняющие барьерную и иммунную роль.

Функция лимфы — возвращение белков, воды, солей, токсинов и метаболитов из тканей в кровь. В организмечеловека содержится 1—2 литра лимфы. Лимфатическая система участвует в создании иммунитета, в защите от болезнетворных микробов и вирусов. По лимфатическим сосудам при обезвоживании и общем снижении защитных сил иммунитета возможно распространение паразитов: простейших, бактерий, вирусов, грибков и др., что называют лимфогенным путем распространения инфекции, инвазии или метастазирования.

37. Состав крови. Характеристика форменных элементов крови. Строение и функции эритроцитов. Роль гемоглобина в дыхании.

Кровь — это разновидность соединительной ткани, состоящей из жидкого межклеточного вещества сложного состава — плазмы н взвешенных в ней клеток — форменных элементов крови: эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок). В 1 мм3 крови содержится 4,5–5 млн. эритроцитов, 5–8 тыс. лейкоцитов, 200–400 тыс. тромбоцитов.

В организме человека количество крови составляет в среднем 4,5–5 л или 1/13 массы его тела. Плазма крови по объему составляет 55–60%, а форменные элементы 40–45%. Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость. В ее состав входит вода (90–92%), минеральные и органические вещества (8–10%), 7% белков. 0,7% жиров, 0.1% — глюкозы, остальная часть плотного остатка плазмы — гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ.

Форменные элементы крови

Эритроциты — безъядерные красные кровяные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Такая форма увеличивает поверхность клетки в 1.5 раза. Цитоплазма эритроцитов содержит белок гемоглобин — сложное органическое соединение, состоящее из белка глобина и пигмента крови гема, в состав которого входит железо.Основная функция эритроцитов — транспортировка кислорода и углекислого газа. Эритроциты развиваются из ядерных клеток в красном костном мозге губчатого вещества кости. В процессе созревания они теряют ядро и поступают в кровь. В 1 мм3 крови содержится от 4 до 5 млн. эритроцитов.Продолжительность жизни эритроцитов 120–130 дней, затем в печени и селезенке они разрушаются, и из гемоглобина образуется пигмент желчи. Лейкоциты — белые кровяные тельца, содержащие ядра и не имеющие постоянной формы. В 1 мм3 крови человека их содержится 6–8 тысяч.

Лейкоциты образуются в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах; продолжительность их жизни 2–4 дня. Разрушаются они также в селезенке.

Основная функция лейкоцитов — защита организмов от бактерий, чужеродных белков, инородных тел. Совершая амебоидные движения, лейкоциты проникают через стенки капилляров в межклеточное пространство. Они чувствительны к химическому составу веществ, выделяемых микробами или распавшимися клетками организма, и передвигаются по направлению к этим веществам или распавшимся клеткам. Вступив с ними в контакт, лейкоциты своими ложноножками обволакивают их и втягивают внутрь клетки, где при участии ферментов они расщепляются.Тромбоциты (кровяные пластинки) — бесцветные, безъядерные клетки округлой формы, играющие важную роль в свертывании крови. В 1 л крови находится от 180 до 400 тыс. тромбоцитов. Они легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов. Тромбоциты образуются в красном костном мозге.

Эритроциты. При прохождении красных клеток крови через капилляры их форма может заметно меняться. Фактически эритроциты представляют собой «мешок», который может деформироваться, принимая почти любую форму. Более того, поскольку нормальная клетка имеет большой избыток клеточной мембраны относительно количества материала внутри нее, мембрана при деформации растягивается незначительно и, следовательно, эритроцит не разрывается, как случилось бы со многими другими клетками в этой ситуации. Транспортная функция эритроцитов заключается в том, что они транспортируют О2 и CО2, аминокислоты, полипептиды, белки, углеводы, ферменты, гормоны, жиры, холестерин, различные био­логически активные соединения (простагландины, лейкотриены и др.), микроэлементы и др. Защитная функция эритроцитов заключается в том, что они играют существенную роль в специфическом и неспецифическом иммунитете и принимают участие в сосудисто-тромбоцитарном ге­мостазе, свертывании крови и фибринолизе. Регуляторную функцию эритроциты осуществляют благодаря со­держащемуся в них гемоглобину; регулируют рН крови, ионный состав плазмы и водный обмен. Проникая в артериальный конец капилляра, эритроцит отдает воду и растворенный в ней О2 и уменьшается в объеме, а переходя в венозный конец капилляра, забирает воду, СО2 и продукты обмена, поступающие из тканей и увеличивается в объеме.

Гемоглобин (Hb) -красный железосодержащий пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных; в организме выполняет функцию переноса кислорода (O2) из органов дыхания к тканям; играет также важную роль в переносе углекислого газа от тканей в органы дыхания. У большинства беспозвоночных гемоглобин свободно растворён в крови; у позвоночных и некоторых беспозвоночных находится в красных кровяных клетках - эритроцитах, составляя до 94% их сухого остатка. Молярная масса гемоглобина, включенного в эритроциты, около 66 000, растворённого в плазме - до 3000000. По химической природе гемоглобин - сложный белок - хромопротеид, состоящий из белка глобина и железопорфирина - гема. У высших животных и человека гемоглобин состоит из 4 субъединиц-мономеров; два мономера содержат по 141 остатку аминокислот (a-цепи), два других - по 146 остатков (b-цепи).

Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с О2, СО2 и СО. Гемоглобин, присоединивший О2, носит наименование оксигемоглобина; гемоглобин, отдавший О2, называется восстановленным, или редуцированным. В артериальной крови преобладает содержание оксигемоглобина, от чего ее цвет приобретает алую окраску. В венозной крови до 35% всего гемоглобина приходится на редуцированный.. Кроме того, часть гемоглобина через аминную группу связывается с СО2, образуя карбогемоглобин, благодаря чему переносится от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО2. Гемоглобин способен образовывать довольно прочную связь с СО. Это соединение называется карбоксигемоглобином. Сродство гемоглобина к СО значительно выше, чем к О2, поэтому гемоглобин, присоединивший СО, неспособен связываться с О2. Однако при вдыхании чистого О2 резко возрастает скорость распада карбоксигемоглобина, чем пользуются на практике для лечения отравлений СО.

38. Состав плазмы и сыворотки крови. Основные биохимические показатели крови.

Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость. В ее состав входит вода (90–92%), минеральные и органические вещества (8–10%), 7% белков. 0,7% жиров, 0.1% — глюкозы, остальная часть плотного остатка плазмы — гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ. Основными белками плазмы являются альбумины — 55-65 %, α1 - глобулины — 2-4 %, α2 - глобулины 6 - 12 %, β - глобулины 8 - 12%, γ- глобулины — 2-4 % и фибриноген — 0,2—0,4 %. В плазме крови растворены также питательные вещества (в частности, глюкоза и липиды), гормоны, витамины, ферменты и промежуточные и конечные продукты обмена веществ, а также неорганические вещества.

Плотность плазмы составляет от 1,025 до 1,029, pH — 7,34—7,43. Существует обширная практика собирания донорской плазмы крови. Плазма отделяется от эритроцитов центрифугированием с помощью специального аппарата, после чего эритроциты возвращаются донору. Этот процесс называется плазмаферезом. Плазма с высокой концентрацией тромбоцитов (богатая тромбоцитами плазма, БоТП) находит все большее применение в медицине в качестве стимулятора заживления и регенерации тканей организма. В настоящее время на основе БоТП российскими врачами разработана многофункциональная медицинская методика плазмолифтинг, используемая в стоматологии и косметологии.

Сы́воротка кро́ви — плазма крови, лишённая фибриногена – белка, который свертывается и образует фибриновый сгусток под действием тромбина. Сыворотки получают либо путём естественного свёртывания плазмы (нативные сыворотки), либо осаждением фибриногена ионами кальция. В сыворотках сохранена большая часть антител, а за счёт отсутствия фибриногена резко увеличивается стабильность.Сыворотку выделяют при анализе крови на инфекционные заболевания, при оценке эффективности вакцинации (титр антител), а также при биохимическом анализе крови.

Сыворотки используют в качестве лекарственных препаратов при многих инфекционных заболеваниях (столбняке, дифтерии, гриппе) и отравлениях (яды змей, ботулотоксин).

Общий анализ крови – используется для установления наличия заболевания и воспалительных процессов(фактически – анализ содержания форменных элементов крови).

Биохимический анализ крови определяет ф-цию печени, почек, воспалительные процессы, нарушение водно-солевого баланса, нарушение баланса микроэлементов.

Основные биохимические показатели крови:

Гемоглобин — белок эритроцитов. Функция: транспорт кислорода, уровень у мужчин: 130—160 г/л, у женщин: 120—150 г/л. Снижение гемоглобина в крови, чаще бывает по причине анемии.

Гаптоглобин — гликопротеин плазмы крови, специфически связывающий гемоглобин. Содержание его в различных возрастных группах колеблется в достаточно широких пределах. Норма содержания в крови: 350—1750 мг/л.

Глюкоза (Сахар) — норма 3,30-6,1 миллимолей на литр. Повышенный уровень глюкозы свидетельствует об угрозе сахарного диабета или нарушении толерантности к глюкозе, что требует консультации эндокринолога.

Мочевина — норма мочевины — 2,5-8,3 миллимолей на литр. Превышение нормы говорит о недостаточной выделительной работе почек и нарушении фильтрации. Нарастание содержания мочевины в крови до 16—20 ммоль/л (в расчете на азот мочевины) классифицируется как нарушение функции почек средней тяжести, до 35 ммоль/л — как тяжелое; свыше 50 ммоль/л — очень тяжелое, с неблагоприятным прогнозом. При острой почечной недостаточности концентрация мочевины в крови может достигать 50—83 ммоль/л.

Остаточный азот крови (небелковый азот крови) — азот веществ, остающихся после удаления белков плазмы крови. В норме содержание остаточного азота в сыворотке крови колеблется от 14,3 до 28,6 ммоль/л.

Креатинин рассматривается в комплексе с мочевиной. Норма креатинина — 44-106 микромолей на литр. Как и мочевина, креатинин говорит о работе почек.

Общие липиды — содержание в крови 4 — 8 г/л.

Холестерин или холестерол — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных организмов за исключением безъядерных (прокариот)

Норма общего холестерина от 3,6 ммоль/л до 7,8 ммоль/л, рекомендует уровень холестерина < 5 ммоль/л. Высокий уровень холестерина сигнализирует об угрозе атеросклероза.

Коэффициент атерогенности (Ка) — расчетный показатель степени риска развития атеросклероза у человека. Триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. В живых организмах выполняют структурную, энергетическую и др. функции. Нормы сильно зависят от возраста и пола. Уровень триглицеридов измеряется в моль

39. Характеристика мышечной ткани. Виды мышечной ткани. Актино-миозиновый комплекс и механизмы его функционирования.

Существует 3 вида животных тканей 1)мыщечная, 2) нервная, 3) секреторная. Первая отвечает на возбуждение сокращением и осуществлением работы перемещения. Вторые – способностью проводить и анализировать импульсы, третьи – выделять различные секреты.

Различают 3 вида мышечной ткани: 1. поперечно-полосатая, 2. гладкая, 3.сердечная.

Актино-миозиновый комплекс. Все мышечные кл. содержат большое количество специальных сократительных белков - их 60-80% от общего количества белков мышц. Главными сократительными

белками являются фибриллярные белки: - миозин - образует толстые нити; - актин - образует тонкие нити. Для регуляции сокращения используются глобулярные белки: тропонин-тропомиозин.

Миозин - 2-х цепочечная структура 1=180 нм и 0=2,5 нм. Актин - 2-х спиральная пептидная цепь.

Механизм сокращения: Актин и миозин в фибрилле пространственно разделены. Нервный импульс вызываетвыделение ацетилхолина в синапртическую щель нервно-мышечного соединения. Это

вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны после связывания медиатора и

распространения потенциала действия по клеточным мембранам и внутрь мышечного

волокна по Т трубкам. В результате взаимодействия актин-миозин происходит сокращение фибрилл. Это достигается за счет проталкивания головкой миозина актиновой нити в результате образования мостика. Когда импульс исчезает Са2+ восстанавливается, мостик между актином и миозином разрушается и мышца возвращается в исходное состояние.

Тропонин - глобулярный белок, имеющий 3 центра:

- Т - связывает с тропомиозином

- С - связывает Са2+

- 1 - ингибирует взаимодействие актин-миозин.

Фазы сокращения:

1. Латентный период - 0,05 сек.

2. Фаза сокращения - 0,1 сек

3. Период расслабления - 0,2 сек.

Биохимия работы мышц

1. АТФ + миозин-актиновый комплекс-------АДФ + Миозин + актин + Ф + энергия

2. АДФ + креатинин-фосфат-----АТФ + креатин

3. Гликоген---Глюкоза ------Глюкоза + О2----СО2 + Н2О + 38 АТФ (аэробный процесс)

4. Глюкоза----2 молочная кислота + 2 АТФ (анаэробный процесс-разлр.нервн. оконч.-

боль)

5. Молочная к-та + О2---СО2 + Н2О (отдых) или Мол.к-та---глюкоза---гликоген.

40. Нервная ткань. Нейроны, нейроглия. Синапсы. Нейромедиаторы. Нейротропные вещества.

Нервная ткань появилась на этапе развития сложных, высокоорганизованных живых организмов. Ее нет у растений, у них каждая кл. несет свойства возбудимости. Нервн. ткань обладает 2 основными св-вами:

1. возбудимость - т.е. способность генерировать потенциал действия в ответ на раздражитель., 2. проводимость - т.е. способность проводить потенциал действия по нервному волокну без затухания и искажения импульса. Нервная ткань состоит из плотно упакованных, связанных между собой клеток – нейронов. Число их = 10(10). Клетки специализированы для проведения первичных импульсов. Кроме нейронов в нервн. ткани. содержатся кл. нейроглии. Клетки нейроглии окружают нейроны. Различают 4 типа глийных клеток: 1. – астроциты – вблизи кровеносных сосудов, осуществляют ф-ция питания ,

выделения 2. – олигодендроциты – тесно связаны с нейронами. /Участвуют в обработке сигналов и регенерации волокон/ 3. – шванновские клетки – образуют миелиновую оболочку на аксонах, ускоряют

передачу нервных импульсов. 4. – микроглия – основные фагоциты мозга. В норме их мало, при повреждении –количество возрастает - выполняющих функции поддерживающих кл. а также

синтезирующие миелин для оболочки аксона. В них небольшие межклеточные пр-ва.

Ф-ции нейроглии: 1. Регуляция транспорта в-в от капилляров крови к нейронам и продуктов их

жизнедеятельности в кровь. 2. Осуществляют обмен в-в (белков, НК и др.) 3. Участвуют в процессах запоминания, регенерации нервных волокон. 4. Клетки глии не обладают свойством передавать возбуждение. 3) Нервн. ткань содержит также рецепторные кл., окруженные соединительной тк..

и 4) эффекторные кл., передающте возбуждение органам, отвечающим на раздражение.

Нейроны - специализир. кл. способные возбуждаться и передавать электрические импульсы- длительностью 1 мс - и постоянной амплитуды, не зависящей от силы воздействующего раздражителя.

Нейроны делят на афферентные - или сенсорные и эфферентные - или моторные.

Часто оба типа связаны через вставочные нейроны.

Виды нейронов:

1. Сенсорный – имеет длинный монополярный аксон, высокую чувствительность мембраны к сенсорному сигналу. 2. Вставочный – биполярный аксон. 3. Эффекторный (двигательный).

Синапс - место функционального контакта между нейронами. В нем происходит передача информации от 1 к 2 кл. Различают -межнейронные синапсы - их 2 типа: 1. аксон-дендритный, 2. аксо-соматический

- нейрон-мышечные синапсы

Различают 2 типа синапсов: химический и электрический.

Функции синапсов и нервно-мышечн. соединений:

1. однонаправленная передача

2. усиление

3. адаптация

4. интеграция

5. дискриминация

6. торможение.

Нейромедиаторы.

Это вещества, которые участвуют в передаче нервного импульса от одной кл. к другой. Одним из основных медиаторов является ацетилхолин, который связывается с соответствующим рецептором и открывает ионные каналы в мембране. После выполнения своей регуляторной ф-ции медиатор быстро разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой, образующийся при этом холин снова всасывается в синаптическую щель.

Нейротропные вещества.

Это в-ва, которые способны влиять на: 1. нейронные клетки, 2. синапсы, вызывая блокаду распространения импульса, изменение проницаемости мембран, активности связывающих рецепторов.

41. Онтогенетический уровень организации и функции живых организмов. Сравнительный анализ систем органов животных и растений.

Проявления жизни на Земле чрезвычайно многообразны. При всем, казалось бы, бесконечном многообразии живого можно выделить несколько разных уровней организации живых систем и соответственно несколько уровней в их изучении. Главнейшие уровни строения живого: молекулярно-генетический, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой и биогеоценотический. Каждый уровень организации обусловлен группой системообразующих факторов, но везде присутствует организующая роль обмена веществ . На каждом уровне строения живое характеризуется специфическими элементарными структурами и элементарными явлениями.

Онтогенетический (организменный) уровень

Онтогенетический уровень организации живой материи включает в себя как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Это более высокий и сложный комплексный уровень организации живого на Земле. Сам термин «онтогенез» означает индивидуальное развитие организмов, охватывающее все изменения от зарождения до смерти. Термин был впервые введен в биологию немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г, который в сформулированном им биологическом законе указывает на то, что каждый отдельный организм в своем индивидуальном развитии повторяет в сокращенной форме историю своего вида.

Основной жизненной единицей на этом уровне является особь, а элементарным явлением – онтогенез. На этом уровне развития живого идет декодирование, а также реализация генетической и наследственной информации, завершающиеся становлением дефинитивной организации. Идет проявление фенотипических признаков, служащих материалом для естественного отбора. На этом уровне создаются особенности как структурные, изучаемые микро– и макроморфологией, так и функциональные, которые составляют предмет изучения физиологии, биофизики и биохимии.

Особенно важное значение для изучения функционирования и развития многоклеточных организмов имеет физиология. Она изучает механизмы действия различных функций живого организма, их связь, регуляцию и адаптацию к внешней среде, а также эволюционное развитие особи. Многоклеточные организмы состоят из тканей и органов.

Ткани представляют собой совокупность клеток и межклеточного вещества. В растениях это образовательная, основная, защитная и проводящая ткань. Ткани у животных – это эпителиальная, мышечная, соединительная и нервная.

Органы – это сравнительно крупные функциональные единицы, объединяющие ткани в определенные физиологические комплексы. Органы в свою очередь входят в состав более крупных единиц, систем организма. Это пищеварительная, нервная, сердечно-сосудистая, дыхательная системы и т. д.

Сравнительный анализ

система органов пищеварения: Наиболее существенное различие между животными и растениями в способе питания. Зеленые растения получают из внешней среды одни лишь неорганические вещества: воду, минеральные соли из почвы и углекислый газ из воздуха. Из этих неорганических веществ в клетках зеленого растения создаются органические вещества. Такой способ питания называют растительным или автотрофным. Ни одно животное не может жить за счет неорганических веществ и создавать из них в своем теле органические вещества. В отличие от растений животным необходимы для питания сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы, которые они получают, поедая растения или других животных. Такой тип питания называется животным или гетеротрофным.

Животные отличаются от растений развитием приспособлений для схватывания пищи. У амебы для этого служат ложноножки. У инфузорий околоротовые реснички создают непрерывный ток воды со взвешенными в ней частицами в направлении к ротовому отверстию. Гидры, медузы, осьминоги захватывают пищу щупальцами, позвоночные животные — челюстями, вооруженными зубами, или клювом, лапами, у некоторых животных лапы имеют острые когти и т. п.

Сложные органические вещества не могут непосредственно усваиваться животными. Их организм должен был приспособиться переваривать эти вещества. У одноклеточных пища переваривается при помощи ферментов внутри клетки. У губок это происходит внутри клеток энтодермы. У кишечнополостных переваривание идет и в клетках энтодермы, и в полости тела, куда выделяются пищеварительные ферменты. У червей впервые появляется пищеварительная система, которая в процессе дальнейшего развития животных все более усложняется. Исключение представляют некоторые паразиты, живущие в кишечнике других животных и питающиеся переваренной пищей. У них собственный кишечник не развивается.У плоских червей пищеварительная система ветвится, и благодаря этому питательные вещества разносятся по всему телу. У кольчатых червей эту функцию берет на себя кровеносная система. Кроме того, она разносит от органов дыхания по всему телу кислород и доставляет к ним углекислый газ, который затем выделяется наружу.

система органов дыхания:

Появление специальных органов дыхания — жабр у водных обитателей, трахей и легких у наземных — по сравнению с растениями во много раз увеличивает поверхность, участвующую в газообмене между организмом и окружающей средой. Животное получает благодаря этому больше кислорода, в его теле активнее идет окисление различных веществ, входящих в состав цитоплазмы, и в результате высвобождается большое количество энергии, необходимой для движения и других процессов жизнедеятельности.

выделительная система:

У животных есть органы выделения: у позвоночных — почки, у простейших — сократительная вакуоля. Органы выделения удаляют из организма мочевину, мочевую кислоту и аммиак — продукты распада разных веществ, в том числе и белка, У растений сходных отходов образуется немного. Это объясняется типом их питания и отсутствием мышечной активности. Из растительных организмов аммиак не выводится. Путем химических превращений он переходит в безвредные для растения вещества — аспарагин и глутамин. Это кладовые азота, который может быть использован растением вновь при биосинтезе азотсодержащих соединений. Некоторые продукты жизнедеятельности накапливаются у растений в листьях и удаляются при листопаде.

способность к передвижению:

Одноклеточные животные перемещаются при помощи ложноножек, жгутиков и ресничек. Неподвижны только паразиты, да и то не все. С развитием многоклеточности и увеличением размеров тела животного передвижение при помощи жгутиков и ресничек становится неэффективным. Наиболее древние многоклеточные животные неподвижны, так как старые способы передвижения мало пригодны, а новые еще не развились. В таком положении оказались все губки и многие кишечнополостные. Только 5% кишечнополостных способны к передвижению — медузы, сифонофоры и гребневики. Гребневики плавают при помощи ресничного эпителия, но их движения очень медленны. Другие кишечнополостные имеют «реактивный двигатель». Например, у медуз сжимающийся колокол выталкивает из-под себя воду, и животное получает толчок вперед. Для такого движения не требуется сильной мускулатуры, и у медуз она составляет 1—2% объема тела. У червей и хордовых развилась сильная мускулатура. Они стали передвигаться, изгибая все тело. Самые высокоорганизованные представители животного мира — членистоногие и наземные позвоночные — двигаются при помощи специальных органов — конечностей. Конечности очень разнообразны по своему строению и могут выполнять разные формы движения. В связи с активным движением у животных постепенно развивались нервная система и органы чувств. Совершенствовалась их способность чувствовать и отвечать на раздражения.

Низшие животные и растения меньше отличаются друг от друга, чем высокоорганизованные. Это свидетельствует о единстве происхождения всего живого. Кроме растений и животных в органическом мире выделяют еще особую группу бесклеточных существ, которую составляют вирусы. Они устроены проще, чем клетки. Вирус состоит из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), покрытой снаружи белковой оболочкой.

42. Характеристика систем органов и функций высших растений. Корень, стебель, лист, их строение и функции.

Органом называется часть организма 1) занимающая определенное положение, 2) имеющая характеристическую форму, 3) выполняющая определенную ф-цию. Система органов это совокупность органов, объединенных общим происхождением и выполняющих специфическую ф-цию.

Растение

Вегетативные органы Генеративные органы

Стебель Корень Лист Цветок Плод Семя

КОРЕНЬ - ПОДЗЕМНАЯ ЧАСТЬ РАСТЕНИЯ.

Различают следующие виды корней: 1)главный 2)боковой 3)придаточный.

В зависимости от того, как развиты каждый из них, различают: стержневой и мочковатый тип корня.

Продольный срез корня

5 - зона

проводимости

всасывания

4-зона всасывания

3 - зона роста

2 - зона деления

1-покровный чехол

Функции корня: • 1. Закрепляет растения в почве • 2. Поглощает в оду и м инеральные в -ва( Корни при всасывании создают давление 2-3 атм.) • 3. Запасание пит. в-в. • 4. Участие в дыхании • 5. Синтез БАВ (гормоны, вит. и др.) • 6. Выделение в почву различн. в-в (нерастворимые соли Са органических соединений) • 7. Осуществляет симбиоз с другими организмами

Стебель

Функции стебля: 1. Связывает все органы растений между собой 2. Обеспечивает поток в-в вверх, вниз и в стороны.3. Определяет положение растений, несет другие органы. 4. Запасает и хранит пит. в-ва.5. участвует в фотосинтезе 6. Является одним из вегетативных органов размножения.

Строение и функции листа Лист - вегетативный орган, развивающийся на стебле. Имеет 2-х стороннюю симметрию. Расположение листьев на стебле строго определенное и является классификационным признаком растений. 1) очередное - если в одном узле по 1 листу 2) супротивное - если в 1 узле по два листа. 3) мутовчатое - если 3-4 листа из одного узла.

Лист имеет: • 1 черенок, 1 пластинку - простые листья;• 1 черенок, неск. пластинок - сложные листья; • нет черенка, но есть пластинка (алоэ).

Строение листа: 1)кутикула; 2)верхний эпидермис; 3)палисадный мезофилл; 4)сосуды; 5)нижний эпидермис; 6) устьица. У некоторых растений есть «обкладка», губчатый мезофилл.

Функции листьев•1. Фотосинтез, газообмен, транспирация (влагообмен).• 2. Запасание питательных в-в

• 3. Орган вегетативного размножения.

Живут 1 год или до 5 лет.

За сезон листья испаряют 150 кг воды у кукурузы. Из поглощенной корнями воды 0,2% идет на построение орг. соединений, остальное – на испарение. Осенью при Т падении корни медленно всасывают воду и минер. в-ва. в результате энергетич. расход на поддерж. жизнед листьев выше, чем поступл. орг.в-в, поэтому растение избавл. от листьев.

43. Генеративные органы растений (цветок, плод, семя), их строение и функции.

Цветки, плоды и семена являются генеративными органами растений, используемыми при половом размножении. Цветок - укороченный и измененный побег, предназначенный для полового размножения. Строение цветка: • -Цветоножка - часть стебля, несущая цветок; • -Цветоложе - расширенная часть цветоножки; • -Мужская часть цветка - тычинки. Тычинки включают: тычиночная нить и пыльник. Пыльник состоит из двух пыльцевых мешков, в которых созревает пыльца. • -Женская часть цветка - пестик. Он включает рыльце, столбик, завязь. Внутри завязи имеется семяпочка - одна или несколько. После оплодотворения из них развиваются семена. Количество семян определяется количеством семяпочек. • - Околоцветник - окружает М и Ж части цветка, состоит из чашечки и венчика. Они защищают М и Ж части цветка и привлекают насекомых. • - Железы цветка - находятся у основания венчика, вырабатывают нектар и млечный сок. • Тычинки и пестики - произошли из листьев путем их модификации. Цветки у которых есть М и Ж части называются - обоеполыми, и если только одни из них - однополыми.Если цветки с тычинками и пестиками находятся на одном растении -такие растения называются однодомными, если на разных - двудомными.

В иды соцветий

Простые Сложные

-кисть(черемуха) -початок(кукуруза) -метелка(сирень) -сложный щиток(тысячелистник)

-простой колос(подорожник) -сложный колос(пшеница)

-корзинка(подсолнух) -зонтик(вишня) -сложный зонтик(морковь, укроп)

-щиток(груша) -головка(клевер)

Соцветием называется группа цветков, расположенных определенным образом на одном стебле или цветоножке. Различают простые и сложные соцветия.

Плод – часть растения, образованная из завязи. В зависимости от состояния стенки завязи при созревании различают плоды: 1) с сухим и 2) сочным околоплодником. Кроме этого плоды классифицируют по содержанию семян: 1) односемянка, 2)многосемянка. Классификация плодов: а) простые (вишня), б) сложные (малина), в)соплодия (ананас), г) ложные ( яблоки, огурцы). Ложные плоды – если в

образовании плода участвуют:• цветоложе (огурцы);• лепестки, тычинки, чашелистики (яблоня).

Значение плодов. А) служат для распространения семян, путем привлечения животных, птиц Б) служат для защиты семян В) имеют пищевое значение для питания человека.

Семена – часть растения, предназначенная для полового размножения растений.Оно более устойчиво к влиянию внешней среды, чем споры.Состав: а) зародыш, б) эндосперм, в) кожура, г) оболочка (покрытосемянные) и ее отсутствие у голосемянных. Развиваются из семяпочки, расположенной в завязи. сколько семяпочек, столько семян. Функции семян: а) основа полового размножения, б) ценное с/х сырье для питания человека.

Вопрос 44. Органическое и минеральное питание растений. Фотосинтез и его значение, газо- и влагообмен растений.

Минеральная теория питания растений. По этой теории для питания растений

используется 19 элементов, из них 4 – С.Н.О.№ - содержатся в воде и атмосфере.

Другие питательные в-ва растения получают из почвы. Это

• = макроэл-ты: Са, №, Р, К, сера, магний - требуются в больших количествах,

• = микроэлементы Фе, В, Си, цинк, и др.

• Разные ионы имеют разный мех-м и скорость проникновения в клетку.

• К+ - скорость в 100 раз выше, чем для №а, и в 500 раз выше чем для С1-.

Механизмы: 1) пассивная диффузия (все кроме К+), анионы и К+ - активная

диффузия с помощью молекулярных ионных насосов. Попав в клетки ионы могут

переноситься с током цитоплазмы – 3 механизма, с учетом взаимосвязанности всех

клеток растения.

• Каждый элемент играет особую роль в питании и не может быть заменен другими.

• Р, №, сера – участвуют в образовании органических в-в, а К, №а, С1, Са – нет,

лишь слабо сорбируются. Са 2+ - играет роль стабилизации клеточных структур и

возбудимости мышечноподобных волокон, связывают липиды в мостики.

Органическая теория питания растений – (фотосинтез). Вместе с

минеральным питанием они составляют единый процесс обмена в-в растений.

Фотосинтез у растений

Среди основных метаболических процессов у растений следует выделить фотосинтез.

Ф отосинтез - процесс использования энергии солнечного излучения для синтеза

органических соединений.

Значение фотосинтеза для жизни высших организмов огромно. Фотосинтез дает:

1. Органические в-ва для жизнедеятельности других организмов.

2. Обеспечивает атмосферу кислородом.

3. Лежит в основе образования полезных ископаемых, используемых

человеком в качестве источника энергии.

4. Основа с/х производства продуктов питания для человека.

Суммарная реакция фотосинтеза описывается уравнением:

6СО2 + 12 Н2О ---- С6Н12О6 + 6 Н2О + 6 О2

Газообмен- это дыхание. Для обеспечения жизнедеятельности между организмом и окружающей средой должен непрерывно происходить газообмен. Растения в результате диффузии поглощают кислород (из воды, в которой он растворен, либо из атмосферы) и выделяют углекислоту. кислорода им требуется сравнительно немного . У растений дыхание происходит преимущественно ночью. Днём растения в основном освобождают кислород из связанного состояния, в процессе фотосинтеза. .Высшие растения не имеют специальных органов газообмена. 

 Влагообмен-охлаждение листьев и удаление излишков метаболической воды

Вопрос 45. Виды размножения цветковых растений. Вегетативное и половое размножение.

Вегетативное размножение:

- корневищем

- черенком

- клубнями

- листьями.

Для вегетативного размножения необходимы: 1) влажность, 2) питательные в-ва, 3) Т,

4) гормоны роста.

Половое размножение осуществляется семенами. Семена образуются в результате

оплодотворения М и Ж клеток.

М-клетки.

Пыльник содержит 2 пыльцевых мешка, в каждом по 2 пыльцевых зерна = гаплоидные

клетки. Они образуются в результате мейотического деления. 2 гаплоидные клетки

образуют соматическую оболочку мешка, а 2 другие – пыльцевые зерна.

Ж-клетки.

Ж.кл. мейотически делится и дает 1яйцеклетку (остальные 3 кл – погибают). Эта клетка

растет и превращается в мегаспору. Она митотически делится 1 раз- 2 клетки, затем 2-ой

раз – 4 клетки, 3 – раз –8 клеток. 2 гаплоидные клетки сливаются и образуют 2н клетку. 5

клеток сливаясь дают оболочку зародышевого мешка, а 1 гаплоидная клетка – яйцеклетка.

Механизм 2-го оплодотворения у растений.

Пыльцевой мешок, попадая на рыльце пестика, под действием в-в, выделяемых пестиком,

прорастает в виде пыльцевой трубки в направлении к женской клетке. По пыльцевой

трубке начинают передвигаться пыльцевые зерна. 1 – сливается с гаплоидным ядром Ж

клетки и дает зародыш, другая - с диплоидной клеткой и дает триплоидную клетку из

которой образуется эндосперм. Это механизм 2-го оплодотворения по Навашину.

• 1) Виды цветковых растений:

• 1) Однодомные - (кукуруза). 2 типа цветков: 1) тычиночные цветки, 2) пестичные

цветки на 1 растении, 2) двудомные растения: 1) М и Ж цветки - на разных

растениях, 3) гермафродиты (лютик, мак) - в каждом цветке и М и Ж органы.

• 1) Опыление - процесс переноса (м) клеток к (ж) клеткам.

• Виды опыления: 1) самоопыление - опыление собственной пыльцой ( более

древнее, реже встречается, т.к. растения генетически менее разнообразны и

быстрее погибают в меняющихся условиях).

• Пример: пчелиная орхидея обычно размножается перекрестным опылением,

привлекая самцов пчел рода Еукера запахом, напоминающим самок, но если пчелы

не появляются , то тычинки орхидеи изгибаются и передают пылъцу на пестик.

• 2) перекрестное опыление - опыление 1 растения пыльцой другого, но того же

вида.

Вопрос 46. Характеристика системы органов млекопитающих и их основных функций.

Система органов млекопитающих

существует 4 основных типа тканей: 1) соединительная, 2) эпителиальная, 3) мышечная,

4) нервная. Отметили их строение, функции, а в случае мышечной и нервной тканей - и

механизм их работы. Теперь переходим к уровню органов и систем органов

млекопитающих, как наиболее высшей и сложной форме организации живой материи. В

случае растений мы уже рассмотрели их основные органы: вегетативные и генеративные.

Физиология - наука о функции и механизмах жизнедеятельности целого

организма, его систем и органов.

Организм - это целостная биосистема, для которой характерно выполнение основных функций жизнедеятельности: питание, дыхание, раздражимость, рост, размножение, подвижность, метаболизм.

Раздражимость - кл.,тк., органов, организма – рассматривается как способность реагировать на воздействие путем изменения уровня физиологической активности.

Раздражители: физические, химические, физико-химические.

Возбудимость - способность возбуждаться.

В о збуждение - ответная реакция, сопровождающаяся генерацией волнового

потенциала действия (особенность орг-ма).

47. Дыхательная система млекопитающих. Внутренний и внешний газообмен.

Дыхание - это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен

между орг-мом и внешней средой (внешнее дыхание) и окислительные процессы в

клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание).

Состав дыхательной системы

• Дыхательные пути

1. Носовая полость: Ф-ции:

1) очистка воздуха от пыли, м/о с помощью мерцательного эпителия, слизи + лейкоцитов

2) согревание, увлажнение воздуха

3) акцепция запахов

Поэтому носовое дыхание лучше, чем ротовое.

2. Носоглотка

3. Гортань: трубка, содержит голосовые связки для формирования звуков.

4. Трахея

5. Бронхи

Легкие:

1. Ворота легких - места, где входят бронхи, кровеносн. сосуды.

2. Легкое снаружи покрыто плеврой - эпит. оболочкой из 2 слоев:наружн. и внутр.

Между ними полость с небольш. кол.-вом жидкости. Жидкость препятствует трению. В

ней нет воздуха и давление на 8-9 мм.рт.ст. ниже атм.

3. Снизу, от живота отделено диафрагмой.

4. Плевральная полость - область всегда пониженного давления, поэтому легкие

обычно растянуты, как футб. мяч. Если повредить плевру, легкие спадаются.

Работа дыхательной системы - газообмен:

1. Опускание диафр. -- сокращ. мышц --- расширение грудн. полости:

P1V1 = P2V2

ведет к изменению давления внутри и снаружи дыхат. системы - в результате

воздух устремляется внутрь.

2 . Сокращение мышц вызывает уменьш. обьема полости и увеличение давления в

легких. Это способствует переходу газов из легких в кровеносные сосуды и наоборот.

3. Управление дыханием осуществляется дыхательным центром в продольном мозге.

Различают легочный газообмен и тканевой газообмен.

Легочный газообмен: Альвеолы легких -- капиляры кровеносных сосудов легких.

Регуляция -1) нервная - ритмич. действия мыщц. 2) гуморальная - через дыхат.центр,

Т каневой газообмен: из капиляров кровеносных сосудов воздух диффундирует в

тканевую ж.-- из нее в клетки--к местам внутрикл. дыхания.

Этапы дыхания

1. атмосф.воздух---альвеолы

2. обмен газов альвеолы---кровь

3. транспорт газов в крови

4. обмен газов кровь-ткани-клетки

5. внутреннее дыхание в митохондриях клеток.

Газы находятся в крови в 1) физически растворенном состоянии, 2) химически

связанном состоянии.

48. Пищеварительная система млекопитающих. Питательные вещества и пищеварительные ферменты. Теории питания.

Питание – потребление пищи для пластических и энергетических целей.

Существуют следующие типы питания: 1) автотрофное (характерно для растений и м/о) и 2) гетеротрофное питание. Различают следующие типы гетеротрофного питания:

Голозойное (внутр.захват, пошлощение, пищеварение, всасывание, ассимиляция), Сапрофитное ( выброс ф-тов наружу, пищеварение, всасывание, ассимиляция), Паразитное (использование пищеварительного аппарата хозяина)

Для млекопитающих характерно голозойное питание. В зависимости от вщи

(растительной или животной системы пищеварения млекопитающих разделяются на

пищеварительную систему плотоядных и растительноядных.

Для нормальной жизнедеятельности необходим постоянный поток пит.в-в для

получения в процессе расщепления строительных компонет и запасания энергии.

Питательные в-ва = белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Они

необходимы для выполнения пластической, энергетической и регуляторной ф-ций в

организме.

Пищеварение – совокупность физических, химических и физиологических

процессов превращения пищевых продуктов в простые соединения, способные

усваиваться клетками организма. Выделяют внешнее (пищеварительный тракт) и

внутреннее пищеварение ( в клетках).

Состав и строение пищеварительной системы (ЖКТ):

Пищеварительный тракт (1. Ротовая полость 2. Глотка 3. Пищевод 4. Желудок 5. Тонкий кишечник 6. Толстый кишечник)

Пищеварительные железы (1. Слюнные железы 2. Желудочные железы 3. Поджелудочная железа 4. Печень)

Ф-ции ЖКТ:1) секреторная (слюнные железы), 2) двигательная (моторная), 3)

всасывающая, 4) гормональная, 5) экскреторная (№Н3, мочевина, желчн. соли и др.), 6)

гомеостатическая (водно-солевой, рН. баланс).

Пищеварительная система жвачных животных

Различают 2 типа пищеварительной системы у млекопитающих:

Плотоядных животных и Растительноядных животных

У растительноядных состав пищеварит. системы и процесс пищеварения несколько

сложнее, это связано с наличием в составе пит. в-в растений - клеточных стенок,

целлюлоз и гемицеллюлоз, которые у плотоядн. не перевариваются, а расщепл. только у

жвачных, но тоже не ими, а м/о, присутствующими в отделах их желудка.

В пищеварит. тракте жвачных до желудка есть отдел - рубец, который является

ферментативным реактором, где с помощью м/о, выделяющих ф-т целлюлазу расщепл.

растит. кл. стенки до укс. к-ты, масл.к-ты, пропион. к-ты и всасыв. здесь же в кровь - это

основн. источник их питания и энергии травоядных. В рубце пища проводит 3-4 часа

времени, а потом отрыгивается в пищеварит. тракт, снова пережевывается, а затем снова

попадает в другие отделы, которые являются типичным желудком и называются - сычуг.

Здесь вырабатывается сычужн. ф-т, кот. расщепл.белок. есть еще отделы: книжка, сетка,

а после этого пища поступает в тонкий кишечник.

Пищеварительные ф-ты

П ища подвергается механической и химической обработке с участием ф-тов. Она

начинается в ротовой полости, а заканчивается в тонком кишечнике.

4 вида пищеварительных ф-тов:

Протеазы: пепсин, желатиназа, химозин (желудок)

Трипсин, химотрипсин (поджел.ж.)

Энтероксизаза (стенки кишечника)

Белки ---- Аминокислоты

Липазы: Подж.ж.

Жиры---- Жирн.к-ты + глицерин

Амилазы: Птиамин, мальтаза (слюна)

Амилаза, мальтаза, лактаза (подж.ж.)

ПСХ --- МСХ

Нуклеазы: Подж.ж.

НК--- НО

Для активности ф-тов важны: рН, Т.

Всасывание: глюкоза, минер. в-ва, а-ты - прямо в кровь, еще с желудка, но осн. масса -

в тонк. кишечн.через ворсинки эпителия.

Ж.к-ты - всасыв. путем образов. солей. Кроме того кл. ворсинок синтезир. из ж.к-т и

глицерина Ж. на обр. стороне протка. Ж попадает сразу не в кровь, а в лимфу, а затем

через нее в кровь.

Теории питания

Предложено 3 основных теории питания:

- Аристотель – 300-400 в.д.н.э. Заповеди питания, отраженные в Библии: 1) не

переедай, 2) из-за стола вставай с легким чувством голода, 3) еш не много, но

разнообразно. Это основано на наблюдениях.

- Ибн-Сина

- Ф.Бэкон

- ПЦ – Майер

- 19в – физиология и биохимия питания.

- 20 в – открытие витаминов, незаменимых в-в

- Молекулярные теории питания предложены только в 1960-ых годах. А.А.

Покровский – директор ин-та питания Минздрава СССР – теория

сбалансированного питания и в 70-ых – акад. А.М.Уголевым

Основные положения теории сбалансированного питания:

1. приток пит. в-в должен быть равен их расходу (основн.полож.-внешний баланс в-в)

2. питательные в-ва делятся на нутриенты (усваиваются поглощающим организмом) и

балластные в-ва (не усваиваются).

3. Пища должна быть полноценной и содержать весь набор необходимых питательных в-

в: Б---Ж---У---Минер.в-ва---Вит.

4. Должен соблюдаться внутренний баланс между питательными в-вами: Б:Ж:У должен

быть = 1:1,2:4 (в этом случае обеспечивается энергетический и пластический

внутренний баланс в организме

5. Пища должна иметь необходимую энергетическую, биологическую и пищевую

ценность.

Недостатки этой теории:

1. Пища должна состоять из нутриентов (космонавты при потреблении нутриентов

страдали ЖКрасстройствами)

2. Пища из БЦ неполноценных белков должна приводить к гибели (однако крысы не

погибали).

Теория адекватного питания А.М.Уголева

1. Все основные положения теории сбалансированного питания сохраняются, но

дополняются:

2. Ассимилирует пищу, как организм, так и м/о, его населяющие (надорганизменная

система)

3. Пища = нутриенты + балластные в-ва + регуляторы (активаторы, ингибиторы,

токсиканты).

49. Половое и бесполое размножение организмов и их характеристика. Оплодотворение. Эмбриогенез.

Размножение является одним из ключевых признаков живых систем, благодаря

которому жизнь на Земле не прекращается. Суть процесса размножения - в передаче

генетической информации потомкам.

Разновидности бесполого размножения:

1.1. Амитоз (неравномерное деление цитоплазмы

1.2. Бинарное (равномерное) деление (прокариоты-гаплоидный кольцевой)

1.3. Митоз (у эукариотов, диплоидный, линейно-хромосомный аппарат)

1.4. Множественный митоз (митоз- деление ядра)

2. Разновидности полового процесса:

1 участник 2 участника

1.1. без обр. полов.кл (у бактерий – потеря плазмид через пили (без коньюгации). В

результате изменяется НК состав (в отличие от бесполого размножения – где

одинаковый набор хромосом и особи)

1.2. с образ. полов.гамет (1н) – их можно разделить на М и Ж (т.к они отличаются за счет

мейоза).

1.2.1. Организмы, несущие и М и Ж гаметы – Гермафродиты. Гермес- бог М крас.

Афродита –богиня Ж крас. Самооплодотворение за счет слияния этих половых

клеток – гермафродизм.

1.2.2. Образуются половые клетки на разных организмах, но женская клетка может

размножаться без оплодотворения (нормоны и внешн. Условия среды: Т, рН и др. Это

партеногенез (Ж гамета развивается без оплодотворения и образуется

1.2.2.1. гаплоидный организм (пчелы) или

1.2.2.2. диплоидный организм (тля) (мейоз с образованием полярного тела, но не

расхождение его с яйцеклеткой.

2.1. Примитивный половой процесс с 2 участниками – слияние соматический клеток

2-х разных организмов (самооплодотворение), либо у бактерий при коньюгации – обмен

плазмидами через пили.

2.2. Полноценный половой процесс. Образование половых клеток у 2-х разных

организмов и их слияние.

Тип деления при котором образуются половые кл. называется мейозом. В отличие от

митоза при котором сохраняется число хромосом, здесь оно уменьшается в 2 раза.

Процесс мейоза условно разбивают на ряд стадий: мейоз-1, мейоз-2. Удвоение НК

происходит только при мейозе-1.

Особенностью мейоза является следующее:

1) коньюгация и кроссинговер хроматид после их удвоения (генетическая

изменчивость).

2) случайнок располож. бивалентов в метафазе 1 и 2, в результате разные комбинации

попадут в кл.(комбинаторная изменчивость).

Биологическое значение мейоза:

1. Половое размножение

2. Генетическая изменчивость.

Овогенез

4 стадии. 1) 1 мейотическое деление (неравномерное)

2) рост клеток (у Ж - большой)

1н1р 3) 2-е мейотическое деление – образование 1 яйцеклетки

4) созревание яйцеклетки

сперматогенез

митотическое деление предшественников половых клеток

4 стадии.

1) 1 мейотическое деление

2) рост клеток (у М – небольшой)

3) 2-е мейотическое деление

4)формирования подвижного спермия с хвостом. Всего формируется 10(9) кл

Формирование половых клеток. Оплодотворение.

Гаметогенез – образование мужских половых клеток

Сперматогенез – формирование женских половых клеток.

Оплодотворение (1n1xp) + (1n1xp)= (2n1xp)

При нормальном оплодотворении 1 спермий сливается с 1 яйцеклеткой---2н1р

набор---запускается механизм деления

При отклонениях – несколько спермиев могут попасть в 1 яйцеклетку и заставить

ее разделиться несколько раз ---- получаются однояйцевые близнецы (пол одинаковый).

При оплодотворении нескольких яйцеклеток --- получаются близнецы

неоднояйцевые (могут отличаться полом).Однояйцевые близнецы – это не клоны. При

клонировании переносится ядро соматической клетки в яйцеклетку и заставляют ее

делиться. А у близнецов сливаются М и Ж клетки и запускается удвоение числа клеток.

Процесс оплодотворения – не простой механизм. Он включает:1. Движение

спермия к клетке. Взаимодействие с поверхностью. Слияние мембран, 1.2. слияние

цитоплазмы, 1.3. Слияние ядер.

1. спермий движется к яйцеклетке за счет хемотаксиса, под действием

химических в-в, выделяемых яйцеклеткой

2. Спермий продвигается через кортикальный слой с помощью хвоста. При этом

яйцеклетка от соприкосновения со спермием активируется и захватывает его.

Возникает волна возбуждения в мембране яйцеклетки. В результате чего

клетка теряет способность взаимодействовать со следующим спермием.

3. Мембрана спермия и ядерная мембрана лизируется и ядра сливаются.

Яйцеклетка переходит из состояния покоя в состояние развития, путем

запуска митотического деления.

Эмбриогенез

1.Бластула (стадия делящихся клеток до …64 кл). Бластоцит содержит оболочку,

а внутри – стволовые клетки, которые могут превратиться в 1 из более 200 видов

клеток в организме человека. (Именно на этой стадии клетки не

специализированы и их можно использовать для клонирования).

2.Гаструла – (стадия образования полостей – 3 слоя): 1) эктодерма, 2) мезодерма, 3)

эндодерма. Из них образуются 3 трубки: закладка хордовой трубки (скелет), нервной

трубки (НС), кишечной трубки (ЖКТ)--зародыш--стадии развития (эмбриогенез)---плод.

Весь цикл эмбриогенеза разбивается на три 3-х месячных периода.

50. Иммунная система млекопитающих. Типы иммунитета. Клонально-селекционная теория иммунитета.

Одним из создателей теории иммунитета является М. Бернет. Он дал следующее определение иммунитета: «.Это есть способность распознавать вторжение в организм чужеродных агентов и мобилизировать кл. и образующиеся ими в-ва на более быстрое и эффективное их удаление.»

Основные ф-ции иммунитета:

- устранение болезнетворных м/о

- устранение токсичных в-в

- контроль за генетическим постоянством кл., органел и макромолекул

Типы иммунитета

Различают 2 основных типа иммунитета:

Естественный Приобретенный

Пассивный

При рождении ребенок

Получает от матери

-через кровь

-через молоко

антитела, кот. его

защищают.

Действие – кратковременно.

Активный

При инфицирова- нии какими либо агентами у объекта вырабатываются антитела

Сохраняются длительное время

Пассивный

Этот тип им. Создается пу- тем искусст-венного введения сыворотки, содержащей антитела к АГ.

Действие- кратковременно

Активный

Возникает в ответ на введение вакцины(т.е. ослабл. АГ)

Сохраняются длительное время

Состав иммунной системы

Иммунная система млекопитающих включает следующие элементы:

а) Органы, системы, ткани:

1. Вилочковая железа - тимус (вилочковая железа, расположенная в грудной полости

около сердца)

2. Селезенка

3. Лимфатическая система ( лимфатические сосуды и лимфоузлы )

4. Система интерферона

5. Костный мозг

6. Миндалины

б) Клеточные элементы:

1) Т- и В-лимфоциты и их разновидности

2) Рециркулирующие популяции кл. крови и лимфы, макрофаги

3) Дендритные клетки селезенки

4) Эпителиальные клетки Лангергана

5) Пейеровы клетки бляшек кишечника

в) Молекулярные элементы:

1)антитела - белки, синтезируемые организмом в ответ на воздействие антигена.

2 )антигены - чужеродные в-ва, определенного молек.веса, в ответ на которые синтези-

руются антитела. Не все в-ва могут быть антигенами.

3) гаптены - низкомолекулярные в-ва, не являющиеся антигенами, но способные взаи-

модействовать с антителами и конкурировать с АГ за места связывания с АТ.

4)система интерферона - это групповое название всех белков, синтезируемые клетками

организма в ответ на заражение вирусами. Играют сигнальную функцию оповещения и защиты непораженных клеток против вирусов. Иммунитет непосредственно связан со свойствами иммунных клеток лимфоцитов. Лимфоциты - специализированные клетки, отвечающие на определенные группы антигенов из-за наличия на их поверхности рецепторов. Все лимфоциты отличаются видом этих рецепторов. Всего в организме содержится 10(6) разнообразных видов рецепторов. Выделяют 2 класса лимфоцитов. Т- и В- типа.

У млекопитающих сформировались 2 системы иммунитета:

1) клеточный иммунитет и 2) гуморальный иммунитет.

Клеточный иммунитет связан с действием Т-клеток. В ответ на появление антигена орга

низм активирует специфически реактивные Т-лимфоциты (клеточный иммунный ответ) Эти кл. начинают быстро делиться и образуют клон одинаковых кл. Т-лимфоциты несут на своей поверхности рецепторы, которые узнают АГ, связываются с ними и дезактивируют, путем доставки в связанном состоянии к лейкоцитам, которые обладают фагоцитарной активностью.

Гуморальный иммунитет связан с действием В-лимфоцитов. Эти кл. также имеют на поверхности рецепторы против АГ.

Клонально-селекционная теории иммунитета (Бернст,1949):

1) В орг-ме производятся лимфоциты, каждый из которых чувствителен к одному АГ

2) Специфичность лимфоцитов связана с образованием специфичных АТ. Специфичность АТ определяется заранее до встречи с АГ.

3 ) каждая клетка во время созревания образует АТ и встраивает их в поверхностную

мембрану.

4) АГ действует как фактор селекции того иммунного клона клеток, с которым он свяжется, т.е. произойдет селекция нужных клеток.

5) АГ действует на клетки лимфоцитов 2 способами:

а) увеличивает деление клеток определенного типа (Т-иммунитет) и приводит к их диф-

ференциации. Клетки хелперы, супрессоры играют регуляторную роль в развитии гумо-

рального иммунитета.

б) увеличивает синтез антител в клетках В-типа.

6. В основе иммунной реакции лежит взаимодействие типа:

АТ + АГ == АТ-АГ

7. Иммунитет обладает памятью. В-лимфоциты продолжают жить и в отсутствие АГ,

сохраняя способность активироваться при их повторном появлении.

Открытыми остаются вопросы:

- механизмов клеточного дифференциирования

- молекулярного узнавания и кодирования информации

- клеточного узнавания и кодирования инфо.

51. Иммунитет — невосприимчивость, сопротивляемость организма к инфекциям и инвазиям чужеродных организмов (в том числе — болезнетворных микроорганизмов), а также воздействию чужеродных веществ.Иммунные реакции возникают и на собственные клетки организма, измененные в антигенном отношении^.Обеспечивает гомеостаз организма на клеточном и молекулярном уровне организации^. Реализуется иммунной системой.Биологический смысл иммунитета — обеспечение генетической целостности организма на протяжении его индивидуальной жизни^. Развитие иммунной системы обусловило возможность существования сложно организованных многоклеточных организмов.

Иммунитет классифицируют на врождённый и приобретенный.

Врождённый ммунитет обусловлен анатомическими, физиологическими, клеточными или молекулярными особенностями, закрепленными наследственно.

Приобретенный иммунитет классифицируют на активный и пассивный.

Приобретенный активный иммунитет возникает после перенесенного заболевания или после введения вакцины.Приобретенный пассивный иммунитет развивается при введении в организм готовых антител в виде сыворотки или передаче их новорожденному с молозивом матери или внутриутробным способом.

Антитела (иммуноглобулины) — особый класс гликопротеинов присутствующих на поверхности В-лимфоцитов в виде мембраносвязанных рецепторов и в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул, и обладающих способностью очень избирательно связываться с конкретными видами молекул, которые в связи с этим называют антигенами— это любая молекула, которая специфично связывается с антителом. Иммуноглобулины всех изотипов бифункциональны. Это означает, что иммуноглобулин любого типа распознает и связывает антиген, а затем усиливает киллинг и/или удаление иммунных комплексов, сформированных в результате активации эффекторных механизмов.

Гаптены — низкомолекулярные вещества, не обладающие иммунногенностью и приобретающие их при увеличении молекулярного веса.Гаптены отличаются очень высоким уровнем специфичности. Гаптены могут связываться с уже имеющимся антителом или поверхностным рецептором на специфической B-клетке, но не способны вызвать образование антител, поскольку гаптены не иммуногенны.

Структура иммуноглобулинов. Белки иммуноглобулинов по химическому составу относятся к гликопротеидам, так как состоят из проте­ина и Сахаров; построены из 18 аминокислот. Имеют видовые отличия, связанные главным образом с набором аминокислот. Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобио­логическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Иммуноглобулины М, G, А имеют под­классы. Например, IgG имеет четыре подкласса (IgG,, IgG2, IgG3, IgG4). Все классы и подклассы различаются по аминокис­лотной последовательности.

Резус-фактор, или резус, Rh — одна из 29 систем групп крови. Система резуса на сегодняшний день состоит из 50 определяемых группой крови антигенов, среди которых наиболее важны 5 антигенов: D, C, c, E и e. В зависимости от человека, на поверхности красных кровяны телец может присутствовать или отсутствовать «резус-фактор». Этот термин относится только к более имунногенному антигену D резус-фактора системы группы крови или к отрицательному резус-фактору системы группы крови.Очень важно при переливании крови.

Гру́ппа кро́ви — описание индивидуальных антигенных характеристик эритроцитов, определяемое с помощью методов идентификации специфических групп улеводов и белков, включённых в мембраны эритроцитов животных. В плазме крови человека могут содержаться агглютинины α и β, в эритроцитах — агглютиногены A и B, причём из белков A и α содержится один и только один, то же самое — для белков B и β.

Таким образом, существует четыре допустимых комбинации; то, какая из них характерна для данного человека, определяет его группу крови:α и β: первая (0)A и β: вторая (A)α и B: третья (B)A и B: четвёртая (AB)

При отсутствии одногруппной крови может быть перелита кровь (эритроцитная масса) 0(I) резус-положительной группы резус-положительному реципиенту любой группы по системе АВ0. Кровь группы А (II) или В (III) резус-положительная может быть перелита резус-положительному реципиенту с группой АВ (IV). Во всех случаях абсолютно обязательной является проба на совместимость. При наличии антител редкой специфичности требуется индивидуальный подбор донорской крови и проведение дополнительных проб на совместимость.

52. Выделительная система в биологии — совокупность органов, выводящих из организма избыток воды, продукты обмена веществ, соли, а также ядовитые вещества, попавшие в организм извне или образовавшиеся в нём.

Основная часть вредных веществ удаляется в виде мочи через почки.  Через почки каждые пять минут проходит вся кровь, содержащаяся в организме. Она приносит из клеток вредные вещества; в почках кровь очищается и, поступая в вены, направляется обратно к сердцу. Вредные и ненужные вещества в почках растворяются в воде и выводятся из организма в виде мочи, которая сначала поступает вмочевой пузырь, а затем через мочеиспускательный канал выводится из тела. Почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал образуют мочевыделительную систему.

Почка состоит из:

Мозговое вещество и почечные пирамиды 2. Выносящая клубочковая артериола 3. Почечная артерия 4. Почечная вена 5. Почечные ворота 6. Почечная лоханка 7. Мочеточник 8. Малая почечная чашка 9. Фиброзная капсула почки 10. Нижний полюс почки 11. Верхний полюс почки 12. Приносящая клубочковая артериола 13. Нефрон 14. Почечная пазуха 15. Большая почечная чашка 16. Вершина почечной пирамиды 17. Почечный столб.

Почки состоят из мельчайших функциональных структурных образований - нефронов. Количество их очень велико.Нефрон, в свою очередь, состоит из клубочка и канальцев.  В основных чертах клубочек, или гломерула, имеет следующее строение. Он состоит из приносящей артериолы, по которой в него поступает кровь. Внутри клубочка приносящая артериола распадается на множество клубочковых (гломерулярных) капилляров. Капилляры на выходе из клубочка сливаются в выносящую артериолу , по которой кровь возвращается в общий кровоток.

53. Свёртывание крови – это важнейший этап работы системы гемостаза, отвечающий за остановку кровотечения при повреждении сосудистой системы организма.

Процесс свёртывания крови представляет собой преимущественно проферментно-ферментный каскад, в котором проферменты, переходя в активное состояние, приобретают способность активировать другие факторы свёртывания крови. В самом простом виде процесс свёртывания крови может быть разделён на три фазы:

1. фаза активация включает комплекс последовательных реакций, приводящих к образованию протромбиназы и переходу протромбина в тромбин;

2. фаза коагуляции — образование фибрина из фибриногена;

3. фаза ретракции — образование плотного фибринового сгустка.

Воспале́ние — это комплексный, местный и общий патологический процесс, возникающий в ответ на повреждение клеточных структур организма или действие патогенного раздражителя и проявляющийся в реакциях, направленных на устранение продуктов повреждения, а если возможно, то и агентов (раздражителей), а также приводящий к максимальному для данных условий восстановлению в зоне повреждения.

Заживление ран – это процессы, возникающие в организме в ответ на возникновение ран,заключающиеся в восстановлении зон повреждения.

54. Биохимической основой НД является представления о:

1 ) мембранной теории возбуждения нервных клеток как результат нарушения Na/K

равновесия

2) распространения нервн. импульса по волокну в обе стороны, а в НС - в одну сторону в

результате наличия синаптических щелей. Биохимические процессы в синапсах.

3 ) нераскрытые до настоящего времени представления о биохимических процессах

запоминания, узнавания, сопоставления информации.

Подходы:

1) регистрация биохимических изменений в мозгу до и после какого-либо

воздействия с помощью радиоактивных меток.

2) введение в-в, влияющих на биосинтез белка и НК и сопоставление результатов

3) перенесение мозгового в-ва из обученного обьекта к необученному.

Выделяют следующие виды памяти:

1) кратковременная - менее 4 мин.

2) краткосрочная – часы

3) длительная - годы.

ЦНС - предназначена для осуществления высшей нервной деятельности и регуляции

сложных рефлексов. Она образована нервными клетками, расположенными в головном и

спинном мозге.

Периферическая НС - образована скоплениями нервных клеток вне ЦНС,

отдельными нервными кл. рецепторов, эффекторов, вставочных нейронов и нервами.

Соматическая НС осуществляет быстрое управление скелетно-мышечной системой

организма. Нервы ее отходят от каждого сегмента спинного мозга. Нервы ее непрерывны и простираются до исполнительных органов.

Вегетативная НС - предназначена для автономного управления простыми

рефлексами в автоматическом режиме, либо сложных рефлексов с участием ЦНС.

Функции ее можно наблюдать после обезглавливания обьекта и наблюдения его реакций. В отличие от соматической НС, ее нервы берут начало в головном и спинном мозге.

Согласно мембранной теории, электрические явления в нервном волокне определяются избирательной проницаемостью мембраны нервной клетки для ионов натрия и калия, а эта проницаемость в свою очередь регулируется разностью потенциалов по обе стороны мембраны.

Потенциа́л поко́я  — мембранный потенциал возбудимой клетки (нейрона, кардиомиоцита) в невозбужденном состоянии. Он представляет собой разность электрических потенциалов, имеющихся на внутренней и наружной сторонах мембраны.

Мембранный потенциал покоя - это дефицит положительных электрических зарядов внутри клетки, возникающий за счёт утечки из неё положительных ионов калия и электрогенного действия натрий-калиевого насоса.

Потенциа́л де́йствия — волна возбуждения, перемещающаяся помембране живой клетки в процессе передачи нервного сигнала. По сути своей представляет электрический разряд — быстрое кратковременное изменение потенциала нанебольшом участке мембраны возбудимой клетки, в результате которого наружная поверхность этого участка становится отрицательно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны, тогда как его внутренняя поверхность становится положительно заряженной по отношению к соседним участкам мембраны.

55. 1. Ствол мозга

Он включает: 1) продолговатый мозг, 2) варолиев мост, 3) средний мозг,4) мозжечок ихарактеризует 1 уровень обработки сигналов в мозге.

Ф-ции:

1. соматорефлекторная – поддержание тела в вертикальном положении,двигательную активность

2. вегетативнорефлекторная – регуляция дыхания, С-С, слюноотделения, глотания,защитных и других физиологических рефлексов.

3. Проводниковая – проводит импульсы вверх и вниз по мозгу.

4. Ассоциативная – это 1 уровень обработки сигналов с кожных, слуховых,вкусовых, вестибулярных рецепторов.

2. Передний мозг

Он включает промежуточный мозг и большие полушария. Промежуточный мозг существляет предварительную фильтрацию сигналов, поступающих в БПШ головного мзга от рецепторов. Он включает: таламус, гипофиз, эпифиз, базальные ганглии.

3. Лимбическая система мозга

Это комплексная структура, включающая подкорковые и корковые центры,отвечающая за эмоциональное поведение, побуждение к действию (мотивация), научение изапоминаниые, сексуальные и др. физиологические инстинкты, регулирует

сон/бодрствование. Она воспринимает инфо от внутренних органов. Ее еще называют«висцеральный мозг». В ней находятся центры удовольствия.

Состав лимбической системы: подкорковые центры таламуса, миндалины,

гиппокамп, гипоталамус, корковые центры лобной и височной долей.

4. Большие полушария

Представляют собой разросшуюся часть переднего мозга, накрывшую все другие

отделы головного мозга. Исчерчены извилинами. Разделены центральной продольной

бороздой на ЛПШ и ППШ, соединенные мозолистым телом. Его обрыв ведет к потереинтегральных ф-ций мозга, при сохранении индивидуальных ф-ций отдельных ПШ.

Мозг находится в черепной коробке., покрыт 2 слоями оболочки между которымичерепно-мозговая жидкость для: 1) питания, 2) дыхания, 3) выделения, 4) амортизацииударов.

Полушария включают:

-кору

-подкорковый слой

-белое в-во

Функции больших полушарий головного мозга:

1. Анализ ощущений

2. Осуществляют внд.

3. Интегральную активность мозга, связь с вну и вне средой, адаптацию иповедение

Левое - отвечает за мат.способности и мышление.

Правое - за образное восприятие.

Рефлекс - ответная реакция на внешний или внутренний раздражитель, получаемый отрецепторов, осуществляемая через ЦНС.

Рефлекс осуществляется благодаря наличию в НС рефлекторных дуг: цепочек нервн. кл,связанных с рецепторами и эффекторами.

Все рефлексы делятся на 1) условные и 2) безусловные. Основные отличия условн. ибезусловн. рефлексов:

Б/У

врожденный

стойкий

без участия ЦНС

У

приобретенный

нестойкий

с участием ЦНС

Правила образования условного рефлекса:

1. Усл.рефл.создается на базе безусловн. рефл.

2. По времени у.р. должен предшествовать б.р. и сопровождать его опред. время

3. Для возникновения у.р. необходимо неоднократное повторение

4. На базе у.р.-1 порядка можно формировать у.р.-2 порядка, так возникает ВНД.

5 . У.Р. формируется тогда, когда есть потребность.

6. В основе формирования у.р. лежат процессы возбуждения и торможения иобразования устойчивых связей между нейронами и рефлекторная дуга.

7. У.Р. зависят от 3 величин: силы возбуждения/торможения, устойчивостьвозбуждения/торможения, подвижности возбуждения/торможения.

56. 1. Сердечно-сосудистая система

Она включает кровеносную и лимфатическую системы.

Кровеносная система

1. Различают 2 типа кровеносной системы:

Незамкнутая Замкнутая

2. Состав кровеносной системы:

Кровеносные сосуды,Сердце.

Сосуды

1. Аорты2. Артерии - Несут кровь от сердца3. Капилляры - соед. артерии с венами4. Вены - несут кр. к сердцу

Сердце качает кровь как насос по всему оранизму.

Состоит из 3 слоев:1) Эпикард - наружн. - соед.ткань, покрытая однослойн.эпителием.2) Миокард -средний - сердечн.мышца.3) Эндокард - внутренний - эндотелиальн.кл.

Состоит из 4 отсеков: 2-х предсердий (Пр., Л) и 2-х желудочков (Пр., Л). Л.Ж. - наиболееразвит., так как выбрасыв. кр. в большой круг кровообр. под больш. давл.Внутри П---Ж есть 2 клапана(откр.в стор. Ж.) для левого предсердия и 3-х створч. - дляправого.

Сердечный цикл

Он включает 3 фазы:

1) сокращение предсердий

2) сокращение желудочков

3) одновременное расслабление

Малый круг: - начинается в ПЖ, проходит легкие и заканчивается в ЛП.

Большой круг: начинается в ЛЖ, разветвляется на верхний и нижний отделы. Верхнийотдел – голова, верхние конечности, нижний отдел – ЖКТ, печень (фильтрация ядов),туловище, половые органы, мочевыделительная система, нижние конечности изаканчивается в ПП.

Назначение малого круга –

1. Газообмен: насыщение крови кислородом т удаление СО2 и других газообразныхпродуктов.

2. Питание сердца

Функции большого круга кровообращения:

1. Тканевой газообмен

2. Детоксикация вредных соединений в печени

3. Выделение вредный продуктов жизнедеятельности с мочой

4. Пищеварительная (всасывание в кровь питательных веществ в брюшной аорте

5. Гомеостатическая и регуляторная.

57. В состав эндокринной системы входят:

1) эндокринные железы,

2) гормоны.

Эндокринные железы выбрасывают гормоны прямов кровь, через поверхн. капиляров.

Важнейшими эндокринными железами являются

1Гипоталамус –осуществляет регуляцию гипофиза(нейрогормоны,окситоцин)

2. Гипофиз - Регуляция дейтельности(вазопрессин,тиреотропный гормон,гормон роста)

всех желез организма,усиление секреции млока,ростщитовидн.жел.,

стимул.белков.синтеза и роста.

3.эпифиз,

4.паращитовидная железа(паратгормон)

5.щитовидная железа(Трийодтирамин(Т3) Тироксин(Т4)

Тиреокальцитонин)

6.кора надпочечников(кортизол,альдостерон)

7.надпочечники,( адреналин,норадреналин,инсулин,глюкагон)

8ткани обмена(простогландин)

9.желудок(гастрин)

10.почки(ренин)

11.полов.органы(эстроген,тестостерон)

12.кишечник(энкефалины,эндорфины)

Механизм регуляции синтеза гормонов:

1) появление специфических метаболитов в крови

2) присутствие в крови других гормонов

3) стимуляция вегетативной нервной системы под контр. гипоталам.

№58.

1. НС возникла как результат специализации отдельных клеток при переходе к

многоклеточным организмам и в результате необходимости увеличения скорости ответа навнешние раздражители. Гуморальная система регуляции является более древней, чем

нервная.

2. Типы нс

Исторические НС прошла ряд этапов развития:

1) диффузная НС (черви) – нейроны разбросаны по всему телу и непосредственно связаны сисполнительными органами.

2) ганглиозная (узловая) – есть узлы, в которых сигналы от рецепторов обрабатываются попути в исполнительные органы;

3) ЦНС животных (анализаторы)

4) ЦНС – человека (двухуровневые анализаторы – речевой и любой другой).

3. Функции нс:

1) внутренняя: НС обьединяет, регулирует и согласовывает физиологическую

деятельность всех других систем организма. Нарушение связи между НС и органом ведет кпотере его функции.

2) внешняя: НС устанавливает непрерывное взаимодействие с внешним миром, которое

осуществляется через чувствительные кл. рецепторов, расположенных в органах чувств:

зрения, осязания, обоняния, вкуса, равновесия, слуха и формирование ответных реакций наизменение окружающей среды.

3) высшая НД: психическая деятельность, присущая только человеку. Благодаря ей через

внешние образы формируется картина внешнего мира и в соответствии с ней осуществляетсяповедение обьекта.

4. Строение НС:

НС

Центральная Периферическая

| | | |

Головной спинной мозг вегетативная соматическая

Мозг | |

Симпатическая Парасимпатическая

5. Функции, выполняемые отделами нс:

ЦНС - предназначена для осуществления высшей нервной деятельности и регуляции

сложных рефлексов. Она образована нервными клетками, расположенными в головном и

спинном мозге. Вставочные нейроны сгруппированы в виде ядер по 1000 и более нейронов.

Кора – несколько слоев ядерных структур, сгруппированных в колонки. Пары колонок

включают возбудительные и тормозные нейроны. Совместная их работа обеспечивает ф-циимозга.

Периферическая НС - образована скоплениями нервных клеток вне ЦНС,

отдельными нервными кл. рецепторов, эффекторов, вставочных нейронов и нервами.

Соматическая НС осуществляет быстрое управление скелетно-мышечной системой

организма. Нервы ее отходят от каждого сегмента спинного мозга. Нервы ее непрерывны ипростираются до исполнительных органов. Толщина нервов в 2-5 раз толще, чем для

вегетативной нервн. системы. Это обеспечивает более быстрое проведение импульсов

возбуждения.

Вегетативная НС - предназначена для автономного управления простыми

рефлексами в автоматическом режиме, либо сложных рефлексов с участием ЦНС.

Функции ее можно наблюдать после обезглавливания обьекта и наблюдения его реакций. Вотличие от соматической НС, ее нервы берут начало в головном и спинном мозге, они

тоньше, они прерываются в нервных узлах сразу по выходе из ЦНС (симпатическая

система), либо около органов (парасимпатическая система).

Симпатический _________отдел вегетативной нервной системы осуществляет процессы

возбуждения органов..

Парасимпатический отдел - осуществляет процессы торможения деятельности

органов.

Совместная работа двух систем обеспечивает жизнедеятельность организма и

контролируется ЦНС.

Характеристика вегетативной НС

А втономная часть периферической НС. Регулирует активность внутренних органов в

автоматическом режиме без участия ВНД.

Подразделяется на 2 отдела:

1) Симпатическую 2) Парасимпатическую нс.

Парасимпатическая НС:

-берет начало в 1) среднем мозге, продолгов.мозге, 2) крестцовом отделе.

Симпатическая НС:

- 1) в грудинно-поясничном отделе спинного мозга.

Основное сх-во и различие между ними:

____________________________________________________________________________

Характеристики Симпатическая Парасимпатическая

1. Работает в условиях стресса физиолог. Режим

2. Выходит из ЦНС черепн. кресцов. отд.

грудин. черепн. отд.

пояснич.отд.

3. Располож. нервн. узл. вблизи спин.мозга ближе к эффект.

4. Длина волокон короткие до н.узла наоборот

длинные –после

5. Число волокон много после узла мало после узла

6. Зона влияния Генерализов. действ. Местное действ.

7. Общ. Эффект Повыш. интенс.обм.в-в Понижение

8. Медиатор норадреналин ацетилхолин

9. Х-р действия Возбуждение торможение

Вегетативная НС включает 3 части: 1) рецепторную, 2) вставочную,3) эффекторную.

№59. Уровни управления в организме. Регуляция содержания глюкозы в крови. Терморегуляция.

В организме 6 уровней управления:

1. ЦНС – системно-органный

2. Вегетативная НС – органный

3. Гормональный – системно-тканевой

4. Кровеносный – тканевой

5. Клеточный – 2 подуровня: мембранный, цитоплазм.

6. Молекулярно-генетический – молекулярный, яд-геномный.

На всех уровнях организации: 1) субклеточном, 2) клеточном, 3) органно-тканевом, 4)

системно-организменном, 5) популяционном существуют свои механизмы поддержания

постоянства внутренней среды, однако, они все увязаны, подчиняются и управляются

высшими уровнями гомеостаза, образуя пирамиду. Нижний - управляет еще более нижними

и управляется более высшими уровнями.

Терморегуляция

Терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, направленных на поддержание относительного постоянства температуры ядра в условиях изменения температуры среды с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Информация о температуре поступает от терморецепторов и при помощи  нервной системы попадает в мозг. Основную роль в терморегуляции играет гипоталамус. В переднем гипоталамусе расположены нейроны, управляющие процессами теплоотдачи. При разрушении нейронов переднего гипоталамуса организм плохо переносит высокие температуры, но физиологическая активность в условиях холода сохраняется. Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплопродукции. При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод.

Регуляция содержания глюкозы в крови

Постоянный уровень сахара в крови регулируется в основном гормонами поджелудочной железы-инсулином и глюкагоном. Инсулин понижает уровень сахара в крови, действуя по определённым механизмам, а глюкагон повышает. Есть ещё гликоген -это запас глюкозы в печени и в меньшей степени в мышцах. Он идёт как раз на синтез глюкозы под действием пониженного сахара в крови.

№60. Гомеостаз и его механизмы. Показатели гомеостаза. Пирамида гомеостаза. Рефлекторная теория гомеостаза

Гомеостазом называется способность организмов поддерживать постоянство своей

внутренней среды.

И . М.Сеченов, Павлов - сформулировали представление о рефлекторном механизме

гомеостаза.

А н охин И.П. развил эти представления и создал теорию функциональных систем,

которая включает рефлекторную теорию и расспространяется на высшую нервную

деятельность.

В основе гомеостаза лежат механизмы саморегуляции. Все процессы живого орг-ма - врожденные статические и динамические (гомокинез) имеют одну и ту же структуру: их условными мех-мами

являются:

1 ) аферентный синтез- ставится цель поведения, которое управляется мотивацией

(актуализированной потребностью

2) принятие решений - выбор адекватной программы действий для достижения цели.

3 ) акцептор действия - контрольный аппарат, который формирует действия до

достижения конечного результата и оценивает его.

У живых организмов саморегуляция осуществляется по принципу адаптивного

биоуправления. Суть его: саморегуляция непроизвольных физиологических функций -

биоэлектр. активность мозга, Т тела, сердечн. деят., мышечн. активность и др. -

осуществляется с опорой на обратную связь, включенную в сферу осознанного контроля.

Ж ес ткой саморегуляции в организме подвергаются следующие показатели: 1)

терморегуляция, 2) газообмен, 3) кислотно-основной баланс, 4) водно-солевой баланс, 5)

содержание химических в-в в крови, 6) давление.

Пирамидой гомеостаза называется иерархическая связь систем управления на всех

уровнях организации живых систем и их соподчиненность более высокому уровню

управления.

Рефлекторная теория

В основе поведения лежит рефлекторная теория Павлова-Сеченова. До Сеченова и

Павлова исследователи не знали способов изучение психической деятельности.

Согласно теории Маслоу – пирамида потребностей базируется на физиологических

потребностях (есть, пить, спать, секс). Выше идут духовные потребности. Затем –

социальные. Не у всех развиваются высшие потребности. Они вообще не развиваются, если

не удовлетворены низшие потребности.

Павлов предложил метод и теорию условных и безусловных рефлексов как основу

изучения психической деятельности мозга животных и человека и предложил подходы к

изучению высшей нервной деятельности человека.

Сеченов в 1863 г. обобщил ее для человека. Сеченов и ПаПавлов распространили

рефлекторный принцип на психическую деятельность человека и превратили таким образом

рефлекторную теорию в универсальную, распространяющуюся на все процессы

жизнедеятельности.

В основе рефлекторной теории деятельности ЦНС Павлова (поведения) лежат 3

основных принципа:

1) принцип детерминизма- т.е. причинная связь между явлениями.

2) принцип анализа и синтеза - ЦНС разделяет сложные явления на более простые и

затем обьединяет их в структуры.

3) принцип структурности.

. Рефлекс - ответная реакция на внешний или внутренний раздражитель, получаемый от

рецепторов, осуществляемая через ЦНС.

Рефлекс осуществляется благодаря наличию в НС рефлекторных дуг: цепочек нервн. кл,

связанных с рецепторами и эффекторами.

Все рефлексы делятся на 1) условные и 2) безусловные. Основные отличия условн. и

безусловн. рефлексов:

Б/У У

врожденный приобретенный

стойкий нестойкий

без участия ЦНС с участием ЦНС

Основные постулаты рефлекторной теории:

а) ведущая роль стимулов внешн. среды в формировании рефлекторного ответа

б ) поступательное распространение возбуждения по рефлекторной дуге от рецептора

через аферентные нервн. проводники, центральную нервн. систему, эфферентные пути к

эффекторам.

в) отраженное действие, как завершающий момент рефлексов разной сложности.

Правила образования условного рефлекса:

Животное---трубка в желудке---выделение желудочного сока--безусловный рефлекс--- на

нем создавались условные рефлексы на свет (1-го рода)---на звук (2-го рода).

1. Усл.рефл.создается на базе безусловн. рефл. - у.р. 1 порядка

2. По времени у.Р. Должен предшествовать б.Р. И сопровождать его опред. Время

3. Для возникновения у.Р. Необходимо неоднократное повторение

4. На базе у.р.-1 порядка можно формировать у.р.-2 порядка, так возникает ВНД.

5 . У.Р. формируется тогда, когда есть потребность. Условн. рефлекс на пищу

проявляется тогда, когда животное голодно, а когда нет - то он не вырабатывается.

6. В основе формирования у.р. лежат процессы возбуждения и торможения и

образования устойчивых связей между нейронами и рефлекторная дуга.

7. У.Р. Зависят от 3 величин: силы возбуждения/торможения, устойчивость

возбуждения/торможения, подвижности возбуждения/торможения. В зависимости от

этих параметров НС человека делится на 4 типа:

Павлов экспериментально показал, что:

1) условный рефл. зависит от типа нервн. сист. жив.

П а влов различал следующие 4 типа нервной системы, основанные на 3 основных

функциональных свойствах НС

_____________________________________________________________________________

С ила Уравновеш. Подвижность Связь с темпер.

_____________________________________________________________________________

1. Сильн.,безуд. ур. + - + холерик

2. Сильн., подв, ур. + + + сангвиник

3 . Сильн.,ур.неподв. + + - флегматик

4 . Слабый, уравн.неп. - + - меланхолик

_____________________________________________________________________________

Павлов экспериментально показал, что 1) условный рефл. зависит от типа нервн. сист. жив.,

2) что для их формиров. необх. неоднократное повторение сигнала, 3) что условн. рефлекс

на пищу проявляется тогда, когда животное голодно, а когда нет - то он не вырабатывается.

Н аблюдая действия обезьян, достающих палкой банан, Павлов пришел к выводу, что

назвать эту деятельность условным рефлексом нельзя, но природа этого явления осталась

нераскрытой.

Недостатки условно-рефлекторной теории ВНД:

Теория условного рефлекса, созданная Павловым - новая веха для обьяснения нервн.

деятельности.Но, ряд явлений ВНД ею не описывался:

1) целенаправленное поведение - иногда животные ведут себя вопреки физиологии и

вопреки внешнему раздражителю, активно стремясь к этому раздражителю сами.

- не поддается обьяснению осмысленная деят. животных (опыт с обезьяной и бананом,

поведение собаки в критич. ситуации, поведение человека бросающегося на амбразуру).

Павлов назвал это условным рефлексом цели. Но рефлекс означает по определению только

отражение.

2) Действия животных не ограничиваются только ответом на раздражитель, а

продолжаются до достижения определенного жизненно важного результата.

3) Действия животных основаны не только ответ на внешнее воздействие но и

основаны на памяти. Павлов сам замечал, что на внешнеее воздействие вырабатывается

определенный динамический стереотип, который имеет ряд отличий от условного рефлекса:

основное - 1) в выработанном д. стериотипе утрачивается значение внешних условий

стимула и в качестве пускового момента выступают следы от предшествующих раздражений

- т.е. мех-м памяти, 2) утрачивается действие закона физической силы применяемых

раздражителей. Представление Павлова о динамическом стериотипе - это 1 шаг к

формированию общего понятия "системности" в деятельности живых организмов.

Эти вопросы получили свое развитие с позиции общей теории функционирования систем,

предложенной П.К.Анохиным. Эта теория опирается на теорию доминанты Ухтомского А.В,

согласно которой внутренне состояние Ж или Ч (доминанта) может выступать

побудительным мотивом их поведения, т.е. активность по отношению к внешнему стимулу.

№61. Высшая нервная деятельность. Теория функциональных систем Анохина.

Под высшей нервной деятельностью человека понимают непрерывное его взаимодействие

с внешним миром, формирование духовной картины мира и самоуправление поведением на

ее основе. Т.е. ВНД - это целенаправленная психическая деятельность на достижение

полезного результата. Изучением ВНД занимается психология.

Психология- наука об общих закономерностях психических процессов и индивидуально-

личностных свойств человека.

Психика - это формирование внутренней картины мира, существующей в мозгу человека,

получаемой с помощью органов чувств в виде ощущений, восприятий, представлений,

преобразованных мышлением и сохраняемых в памяти, в виде образов, понятий, чувст,

эмоций и выражаемых речью.

ВНД человека отличается от НД животных: 1) наличием речи (2-ой сигнальной системы), 2)

словесным мышлением.

Особенности ВНД.

1) целенаправленность

2) связь с корой головного мозга

3) основана на вторичной сигнальной системе – слове (абстрактном понятии)

4) базируется на условных рефлексах, но к ним не сводится.

ВНД включает следующие психические ф-ции:

1. Ощущение - прием раздражителей в головном мозге и их оценка

2. Восприятие - сопоставление раздражителей и формирование образа

3. Представление - включение образа в систему представлений (хранящихся образов)

4. Память - сохранение и воспроизведение информации. Мгновенная (сек),

кратковременная (мин, часы), длительная (годы).

5. Внимание - направленность психики на важные обьекты, актуализация обьектов

наблюдения и подавление других

Произвольное и непроизвольное внимание. Устойчивость внимания. Переключаемость

внимания.

6. Воля - способность удерживать внимание на обьекте до получения результата. Сила

воли – слабая, сильная.

7. Обучение - психическая деятельность, направленная на получение новых знаний,

умений, навыков

8. Мышление - установление логических связей между обьектами и явлениями.

Логическое мышление - операция со знаками.

Чувственное (эмоциональное) мышление -операция с образами.

Различают абстрактное последовательное (АП), конкретное последовательное (КП),

абстрактное случайное (АС), конкретное случайное (КС) мышление.

9. Адаптация - психологическая ф-ция приспособления к изменяющимся условиям

окружающей среды с целью сохранения жизнеспособности.

10. Поведение

П о ведение - сложный комплекс приспособительных реакций, направленных на

удовлетворение определенных внешних и внутренних потребностей.

В основе поведения человека лежит определенная потребность.

Потребность - нужда в чем либо. Потребности бывают:1) физиологическими, 2)

социальными, 3) духовными.

Теория функциональных систем Анохина

1. Более 300 лет со времен Декарта физиология строила свои теоретические представления о

жизнедеятельности на основе принципа рефлекса.

Рефлекс - ответная реакция орг-ма на раздражитель, осуществляемая с помощью нервн.

сист.

2 . Сеченов и Павлов распространили рефлекторный принцип на психическую

деятельность человека и превратили таким образом рефлекторную теорию в

универсальную,. распространяющуюся на все процессы жизнедеятельности.

3. Основные постулаты рефлекторной теории:

а) ведущая роль стимулов внешн. среды в формировании рефлекторного ответа

б) поступательное распространение возбуждения по рефлекторной дуге от рецептора

через аферентные нервн. проводники, центральную нервн. систему, эфферентные пути к

эффекторам.

в) отраженное действие, как завершающий момент рефлексов разной сложности.

4. Теория условного рефлекса, созданная Павловым - новая веха для обьяснения нервн.

деятельности. Но, ряд явлений жизнедеятельности ею не описывался:

- целенаправленное поведение - иногда животные ведут себя вопреки физиологии и

вопреки внешнему раздражителю, активно стремясь к этому раздражителю сами. Павлов

назвал это рефлексом цели. Но рефлекс означает по определению только отражение.

- действия животных не ограничиваются только ответом на раздражитель, а

продолжаются до достижения определенного жизненно важного результата.

Основные положения теория функциональных систем.

Функциональная система - динамически саморегулирующаяся организация, деятельность

которой направлена на достижение полезного для орг-ма приспособительного результата.

1) В основе формиров. Функциональных систем - текущая потребность живых орг-мов

на достижение полезного результата

2) Функциональная система имеет однотипную организацию и включает однотипные

элементы:

1) Полезный приспособительный результат-ведущее звено

2) Рецепторы результата

3) Обратная афферентация ( от рецепт. к ЦНС )

4) центральн. система

5) исполнительная команда.

число функц. систем, обеспеч. достиж. полезн. результата - велико и постоянно меняется в

зависимости от воздействия внешней сред, внутренней и внешней мотивации.

3) Формирование функц. Систем осуществляется путем след. Мех-мов:

0. Мотивация

1. Афферентн. синтез

2. Принятие решений

3. Акцепция результата деятельности

4. Формирование эффекторного возбуждения

5. Получение результата

6. Формирование обратной афферентации

7 . Сличение параметров от рабочих органов с результатами ожидаемой модели,

хранящейся _______в блоке памяти. При (+) результате – запоминается динамический стереотип

приводящий к (+) результату). При (-) – корректировка действия до получения (+) или отказа

от действия и запоминание (-) опыта.

4) в выработанном д. стереотипе утрачивается значение внешних условий стимула и в

качестве пускового момента выступают следы от предшествующих раздражений - т.е. мех-м

памяти,

5) Как следствие утрачивается действие закона физической силы применяемых

раздражителей. На 1 место выходит (+) динамич. стереотип.

6) утрачивается органный подход к построению организма - одни и те же органы

избирательно, разными сторонами своего метаболизма включаются в деятельность различн.

функц. систем.

7) В основе работы функциональных систем лежит ВНД - это ф-ция коры головного

мозга, т.к. здесь лежат основные материальные носители ВНД. Ее проявление в

формировании определенной связи нейронов и организации системы действий для

достижения цели.

8) ВНД человека отличается от НД животных, т.к.

- в основе ВНД человека лежит целеполагание (сознательное действие) (нет его - нет

ВНД)

- она формируется на базе вторичной сигнальной системы - слова, наличия речевого

центра, на ассимметрии головного мозга.

9) Предложена структурно- функциональная организация внд, включающая 3 уровня:

1 )- метаболический

2)- гомеостатически _______(поддерж. внутр. среды (гомеостаз)\ генетич. детерминированы)

3 )- поведенческий (взаимодействие с окр.средой \ формир. в процессе поведенческих

потребностей).

Однако эта теория функциональных систем еще не раскрывает полностью

молекулярных механизмов, лежащих в основе ее функционирования и это является

предметом дальнейшего изучения.

Требуется расшифровка молекулярных механизмов этих процессов.

Личность – результат мотивационного поведения человека. По Павлову – личность –

конкретный человек с его физическими, физиологическими и психологическими качествами.

Черты личности. Психологический образ личности – включает 3 вопроса:

1) чего хочет человек – каковы его интересы, потребности, стремления, идеалы

2) что он может – каковы его способности, дарования

3) что он есть – что сохранилось в нем как стержневые особенности личности, каков его

характер.

62. Популяционно-видовой уровень организации живых организмов. Виды, популяции и основные закономерности их роста и развития.

Жизнь на Земле представлена существами определенного строения, принадлежащими к определенной систематической группе, а также сообществами разной сложности. Каждое живое существо (индивидуум) обладает молекулярной, клеточной, тканевой, органной структурностью. По подходу к их изучению выделяется несколько уровней живых систем, находящихся во взаимосвязи и соподчинении.

На популяционно-видовом уровне изучают факторы, влияющие на численность популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, динамики генетического состава популяций, действие факторов микроэволюции и т. д. Для хозяйственной деятельности человека важны такие проблемы популяционной биологии, как контроль численности видов, наносящих ущерб хозяйству, поддержание оптимальной численности эксплуатируемых и охраняемых популяций.

Популяция — совокупность особей одного вида, обладающая общим генофондом, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому так и бесполому), относительно обособленная (географически или репродуктивно) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида.

63. Основные положения эволюционной теории Дарвина. Современные представления об эволюционной теории развития органического мира. Адаптация и эволюция.

 Эволюция - процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые, в конечном итоге, приводят к коренным, качественным изменениям — возникновению новых организмов, структур, форм и видов

Дарвин предположил, что в популяциях животных существует конкуренция, благодаря которой выживают только те особи, которые обладают выгодными в данных конкретных условиях свойствами, позволяющими оставить потомство. Основу эволюционной теории Дарвина составляют три принципа: а) наследственности и изменчивости; б) борьбы за существование; в) естественного отбора. Изменчивость является неотъемлемым свойством всего живого. Несмотря на похожесть живых организмов одного вида, внутри популяции невозможно обнаружить две совершенно одинаковые особи. Эта вариантность признаков и свойств создает преимущество одних организмов перед другими.В обычных условиях различие свойств остается незаметным и не оказывает существенного влияния на развитие организмов, однако при изменении условий, особенно в неблагоприятную сторону, даже малейшее различие может дать одним организмам значительное преимущество перед другими. Только особи с соответствующими условиям свойствами оказываются способными выжить и оставить потомство. Дарвин различает неопределенную и определенную изменчивость.

Определенная изменчивость, или адаптивная модификация, — способность особей одного вида одинаковым образом реагировать на изменения окружающей среды. Подобные групповые изменения не передаются по наследству, поэтому не могут поставлять материал для эволюции.

Неопределенная изменчивость, или мутация, — индивидуальные изменения в организме, передаваемые по наследству. Мутации не связаны напрямую с изменениями условий окружающей среды, однако именно неопределенная изменчивость играет важнейшую роль в эволюционном процессе. Случайно появившиеся позитивные изменения передаются по наследству. В итоге выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства, обладающая полезными наследственным и свойствами.Между живыми существами, как считает Дарвин, разворачивается борьба за существование. Конкретизируя это понятие, Дарвин указывал, что внутри вида рождается больше особей, чем доживает до взрослого состояния.

Естественный отбор — ведущий фактор эволюции, объясняющий механизм образования новых видов. Именно этот отбор выступает движущей силой эволюции. Механизм отбора приводит к избирательному уничтожению тех особей, которые менее приспособлены к условиям окружающей среды.

64. Основные закономерности эволюции биологических систем. Движущие силы эволюции.

Основные правила (принципы) эволюции.

1. Правило необратимости эволюции. Исчезнувший признак не может вновь появиться в прежнем виде. Например, вторично-водные моллюски и водные млекопитающие не восстановили жаберного дыхания.

2. Правило происхождения от неспециализированных предков: новая группа организмов возникает от неспециализированных предковых форм. Например, неспециализированные Насекомоядные дали начало всем современным плацентарным млекопитающим.

3. Правило прогрессирующей специализации: группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации. Современные специализированные, скорее всего, будут эволюционировать поп пути дальнейшей специализации.

4. Правило адаптивной радиации: группа, у которой появляется безусловно прогрессивный признак или совокупность таких признаков, дает начало множеству новых групп, формирующих множество новых экологических ниш и даже выходящих в иные среды обитания. Например, примитивные плацентарные млекопитающие дали начало всем современным эволюционно-экологическим группам млекопитающих.

5. Правило интеграции биологических систем: новые, эволюционно молодые группы организмов вбирают в себя все эволюционные достижения предковых групп. Например, млекопитающие использовали все эволюционные достижения предковых форм: опорно-двигательный аппарат, челюсти, парные конечности, основные отделы центральной нервной системы, зародышевые оболочки, совершенные органы выделения (тазовые почки), разнообразные производные эпидермиса и т.д.

6. Правило смены фаз: различные механизмы эволюции закономерно сменяют друг друга. Например, алломорфозы рано или поздно становятся ароморфозами, а на основе ароморфозов возникают новые алломорфозы.

Движущие силы эволюции

Наследственность — это свойство живых организмов передавать свои признаки потомкам в поколениях. Этим обеспечивается преемственность и связь в популяциях между разными поколениями. Наследственность является одним из главных факторов эволюции. Благодаря наследственности в популяциях сохраняются и закрепляются ценные адаптации, обеспечивающие выживание, размножение и индивидуальность (дискретность) видов в природе. Материалом, обеспечивающим наследственность организмов, является ДНК, образующая конкретный генотип организма и генофонд популяции и вида в целом.

Некоторые признаки могут наследоваться без участия ядерного аппарата. Это касается так называемой цитоплазматической наследственности. Последняя связана с тем, что некоторые клеточные структуры (митохондрии, пластиды) имеют свою автономную кольцеобразную ДНК и способны делиться сравнительно автономно от клетки. Поэтому некоторые признаки, связанные с этими структурами (окраска плодов, цветков и листьев, высокая активность клеточного дыхания и ряд др.) могут передаваться дочерним поколениям, но только по материнской линии или при вегетативном размножении (так как спермии не несут пластид и последние передаются с клетками материнского организма).

Вторым решающим фактором эволюции является изменчивость организмов, то есть способность новых поколений приобретать признаки, отсутствовавшие у родительских форм, и/или существовать в неодинаковых формах или вариантах. Именно изменчивость позволяет организмам быстро и эффективно приспосабливаться к меняющимся условиям среды обитания.

Изменчивость может быть двух типов: 1) наследственная (генотипическая) и 2) модификационная (под влиянием внешней среды).

Генотипическая изменчивость

Этот тип изменчивости затрагивает генотип организмов и осуществляется с помощью мутаций (мутационная изменчивость) или возникает при половом размножении (комбинативная изменчивость).

Геномные мутации

Этот тип мутаций затрагивает разом весь геном организма. Связан он с изменением числа хромосом, которое может происходить несколькими путями. Структура гомологичных хромосом при этом не меняется.

Еще одним важным фактором эволюции, вызывающим изменение генетического равновесия в составе популяций, являются миграции. Они активно меняют соотношение частот аллелей и генотипов в составе генофонда популяции. Чем выше интенсивность миграций и чем больше разница в частотах встречаемости аллельных генов, тем большее влияние они оказывают на генетическое равновесие в популяциях.

Эволюционное значение миграций состоит в том, что они выполняют две важнейшие функции в природе: 1) способствуют объединению видов как целостных систем, обеспечивая регулярные или периодические контакты между отдельными его популяциями; 2) способствуют проникновению видов в новые места обитания (в этом случае может возникнуть обособленность дальних популяций от основного вида).

65. Главные направления эволюции: ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Биогенетический закон развития. Биологический прогресс и биологический регресс.

Ароморфозом (или арогенезом) называют крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и функций организмов и позволяющие последним занимать принципиально новые местообитания или существенным образом повышающие конкурентную способность организмов в существующих местообитаниях. Ароморфозы позволяют переходить в новые среды обитания (то есть выходить в новые адаптационные зоны). Поэтому ароморфозы — сравнительно редкие явления в живом мире и носят принципиальный характер, оказывая большое влияние на дальнейшую эволюцию организмов.

Адаптационным уровнем или адаптивной зоной называется определенный тип местообитаний с характерными для него экологическими условиями или комплекс определенных адаптаций, свойственный той или иной группе организмов (общие условия жизни или сходные способы усвоения каких-то жизненно важных ресурсов). Например, адаптивной зоной птиц является освоение воздушного пространства, обеспечившее им защиту от многих хищников, новые способы охоты за летающими насекомыми (где у них нет конкурентов), быстрое передвижение в пространстве, возможности преодоления крупных препятствий, недоступных для других животных (реки, моря, горы и т. п.), способность к дальним миграциям (перелеты) и т. п. Поэтому полет является крупным эволюционным приобретением (ароморфозом).

Наиболее яркими примерами ароморфозов могут служить многоклеточность и появление полового способа размножения. Многоклеточность способствовала появлению и специализации тканей, привела к усложнению морфологии и анатомии многих групп организмов, как растений, так и животных. Половое размножение существенно расширило адаптационные способности организмов (комбинативная изменчивость).

Ароморфозы обеспечили животным более эффективные способы питания и повысили эффективность обмена веществ — например, появление челюстей у животных позволило перейти от пассивного питания к активному; освобождение пищеварительного канала от кожно-мускульного мешка и появление в нем выводного отверстия принципиально улучшило эффективность усвоения пищи за счет специализации разных его отделов (появление желудка, отделов кишки, пищеварительных желез, быстрый вывод ненужных продуктов). Это существенно повысило возможности выживания организмов даже в местах с малым содержанием питательных ресурсов.

Крупнейшим ароморфозом в эволюции животных стала теплокровность, резко активировавшая интенсивность и эффективность обмена веществ у организмов и повысившая их выживаемость в местообитаниях с низкой или резко меняющейся температурой.

В качестве примеров ароморфозов в животном мире можно вспомнить также образование внутренней полости организмов (первичной и вторичной), появление скелета (внутреннего или внешнего), развитие нервной системы и особенно усложнение строения и функций головного мозга (появление сложных рефлексов, обучаемости, мышления, второй сигнальной системы у человека и т. д.) и многие другие примеры.

У растений крупными ароморфозами являются: появление проводящей системы, связавшей разные части растения в единое целое; образование побега — жизненно важного органа, обеспечившего растениям все стороны жизнедеятельности и воспроизводства; формирование семени — органа воспроизводства, возникающего половым путем, развитие и созревание которого обеспечивается ресурсами всего материнского организма (дерева, кустарника или иной жизненной формы растений) и который имеет хорошо защищенный тканями семени зародыш (голосеменные и покрытосеменные растения); появление цветка, повысившего эффективность опыления, уменьшившего зависимость опыления и оплодотворения от воды и обеспечившего защиту яйцеклетки.

У бактерий ароморфозом можно считать появление автотрофного способа питания), позволившего им занять новую адаптационную зону — местообитания, полностью лишенные органических источников питания или имеющие дефицит таковых. У бактерий и грибов к ароморфозам можно отнести способность образовывать те или иные биологически активные соединения (антибиотики, токсины, ростовые вещества и т. п.), существенно повышающие их конкурентную способность.

Арогенез может происходить и на межвидовом (или биоценотическом) уровне при взаимодействии организмов разного систематического положения. Например, появление перекрестного опыления и привлечение для этого насекомых и птиц можно рассматривать как ароморфоз. Крупными биоценотическими ароморфозами являются: формирование микориз (симбиоз грибов и корней растений) и лишайников (объединение грибов и водорослей). Эти типы ассоциаций позволили симбионтам обитать в таких местах, где порознь они никогда бы не поселились (на бедных почвах, на скалах и т. п.). Особенно знаменателен союз грибов и водорослей, приведший к появлению новой симбиотической формы жизни — лишайников, которые морфологически очень похожи на единый организм, напоминающий растения. Крупнейшим ароморфозом этого типа является эукариотическая клетка,, состоящая из разных организмов (прокариот), полностью потерявших свою индивидуальность и превратившихся в органеллы. Эукариотическая клетка обладает более активным и экономичным обменом веществ по сравнению с прокариотической и обеспечила появление и эволюцию царств грибов, растений и животных.

Ароморфозы — это крупные события в эволюции органического мира, и они сохраняются в популяциях и в дальнейшем развитии приводят к появлению новых крупных групп организмов и таксонов высокого ранга — порядков (отрядов), классов, типов (отделов).

Предполагается, что ароморфоз наиболее вероятен у исходно примитивных или мало специализированных форм организмов, так как они легче переносят изменения окружающей среды и им проще освоиться в новых средах обитания. Специализированные формы, приспособленные к определенным, часто достаточно узко ограниченным условиям жизни, обычно погибают при резком изменении таких условий. Именно поэтому в природе, наряду с высокоорганизованными и специализированными формами жизни, сосуществует большое число сравнительно примитивных организмов (бактерий, грибов, беспозвоночных и прочих), прекрасно адаптировавшихся в новых условиях и очень устойчивых. Такова логика эволюционного процесса.

Общая дегенерация, или катагенез

Это форма эволюционного процесса, приводящая к упрощению организации в связи с переходом организмов к паразитизму или сидячему образу жизни. При этом может происходить упрощение или исчезновение ряда органов и тканей, связанных с новым образом жизни. Но сама группа организмов, вступивших на этот путь, может процветать в новых условиях, избежав контакта со своими главными конкурентами. Поэтому дегенерацию не следует путать с регрессом (см. соответствующий раздел).

Примером дегенерации может служить переход многих организмов к паразитизму. Это защитная реакция, происходящая в условиях жесткой борьбы за существование в природе и распространенная широко у грибов, паразитических червей, бактерий и ряда других организмов. Приспособившись к паразитизму, эти организмы занимают новую адаптационную зону, лишенную их конкурентов, не способных жить в другом организме (то есть уходят под защиту своих хозяев). Это существенно сокращает для паразитов круг их взаимодействий как с другими организмами, так и с абиотическими факторами среды, а также упрощает способы добывания пищи. Вследствие этих явлений у паразитов появляется новое качество — устойчивость к внутренней среде хозяина и его защитным механизмам, но теряются (дегенерируют) многие старые признаки, ставшие не нужными в новых условиях. Грибы и бактерии, например, утрачивают многие свои ферменты и антибиотики или токсины, которые обеспечивали им выживание и питание при сапротрофном существовании. Паразитические черви теряют органы зрения, а в ряде случаев и органы пищеварения (например, цепни из типа плоских червей), переходя к осмотрофному способу питания (всасывание через наружные покровы тела). У паразитических растений нередко теряется способность к фотосинтезу и исчезают фотосинтетические пигменты и даже листья, а корни начинают выполнять функции присосок.

Перейдя к паразитическому способу существования и избавившись от конкурентов, такие организмы часто становятся многочисленными и процветающими группами, вызывая частые эпидемии на обширных территориях.

Мы рассмотрели дегенерацию на примере паразитизма. Но эти явления можно наблюдать и при многих других изменениях условий жизни — переходе от активного к оседлому образу жизни, обитании в экстремальных условиях и "т.п. Вспомните исчезновение листьев и превращение их в колючки у кактусов, живущих в пустынях; утрату зрения у животных, обитающих под землей или в темных пещерах, потерю способности к полету у ряда птиц и вызванную этим утрату киля, редукцию задних конечностей у китообразных и т. п.

Идиоадаптации, или аллогенез

Это конкретные адаптации к определенным специфическим условиям обитания, образующимся в пределах одной и той же адаптационной зоны. Идиоадаптации проявляются как при арогенезе, так и при дегенерации. Это частные приспособления, не меняющие существенно уровня организации организмов, достигнутого в процессе эволюции, но заметно облегчающие их выживание именно в данных местообитаниях.

Например, если цветок мы можем рассматривать как крупнейший ароморфоз в эволюции растительного мира, то формы и размеры цветка определяются уже теми реальными условиями, в которых существуют те или иные виды растений, или их систематическим положением.

То же касается, например, птиц. Крыло — это ароморфоз. Форма крыльев, способы полета (парящий, маховотолчковый) — серия идиоадаптаций, не меняющая принципиально морфологической или анатомической организации птиц. К идиоадаптациям можно отнести покровительственную окраску, широко распространенную в мире животных. Поэтому идиоадаптации нередко рассматривают как признаки низших таксономических категорий — подвидов, видов, реже родов или семейств.

Биогенетический закон: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом (филогенез).

Яркий пример выполнения биогенетического закона — развитие лягушки, включающее в себя стадию головастика, который по своему строению гораздо больше похож на рыб, чем на земноводных:

У головастика, как и у низших рыб и рыбьих мальков, основой скелета служит хорда, только впоследствии в туловищной части обрастающая хрящевыми позвонками. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают хорошо развитые хрящевые дуги; дыхание жаберное. Кровеносная система также построена по рыбьему типу: предсердие ещё не разделилось на правую и левую половины, кровь в сердце поступает только венозная, а оттуда через артериальный ствол идёт к жабрам. Если бы развитие головастика остановилось на этой стадии и не шло дальше, мы должны были бы без всяких колебаний отнести такое животное к надклассу рыб.

Биологический прогресс характеризуется следующими признаками:

1) Увеличение численности особей;

2) Расширение ареала распространения;

3) Усилением дифференциации прежней группы на новые (виды, подвиды);

Биологический регресс противоположен прогрессу и характеризуется:

1) Уменьшением численности особей;

2) Сокращением ареала распространения;

3) Уменьшением числа систематических группировок;

66. Основные результаты эволюции. Происхождение человека. Влияние человека на эволюцию живых организмов.

Главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их организации. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Дарвин приводит множество доказательств повышения приспособленности организмов к условиям среды, обусловленной естественным отбором. Это, например, широкое распространение среди животных покровительственной окраски, делающей их менее заметными в местах обитания: ночные бабочки имеют окраску тела, соответствующую поверхности, на которой они проводят день; самки открыто гнездящихся птиц (глухарь, тетерев, рябчик) имеют окраску оперения, почти не отличимую от окружающего фона и т. д. Многие животные, имеющие специальные защитные приспособления от поедания их другими животными, имеют, кроме того, предупреждающую окраску (например, ядовитые или несъедобные виды). У некоторых животных распространена угрожающая окраска в виде ярких отпугивающих пятен (например, у хомяка брюшко имеет яркую окраску). У многих из них имеются иглы, колючки, хитиновый покров, панцирь, раковина, чешуя и т. п. У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добыванием пищи, и т. д.). Среди растений широко распространены самые разнообразные приспособления к перекрестному опылению, рассеиванию плодов и семян. Все эти приспособления могли появиться лишь в результате естественного отбора, обеспечивая существование вида в определенных условиях. Вместе с тем Дарвин отмечает, что приспособленность организмов к среде обитания (их целесообразность), наряду с совершенством, носит относительный характер. Это означает, что при изменении условий полезные признаки могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, у водных растений, поглощающих воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, слабо развита корневая система, но хорошо развиты поверхность побега и воздухоносная ткань — аэренхима, образованная системой межклетников, пронизывающих все тело растения. Это увеличивает поверхность соприкосновения с окружающей средой, обеспечивая лучший газообмен, и позволяет растениям полнее использовать свет и поглощать углекислый газ. Но при пересыхании водоема такие растения очень быстро погибнут. Все их приспособительные признаки, обеспечивающие их процветание в водной среде, оказываются бесполезными вне ее. Другой важный результат эволюции — нарастание многообразия видов естественных групп, т. е. систематическая дифференцировка видов. Общее нарастание многообразия органических форм весьма усложняет те взаимоотношения, которые возникают между организмами в природе. Поэтому в ходе исторического развития наибольшее преимущество получают, как правило, высокоорганизованные формы, в результате чего осуществляется поступательное развитие органического мира на Земле от низших форм к высшим. Вместе с тем, констатируя факт прогрессивной эволюции, Дарвин не отрицает морфофизиологического регресса (т. е. эволюции форм, приспособление которых к условиям среды идет через упрощение организации), а также такого направления эволюции, которое не вызывает ни усложнения, ни упрощения организации живых форм. Сочетание различных направлений эволюции приводит к одновременному существованию форм, различающихся по уровню организации. Ч.Дарвин. известен также тем, что предложил гипотезу происхождения человека путем эволюции из обезьян, описанную в своей книге. Здесь он собрал: 1) анатомические, 2) эмбриональные, 2) археологические доказательства сходства человека, указывающие на его происхождение от обезьян. Сходство с обезьянами:1) одинаковое анатомическое строение организмов ;2) наличие молочных желез;3) 9 месячная беременность и внутриутробное развитие плода;4)общие болезни; 5) сходство волосяного покрова;6)4-х камерное сердце;7)одинаковые стадии эмбрионального развития: оплодотворение- бластула(1 слойное деление)—гаструла(образование3 слоев клеток и формирование из них: 1) хорды(наружн.), 2) нервной трубки(средн.слой), 3) кишечной трубки(внутренний слой). Различия:1. у человека больше масса мозга в2-2,5 раза; 2. сильно развиты большие полушария; 3. наличие речи; 4. Прямохождение; 5. противопоставление большого пальца руки. Археологические предки человека: 1. насекомоядные млекопитающие– лемуры, существовавшие в конце неогена 2. от них произошли древесные обезьяны– парапитеки – 35 млн.лет назад 3. от этих животных отпочковалась ветвь, ведущая к человекообразным обезьянам 4. 15 млн. лет назад среди них выделилась группа полудревесных/полуназемных обезьян- дриопитеков, от которых произошли человекообразные обезьяны: гориллы, шимпанзе, предок человека. 5. 5 млн лет назад в безлесных степях Африки(Австралии) появились высокоразвитые обезьяны–австралопитеки(Н= 130-150 см; М=36-55 кг; У мозга= 550 см3; Полувыпримление позволило высвободить руки и использовать их для защиты; Изготавливать орудия труда не умели; Питались мясной пищей(мощные челюсти, брови, зубы); 6. 1 – 3 млн лет назад появились первые примитивные люди(У мозга= 800 см3; Умели изготавливать орудия труда(этим отличались от других животных); 7. Древнейшие люди– 1млн– 500тыс лет назад– питекантроп (найденные на о.Ява в1891 г)- человек прямоходящий(низкий скошенный лоб массивные челюсти Умозга– до900 см3 Изготавливал орудия лучше, чем человек умелый;Прямохождение; Зачатки речи; Жил в пещерах, вел стадный образ жизни); 8. 600 – 400 тыс. лет– синантроп(Китай)(У мозга= 1200 см3; Научился использовать огонь; Изготавливал орудия из камня и дерева); 9. Древние люди: Неандертальцы(Азия, Африка, Европа) 200-100тыс. лет назад(У мозга–до1500 см3;Жил в период оледенения в пещерах, умел добывать и поддерживать огонь; Изготавливал каменные, костяные. Деревянные орудия труда; Разделение труда: М- охота, Ж– растениеводство, хозяйство.; Появилась речь); 10. Современные люди. Кроманьонцы. 50 тыс.лет назад(Н= 180 см У мозга= 1600 см3 Высокий лоб Строили жилье Шили одежду Приручали животных, выращивали растения Зачатки религии, культуры(наскальные рисунки). Наряду с биологическими закономерностями формирования человека важны также и социальные аспектры, на которые обратил внимание Энгельс. Энгельс отметил следующие стадии развития человека:1. предки, жившие в лесах с изменением климата вынуждены были выходить на равнину; 2. для обеспечения безопасности они вынуждены были часто становиться на задние конечности, освобождая передние конечности; 3. высвободившиеся конечности они стали использовать для изготовления первичных орудий труда; 4. в процессе изготовления орудий совершенствовался мозг и руки(оттопыренный большой палец); 5. стадный образ жизни привел к развитию речи; 6. трудовая деятельность: охота, ловля рыбы, земледелие, скотоводство– способствовали устранению зависимости от природы; 7. добыча огня способствовала совершенствованию питания; 8. ослабление биологических факторов и усиление роли социальных факторов в развитии человека; 9. передача по наследству знаний, умений, духовных ценностей

67. Макро- и микроэволюция органического мира. Законы наследственности и изменчивости организмов.

Существуют многочисленные доказательства эволюции органического мира Земли, которые одновременно являются и методами изучения эволюции. К классическим доказательствам эволюции относятся палеонтологические, сравнительно-анатомические и сравнительно-эмбриологические. 1. Палеонтологические. Ранее существовавшие организмы оставляют после себя различные формы ископаемых остатков: окаменелости, отпечатки, скелеты, следы деятельности. По этим остаткам можно проследить изменение групп организмов во времени. Реконструированы филогенетические ряды лошадиных, хоботных, некоторых моллюсков. Обнаружено множество переходных форм между современными группами организмов. Однако из-за неполноты палеонтологической летописи не всегда удается реконструировать ход эволюции. 2. Сравнительно-морфологические. Системы органов современных организмов образуют ряд последовательных изменений. Например, на современных организмах можно проследить судьбу отдельных костей мозгового и висцерального черепа. К сравнительно-морфологическим доказательствам близки сравнительно-биохимические. Например, на современных организмах можно проследить изменение структуры гемоглобина. Однако в этих рядах имеются и пробелы, поскольку далеко не все переходные формы дожили до нашего времени. 3. Сравнительно-эмбриологические. В ходе эмбрионального развития у зародышей часто наблюдаются черты сходства с зародышами предковых форм. Например, у всех позвоночных на ранних стадиях развития появляются внутренние жабры (или их зачатки – жаберные карманы). На основании закона зародышевого сходства был сформулирован биогенетический закон Мюллера–Геккеля, который в краткой формулировке гласит: «Онтогенез (индивидуальное развитие) есть быстрое и краткое повторение филогенеза (исторического развития)». С целью разграничения механизмов адаптациогенеза и формирования высших таксонов Юрий Александрович Филипченко (1927) ввел термины «микроэволюция» и «макроэволюция». Микроэволюцией называется совокупность эволюционных процессов внутри видов. Сущность микроэволюционных преобразований составляет изменение генетической структуры популяций. В результате действия элементарных эволюционных факторов появляются новые аллели, а в результате действия отбора формируются новые адаптации. При этом происходит замещение одного аллеля другим аллелем, одного изотипа белка (фермента) другим изотипом. Популяции являются открытыми генетическими системами. Поэтому на микроэволюционном уровне происходит латеральный перенос генов – обмен генетической информацией между популяциями. Это означает, что адаптивный признак, возникший в одной популяции, может перейти в другую популяцию. Следовательно, микроэволюцию можно рассматривать как эволюцию открытых генетических систем, способных обмениваться генетическим материалом. Макроэволюция – это совокупность эволюционных преобразований, протекающих на уровне надвидовых таксонов. Надвидовыетаксоны (роды, семейства, отряды, классы) – это закрытые генетические системы. Перенос генов от одной закрытой системы к другой невозможен или маловероятен. Таким образом, адаптивный признак, возникший в одном закрытом таксоне, не может перейти в другой закрытый таксон. Поэтому в ходе макроэволюции возникают значительные различия между группами организмов. Следовательно, макроэволюцию можно рассматривать как эволюцию закрытых генетических систем, которые не способны обмениваться генами в естественных условиях. Таким образом, учение о макроэволюции включает, с одной стороны, учение о родственных отношениях таксонов, а с другой стороны, учение об эволюционных (филогенетических) преобразованиях признаков этих таксонов. Сторонники СТЭ считают, что «поскольку эволюция – это изменение генетического состава популяций, механизмы эволюции представляют собой проблемы популяционной генетики» (Добжанский, 1937). Тогда крупные морфологические изменения, наблюдаемые на протяжении эволюционной истории, можно объяснить накоплением небольших генетических изменений. Таким образом, «микроэволюция дает макроэволюцию». Связь между микроэволюцией и макроэволюцией отражена в законе гомологических рядов. Н.И. Вавилов создал учение о виде как системе. В этой теории вида внутривидовая изменчивость полностью отделена от таксономических различий. Однако противники СТЭ считают, что синтетическая теория эволюции объясняет выживание наиболее приспособленных, но не их появление. Например, Рихард Гольдшмидт («Материальные основы эволюции», 1940) считает, что накоплением и отбором мелких мутаций нельзя объяснить появление следующих признаков:

– чередование поколений у самых разнообразных организмов;

– появление раковины моллюсков;

– появление шерстного покрова млекопитающих и перьев у птиц;

– появление сегментации у членистоногих и позвоночных;

– преобразования дуг аорты у позвоночных (вместе с мышцами, нервами и жаберными щелями);

– появление зубов позвоночных;

– появление сложных глаз у членистоногих и позвоночных.

Появление этих признаков может быть обусловлено макромутациями в генах, отвечающих не за структуру ферментов, а зарегуляцию развития. Тогда макроэволюция представляет собой самостоятельное явление, не связанное с микроэволюцией. Такой подход устраивает противников дарвинизма, которые признают естественнонаучную основу микроэволюции, но отрицают естественнонаучную основу макроэволюции. Было замечено, что при размножении организмов из поколения в поколение передается комплекс признаков и свойств, присущих конкретному виду (проявление наследственности). Однако столь же очевидно и то, что между особями одного вида существуют некоторые различия (проявление изменчивости). Основные понятия современной генетики. Наследственностью называется свойство организмов повторять в ряду поколений комплекс признаков (особенности внешнего строения, физиологии, химического состава, характера обмена веществ, индивидуального развития и т. д.). Изменчивость — явление, противоположное наследственности. Она заключается в изменении комбинаций признаков или появлении совершенно новых признаков у особей данного вида. Благодаря наследственности обеспечивается сохранение видов на протяжении значительных промежутков (до сотен миллионов лет) времени. Однако условия окружающей среды меняются (иногда существенно) с течением времени, и в таких случаях изменчивость, приводящая к разнообразию особей внутри вида, обеспечивает его выживание. Какие-то из особей оказываются более приспособленными к новым условиям, это и позволяет им выжить. Кроме того, изменчивость позволяет видам расширять границы своего местообитания, осваивать новые территории. Сочетание двух указанных свойств тесно связано с процессом эволюции. Новые признаки организмов появляются в результате изменчивости, а благодаря наследственности они сохраняются в последующих поколениях. Накапливание множества новых признаков приводит к возникновению других видов Виды изменчивости. Различают наследственную и ненаследственную изменчивость. Наследственная (генотипическая) изменчивость связана с изменением самого генетического материала. Ненаследственная (фенотипическая, модификационная) изменчивость — это способность организмов изменять свой фенотип под влиянием различных факторов. Причиной модификационной изменчивости являются изменения внешней среды обитания организма или его внутренней среды. Комбинативная изменчивость Связана с новым сочетанием неизменных генов родителей в генотипах потомства. Факторы комбинативной изменчивости: 1.Независимое и случайное расхождение гомологичных хромосом в анафазе I мейоза. 2.Кроссинговер. 3.Случайное сочетание гамет при оплодотворении. 4.Случайный подбор родительских организмов. Мутации Это редкие, случайно возникшие стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном, целые хромосомы, части хромосом или отдельные гены. Они возникают под действием мутагенных факторов физического, химического или биологического происхождения. Мутации бывают: 1)  спонтанные и индуцированные; 2)  вредные, полезные и нейтральные; 3)  соматические и генеративные; 4)  генные, хромосомные и геномные. Спонтанные мутации — это мутации, возникшие ненаправленно, под действием неизвестного мутагена. Индуцированные мутации — это мутации, вызванные искусственно действием известного мутагена. Хромосомные мутации — это изменения структуры хромосом в процессе клеточного деления. Различают следующие виды хромосомных мутаций: 1.Дупликация — удвоение участка хромосомы за счет неравного кроссинговера. 2.Делеция — потеря участка хромосомы. 3.Инверсия — поворот участка хромосомы на 180°. 4.Транслокация — перемещение участка хромосомы на другую хромосому. Геномные мутации — это изменение числа хромосом. Виды геномных мутаций. 1.Полиплоидия — изменение числа гаплоидных наборов хромосом в кариотипе. Под кариотипом понимают число, форму и количество хромосом, характерные для данного вида. Различают нуллисомию (отсутствие двух гомологичных хромосом), моносомию (отсутствие одной из гомологичных хромосом) и полисомию (наличие двух и более лишних хромосом). 2.Гетероплоидия — изменение числа отдельных хромосом в кариотипе.

68. Биоценозно-биосферный уровень организации живых организмов. Биосфера, ее строение, движущие силы и закономерности развития.

Понятие Биосфера- сфера жизни. Это понятие ввел в науку Э.Зюсс в1875 г. Понятие биосферы было пересмотрено Вернадским, который рассматривал под биосферой, неразрывное единство живой и неживой природы. ЮНЕСКО- такжерассматривает биосферу с биогеохимической точки зрения Вернадского. Границы биосферы. Верхняя граница- 15-20 км(тропосфера, нижняя часть стратосферы) Нижняя граница- 11 км Видовой состав биосферы На Земле проживало около10 млн. видов живых организмов, в настоящее время, осталось около2-4 млн. Особенно много видов исчезло за последние столетия. Состав видов: 1 –2,5 млн.видов- животные, 0,5 млн. видов- растения, 0.5 млн. видов микроорганизмов. Из животных- 81% - членистоногие, 9% - молюски, 4% - позвоночные животные. Из растений- 50% -покрытосемянные, 90% растений и животных живут на суше. Основная часть биомассы- зеленые растения, способные к фотосинтезу. Нефотосинтезирующие организмы- 1% биомассы. Источники энергии 1. Солнечная энергия- 99% = 5*10(20)ккал; 2. Тепловая энергия Земли, ветер- 1%. На синтез органических в-в расходуется0,1-0,2% солнечной энергии. Суммарная биомасса, продуцируемая Землей в год- 2,42*10(12) т сухого вещества/год, из них99% биомассы- на континентах. Экология и жизнь, 1, 2005, С.42 биологическое преобразование солнечной энергии. Падает на поверхность 3.10(24) Дж/год(100%). Запасается в фотосинтезе 3.10(21) (0,1%). Используется в пищу 1,5*10(19) (0,0005%). Энергозатраты человечества 3*10(20) (0,01%) Организация биосферы. Биосфера состоит из относительно самостоятельных природных комплексов – экосистем - биогеоценозов. То есть, все живые организмы распределены по Земле неравномерно, а отдельными сообществами. Ноосфера - сфера разумной деятельности человека. Биосфера - сфера живой и неживой природы на Земле. Экосистемы –биогеоценозы - сообщества видов и природная среда, в которой они проживают. Биоценозы - сообщества видов. Виды. Популяции. Особи

69. Многообразие животного и растительного мира. Взаимосвязь и взаимоотношения между живыми организмами и окружающей средой. Биологический метод анализа состояния окружающей среды.

На Земле разные растения живут не изолированно друг от друга, а совместно, образуя группировки, иногда большие заросли. Вместе могут расти не любые растения, а только определенные виды в определенных сочетаниях, образуя растительные сообщества, или фитоценозы. Наука, которая изучает связи организмов между собой и с окружающей средой, называется экологией. Все, что окружает растение и влияет на него, составляет среду его обитания. Все явления, влияющие на растение, его рост и развитие, называют экологическими факторами. Экологические факторы неживой природы, какими являются вода, воздух, температура, свет, почва и другие, называют абиотическими. Одним из необходимейших экологических факторов является свет. Без него не может происходить фотосинтез. От солнца зависит не только интенсивность света, используемого при фотосинтезе, но и температура среды. По отношению к свету растения подразделяют на три основные группы: светолюбивые (сосна, дуб, подснежник), тенелюбивые (копытень, вороний глаз) и теневыносливые (ель, граб, липа, черемуха и др.). Для нормального роста и развития многих растений немаловажное значение имеет соотношение продолжительности дня и ночи. В связи с этим различают растения короткого дня, длинного дня и нейтральные. Растения северных широт являются обычно растениями длинного дня, а тропиков и субтропиков — короткого дня или нейтральными. Климат зависит главным образом от Солнца. Вблизи экватора солнечные лучи падают на Землю почти вертикально, и поэтому тропические растения получают гораздо больше солнечной энергии, чем за его пределами. Вследствие наклона земной оси, но внетропических областях погода в разное время года бывает различной, тогда как в тропиках сезонные изменения длины дня и температуры незначительны. Поскольку тропические области круглый год получают почти вертикальные солнечные лучи, для них характерна довольно высокая постоянная температура. Здесь произрастают теплолюбивые растения. В других областях земного шара температура воздуха колеблется в зависимости от количества солнечного света и его интенсивности в разное время года. Здесь произрастают холодостойкие растения. Важным абиотическим фактором является влажность, частично зависящая от количества солнечного света и температуры. Вода регулирует распределение растений не только по всему земному шару, но и в пределах территорий с одинаковым климатом. Различные растения нуждаются в неодинаковом количестве воды. Есть влаголюбивые растения и засухоустойчивые. Влаголюбивые произрастают в тропиках, где больше всего выпадает осадков (от 2 000 до 12 000 мм). Обитатели степей и пустынь имеют сильно развитую корневую систему и видоизмененные листья-колючки. Еще один фактор, оказывающий влияние на распределение организмов, — это почва. Она образуется в результате разрушения подстилочной материнской породы с добавлением разрушающихся отмерших частей организмов: растений и животных.Биотические факторы — вторая группа экологических факторов, влияющих на рост и развитие растений.Биотические факторы связаны с совместным обитанием и взаимным влиянием растений и животных друг на друга. В частности, влияния грибов, бактерий, вирусов и животных. Это влияние может быть положительным и отрицательным. К положительным влияниям относятся сожительство корней растений с клубеньковыми бактериями и грибами. В результате сожительства водорослей и грибов возникли новые организмы — лишайники. Такое сожительство называют симбиозом. Животным принадлежит важная роль в опылении и распространении растений. Растения являются первым звеном в цепи питания, основой совместной жизни всех живых существ на определенной территории, то есть ценозов. В ценозах нередко возникает борьба за свет, влагу и какой-либо другой фактор. Такие отношения между организмами называют конкуренцией. К отрицательным биотическим факторам относится влияние на растения бактерий, вирусов, грибов, вызывающих те или иные заболевания растений. Выпас скота на степных участках, в саваннах приводит к необратимым отрицательным изменениям и даже к уничтожению определенных участков. Антропогенный фактор — это влияние деятельности человека на растения. Оно может быть отрицательным: выпас домашних животных, вырубка лесов, загрязнение воды, воздуха и почвы отходами предприятий, внесение в чрезмерных количествах гербицидов, испытания ядерного оружия и др. Положительное влияние человека — это интродукция, то есть переселение отдельных видов растений за пределы привычного существования. Каждый из экологических факторов незаменим. Недостаток тепла нельзя заменить обилием света, минеральные вещества, необходимые для питания растений, — водой. Действие любого фактора определяется точками минимума и максимума, за пределами которых жизнь организма становится невозможной. Границы, за которыми существование организмов невозможно, называют нижним и верхним пределом выносливости. Условия, наилучшие для жизни растений, называют оптимальными. Как отмечалось выше, вследствие взаимосвязей живой природы (живые организмы) и неживой (среда), возникающих на определенной территории, формируются ценозы. Растительные сообщества, или фитоценозы — закономерное сочетание растений, произрастающих совместно на однородном участке земной поверхности. Каждое растительное сообщество характеризуется определенной структурой и определенными взаимоотношениями растений, как между собой, так и с внешней средой. Характерные свойства растительного сообщества определяются по его признакам, таким, как видовой состав, набор жизненных форм, количественное соотношение между видами, горизонтальное и вертикальное распределение, характер и объем биомассы, взаимосвязи между растениями, особенности местообитания, ритмика развития н т. д. В растительном сообществе различают количественно преобладающие виды (доминанты) и растения, сильнее других влияющие на среду (эдификаторы), а также сопутствующие им виды. По преобладанию тех или иных видов и жизненных форм все растительные сообщества объединяются в большие группы — типы растительности: лесная,луговая, степная, болотная, пустыни и т. д. В соответствии с преобладанием в растительном покрове сообществ какого-либо типа растительности, каждую территорию относят к определенной растительной зоне. В зависимости от климатических условий различают зоны тундр, хвойных лесов, широколиственных лесов, степей, пустынь, тропиков и т. д. Выделяются и переходные, промежуточные зоны (лесотундра, лесостепь, полупустыня, субтропики и т. д.), а также подзоны и вертикальные пояса в горах. Зональная растительность имеет свои характерные черты, которыми растительные сообщества этой зоны отличаются от фитоценозов других зон. Тундра — зона, в которой преобладают сообщества низкорослых кустарников, кустарничков и трав, а главным образом — мхов и лишайников. Разнообразные приспособления тундровых растений позволяют им переносить сильные морозы. Однако при коротком и холодном лете растения тундры растут очень медленно, корни неглубоко проникают в почву, скованную мерзлотой, вертикальная протяженность сообществ очень мала. Поэтому легко разрушаемая растительность тундры требует особо бережного отношения. Леса объединяют сообщества с преобладанием древесных растений. Северную часть лесной зоны образуют хвойные леса (тайга), где доминируют ель, сосна, пихта, кедр, лиственница. К югу тайга постепенно переходит в смешанные, а затем в лиственные леса, где преобладают лиственные древесные породы (береза, дуб, липа, клеи, ясень, осина и др.). Лесные фитоценозы имеют большую биомассу, сложную структуру, обладают сильным воздействием на среду. Хорошо известна водоохранная роль лесных фитоценозов. Леса — важнейший источник древесины и другого сырья для народного хозяйства, а также ценных продуктов питания (грибов, ягод и т. д.). В то же время лес — это среда обитания множества зверей, птиц и насекомых. Охрана лесов имеет огромное значение в жизни человека. Степи — обширные безлесные пространства, покрытые многолетними травами, растущими на черноземных почвах. Степи различают: ковыльные (южные) и разнотравные (северные). В степных фитоценозах доминируют злаки, луковичные растения, эфемеры (растения, развивающиеся только в очень короткий период, чаще всего весной). Характерная особенность стенных сообществ — приспособление к летнему засушливому периоду: развитие растений в основном происходит весной. В настоящее время степные фитоценозы сохранились лишь в заповедниках, остальная территория вовлечена в сельскохозяйственное производство — агроценозы (искусственно созданные человеком фитоценозы). Пустыни имеют растительность с очень бедным растительным покровом, состоящим из полыни, солянок, саксаула и других засухоустойчивых растений. Различают глинистые, солончаковые, каменистые и песчаные пустыни. Для растений пустынь характерны приспособления, позволяющие им экономно расходовать влагу (колючки, одревесневшие стебли, глубоко проникающие корпи). В пустынях много эфемеров, развивающихся только в короткий период весны. Орошение пустынь позволяет выращивать там многие ценные культуры (хлопчатник, виноград, пшеницу). Луга встречаются в любой зоне. Луговые сообщества состоят из многолетних корневищных злаков, бобовых, многочисленных видов разнотравья, приспособленных к умеренному увлажнению. Различают луга пойменные (по долинам рек), суходольные (материковые) и высокогорные (альпийские). Луга используют для сенокошения и для выпаса скота. Болота также не зональны. Они развиваются при избыточном увлажнении. Различают болота верховые, в которых произрастают преимущественно сфагновые мхи, и низинные, в которых доминируют осоки. Болотные растения имеют специфические особенности, позволяющие им жить на бедных, холодных и переувлажненных почвах. Водные сообщества пресных внутренних водоемов и морских шельфов включают растения, имеющие многочисленные приспособления для жизни в воде. На разных глубинах развиваются разные сообщества, например прибрежные заросли тростника, затем — кувшинки, рдесты, роголистники, еще глубже — сообщества водорослей и т. д. Искусственные сообщества, или агрофитоценозы — неустойчивые, чаше всего маловидовые растительные сообщества, создаваемые человеком, главным образом, сельскохозяйственные угодья (поля, сады, огороды и т. д.). Они могут существовать только при постоянной заботе о них, в противном случае их постепенно заменяют естественные сообщества. По вертикали растительное сообщество расчленяется на ярусы, которые особо отчетливо проявляются в лесных фитоценозах. Здесь верхний ярус (полог) образуют кроны самых высоких деревьев; второй ярус (подрост) — более низкие деревья; третий ярус (подлесок) — кустарники; четвертый ярус составляют травы и кустарники: в пятом, напочвенном, располагаются мхи, лишайники, грибы. Ярусами расположены и подземные органы растений.

Кроме растений, в любом растительном сообществе обитают различные животные: насекомые, птицы, звери. Если это лес, то в нем могут жить лоси, косули, волки, медведи, лисицы, зайцы, различные грызуны, птицы и насекомые. Такая совокупность растений и животных называется биоценозом. Лес произрастает на почве, в которой находятся корни растений, живут бактерии, черви, грибы и т. д. Совокупность живой и неживой природы образует биогеоценоз (от греч. «биос» — жизнь, «гео» — земля и «коинос» — общий). Биогеоценозы называют еще экосистемами. Слово «система» подчеркивает, что связи живого и неживого образуют системы. Системы всегда характеризуются определенным постоянством, или равновесием. Нарушение равновесия ведет к разрушению экосистемы. Экосистемы объединяются в биомы, а биомы образуют биосферу Земли. Таким образом, биосфера — это живая оболочка планеты, пространство, в котором возможна жизнь. Неразумное вмешательство человека в жизнь экосистем нарушает в них равновесие, что отрицательно сказывается на жизни. Это очень опасно для биосферы, а следовательно, и для жизни на Земле. Человеку нужно быть осмотрительным и жить так, чтобы не нарушать равновесие биосферы. Использование растений в жизни человека закономерно и необходимо, но это природопользование должно быть рациональным. Биологические методы основаны на том, что для жизнедеятельности - роста, размножения и функционирования живых существ необходима среда строго определенного химического состава. При изменении этого состава, например при исключении из питательной среды какого-либо компонента или введении дополнительного (определяемого) соединения, организм через какое-то время, иногда практически сразу подает соответствующий ответный сигнал. Установление связи характера или интенсивности ответного сигнала организма (называемого индикаторным) с количеством введенного в среду или исключенного из среды компонента служит для его обнаружения или определения. Аналитическими индикаторами в биологических методах являются различные живые организмы, их органы и ткани, физиологические функции, биохимические реакции и т.д. Для биологических методов характерны своя методика эксперимента, аппаратура и способ регистрации ответного сигнала индикаторного организма .Все вещества по отношению к живым организмам можно условно разделить на: 1) жизненно необходимые, 2) токсичные, 3) физиологически неактивные. Очевидно, только в двух первых случаях можно ожидать сравнительно быструю ответную реакцию организма (аналитический сигнал). Физиологически неактивные вещества могут дать отдаленный результат, или их можно перевести в активное состояние в результате реакций. Диапазон определяемых содержаний, предел обнаружения соединений зависят от физико-химических и биологических факторов: направленности и продолжительности воздействия химического соединения на организм; температуры, рН среды; уровня организации индикаторного организма, его индивидуальных, возрастных, половых особенностей. В роли индикаторного организма могут выступать микроорганизмы, беспозвоночные, позвоночные. Применение этих индикаторных организмов в анализе мы и рассмотрим в статье. При этом следует отметить, что в последние годы все большее внимание ученых привлекают растительные индикаторы. Так, например, по скорости роста, увеличению массы, разветвленности корней растений можно оценить содержание в почве тяжелых металлов (свинца, кадмия).

70. Ноосфера - это сфера взаимодействия человеческого общества с окружающей средой, в процессе которого разумная, сознательная деятельность человека становится определяющим фактором эволюции природы на основе ее целенаправленного преобразования на Земле и в Космосе. Иначе говоря, ноосфера есть высшая стадия развития биосферы.

Изучением проблемы возникновения и развития ноосферы занимался Владимир Иванович Вернадский.

В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих: человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Гармоничная взаимосвязь всех составляющих структуры есть основа устойчивого существования и развития ноосферы.

Техносфера - регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

71. Геномный уровень – вся совокупность генов в функциональном отношении представляет единое целое и образует генотип (геном). Этот уровень обуславливает внутри- и межаллельное взаимодействие генов, а также геномные мутации.

ГЕНОМ ПРОКАРИОТ: Основной чертой молекулярной организации прокариот является отсутствие в их клетках ядра, отгороженного ядерной мембраной от цитоплазмы, если она существует. В отличие от эукариот, геном прокариот построен очень компактно. Количество некодирующих последовательностей нуклеотидов минимально, интроны редки. У прокариот для кодирования белков часто используются две или все три рамки считывания одной и той же последовательности нуклеотидов гена, что повышает кодирующий потенциал их генома без увеличения его размера.

Многие механизмы регуляции экспрессии генов, использующиеся у эукариот, никогда не встречаются у прокариот. Простота строения генома прокариот объясняется их упрощенным жизненным циклом, на протяжении которого прокариотические клетки не претерпевают сложных дифференцировок, связанных с глобальным переключением экспрессии одних групп генов на другие, или тонким изменением уровней их экспрессии, что имеет место в онтогенезе эукариот.

ГЕНОМ ЭУКАРИОТ: В ходе эволюции у эукариот сформировался геном, который существенно отличается от генома прокариот. Геном высших организмов характеризуется таким свойством как избыточность. Содержание ДНК у эукариот в расчете на 1 клетку в Среднем на 2-3 порядка выше, чем у прокариот. Повышение количества ДНК у эукариот связано с усложнением регуляторных процессов в клетках. Другая структурная особенность генома эукариот - это блочный характер организации. Блочность строения проявляется и в структуре индивидуальных генов, которые часто состоят из отделенных друг от друга зон (экзонов), соответствующих отдельным доменам кодируемых ими белков, разделенных некодируемыми последовательностями (интронами). Наличие генов с интронами характерно для эукариот, тогда как в геноме прокариот интронов не обнаружено. Геному эукариот свойственна также способность к перестройкам. Ярким примером геномных перестроек являются процессы перемещения отдельных участков генов, происходящие при формировании генов иммуноглобулинов.

72. Доклеточный уровень организации живых организмов-это прокариотические микроорганизмы.

Микроорганизмы - это организмы, невидимые невооруженным глазом из-за их незначительных размеров.

Согласно современной систематике, микроорганизмы относятся к трем царствам: Vira - к ним относятся вирусы; Eucariotae - к ним относятся простейшие и грибы; Procariotae - к ним относятся истинные бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, актиномицеты. 

Царство прокариот включает в себя отдел цианобактерий и отдел эубактерий, который, в свою очередь, подразделяется на порядки: собственно бактерии; актиномицетов; спирохет; риккетсий; хламидий.

Основные отличия прокариот от эукариот состоят в том, что прокариоты не имеют: 1) морфологически оформленного ядра (нет ядерной мембраны и отсутствует ядрышко), его эквивалентом является нуклеоид, или генофор, представляющий собой замкнутую кольцевую двунитевую молекулу ДНК, прикрепленную в одной точке к цитоплазматической мембране; 2) по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией; 3) сетчатого аппарата Гольджи; эндоплазматической сети; митохондрий. 

Имеется также ряд признаков или органелл, характерных для многих, но не для всех прокариот, которые позволяют отличать их от эукариотов: 1) многочисленные инвагинации цитоплазматической мембраны, которые называются мезосомы, они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении клетки, спорообразовании, и дыхании бактериальной клетки; 2) специфический компонент клеточной стенки - муреин, по химической структуре - это пептидогликан (диаминопиеминовая кислота); 3) плазмиды - автономно реплицирующиеся кольцевидные молекулы двунитевой ДНК с меньшей, чем хромосома бактерий молекулярной массой. Они находятся наряду с нуклеоидом в цитоплазме, хотя могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде.

73. Бактерии, дрожжи, грибы, простейшие, переходные формы микроорганизмов и характеристика их морфологических и физиологических свойств.

Бактерии. Бактерии — одноклеточные, наиболее изученные микроорганизмы размером 0,4-10 мкм. По форме бактерии бывают шаровидные, палочковидные и извитые. Бактерии шаровидной формы называются кокками. В зависимости от размеров и расположения клеток встречаются микрококки (одиночные клетки), диплококки (группа из двух клеток), стрептококки (в виде цепочки клеток), стафилококки (скопления клеток в виде виноградной грозди). Размеры клеток шаровидных бактерий составляют 0,2—2,5 мкм. Палочковидные бактерии встречаются в виде одиночных палочек, а также в виде двойных и соединенных в цепочку. Разнообразием форм клеток отличаются извитые бактерии, которые имеют различные длину и толщину. К ним относятся вибрионы, спириллы, спирохеты. Длина палочковидных и извитых бактерий от 1 до 5 мкм. Размеры и форма бактерий могут изменяться в зависимости от различных факторов внешней среды.  Строение бактериальной клетки. От внешней среды клетка отделена плотной оболочкой — клеточной стенкой. На долю клеточной стенки приходится от 5 до 20 % сухого вещества клетки. Клеточная стенка является каркасом клетки, придает ей определенную форму, предохраняет от неблагоприятных внешних воздействий, участвует в обмене веществ клетки с окружающей средой. Наружный слой оболочки у многих бактерий может ослизняться, образуя защитный покров — капсулу.  Основной частью клетки является цитоплазма — прозрачная , полужидкая вязкая белковая масса, пропитанная клеточным соком. Цитоплазма предохраняет клетку от механических повреждений и высыхания. В цитоплазме находятся запасные питательные вещества (зерна крахмала, капельки жира, гликоген, белок) и другие клеточные структуры. В цитоплазме находятся мембранные структуры — мезосомы. В мезосомах имеются ферменты. В цитоплазме находится ядерный аппарат бактериальной клетки, который называется нуклеоидом. Он представляет собой двойную спираль ДНК в виде замкнутого кольца. У некоторых бактерий имеются жгутики. Жгутики — это тонкие, спирально закрученные нити. С помощью жгутиков некоторые виды бактерий могут активно передвигаться. Шаровидные бактерии (кокки) неподвижны. Подвижны некоторые виды палочковидных бактерий и все извитые. Бактерии могут передвигаться с помощью ресничек. Цитоплазматическая мембрана отделяет от клеточной стенки содержимое клетки. Она полупроницаема и играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой.  В цитоплазме содержатся также рибосомы и различные включения. Рибосомы в цитоплазме представлены в виде мелких гранул. Они состоят примерно наполовину из рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белка. РНК участвует в синтезе белка.  Размножение. Бактерии размножаются бесполым путем, главным образом простым делением клетки на две части.  Размножение происходит при благоприятных условиях. Характерной особенностью размножения бактерий является быстрота протекания процесса. Продолжительность размножения бактерий от 30 минут до нескольких часов.

Названия микроорганизмов состоят из двух латинских слов, первое означает род, второе — вид. Некоторые палочковидные бактерии при неблагоприятных условиях образуют споры (сгущенная цитоплазма, покрытая плотной оболочкой). Споры не нуждаются в питании, не способны размножаться, но сохраняют свою жизнеспособность при высоких температурах, высушивании, замораживании в течение нескольких месяцев (палочка ботулинуса) или даже многих лет (палочка сибирской язвы). Споры погибают при стерилизации (нагревании до 120°С в течение 29 мин). В благоприятных условиях они прорастают в обычную (вегетативную) бактериальную клетку. Спорообразующие бактерии называются бациллами. Грибы. Грибы составляют большую группу организмов, которые выделены в отдельное царство Микота (Mycota). Грибы широко распространены в природе. Грибы являются эукариотами. В царство грибов входят микроскопические мицелиальные грибы (плесневые грибы). Строение. Клетки плесневых грибов имеют форму вытянутых переплетающихся нитей — гифов толщиной 1 — 15 мкм, образующих тело плесени — мицелий (грибницу), состоящий из одной или многих клеток. На поверхности мицелия развиваются плодовые тела, в которых созревают споры. Строение. Клетки микроскопических грибов имеют вытянутую форму и называются гифами. Переплетаясь, нитеобразные гифы образуют тело гриба в виде ваты, пуха и других подобных образований, которое называется грибницей, или мицелием. Мицелий состоит из двух частей: верхней плодоносящей и нижней, которая служит для прикрепления к питательной среде -субстрату — и питания гриба. Грибы видны невооруженным глазом. Клетки мицелия имеют клеточную стенку, которая обладает защитными свойствами. Клеточная стенка также определяет форму клетки. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой находятся ядра, рибосомы, митохондрии и вакуоли. Ядра регулируют процесс обмена веществ, размножение и передачу наследственных признаков. Рибосомы являются центром синтеза белков, а в митохондриях протекают энергетические процессы. Вакуоли — это полости круглой формы, заполненные клеточным соком, где откладываются запасные питательные вещества (гликоген, жир, волютин). Размножение. Микроскопические грибы размножаются в основном двумя способами: бесполым (вегетативно) и половым.  При бесполом размножении формируются споры.  При половом размножении сначала происходит слияние двух близлежащих клеток. Затем процесс размножения протекает у различных видов грибов по-разному. У одних образуется клетка, называемая зиготой, которая затем прорастает. У других грибов образуется плодовое тело, внутри которого развиваются сумки (аски) со спорами. Попадая в благоприятные условия, споры созревают, сумка разрывается. Споры грибов очень устойчивы к внешним воздействиям, они могут в течение нескольких лет сохранять жизнеспособность. Микроскопические грибы для своего развития требуют наличия кислорода, т. е. являются аэробами и размножаются только при доступе воздуха! Оптимальными условиями для их размножения является температура 25—35 °С и относительная влажность воздуха 70-80 %. По строению клетки плесневых грибов отличаются от бактериальных клеток тем, что имеют одно или несколько ядер и вакуолей (полостей, заполненных клеточной жидкостью).  Дрожжи Дрожжи относятся к эукариотным микроорганизмам. Они составляют большую группу одноклеточных неподвижных микроорганизмов, широко распространенных в природе.

Большинство дрожжей относятся к классу грибов — аскомицетовПо форме дрожжи бывают круглые, овальные, яйцевидные и удлинённые. Размеры дрожжевых клеток от 2 до 12 мкм. Дрожжи широко распространены в природе. Они способны расщеплять (сбраживать) сахара в спирт и углекислый газ.  Строение клеток. Дрожжевые клетки отделены от внешней среды клеточной стенкой. Она защищает клетку от неблагоприятных воздействий и определяет ее форму. Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана, играющая большую роль в обмене веществ. Клетка заполнена цитоплазмой, в которой находятся ядро, митохондрии, рибосомы, вакуоли. Ядро окружено двойной мембраной. Функциями ядра являются регулирование процессов обмена веществ и других химических процессов в клетке, передача наследственных признаков. Митохондрии — это мелкие частицы различной формы. В них протекают энергетические процессы и запасается энергия. Рибосомы — мельчайшие тельца, являющиеся центром синтеза белка. Вакуоли представляют собой пузырьки, заполненные клеточным соком. Внутри вакуолей находятся запасные вещества — жиры, углеводы (гликоген), волютин. Размножение. Дрожжи при благоприятных условиях размножаются двумя способами: бесполым, или вегетативным (почкование), и половым (спорообразование).  Вегетативное размножение протекает следующим образом. Сначала на исходной (материнской) клетке образуется небольшой бугорок — почка, которая по мере роста увеличивается в размерах. Одновременно с этим происходит деление ядра на две части. Одно из ядер с частью цитоплазмы и другими элементами клетки переходит в молодую (дочернюю) клетку. По мере роста дочерней клетки перетяжка, которая соединяет ее с материнской клеткой, сужается, таким образом, дочерняя клетка как бы отшнуровывается, а затем отрывается и отделяется от материнской. Этот процесс протекает за несколько часов.  Спорообразование может происходить также путем слияния двух вегетативных клеток с образованием зиготы, в которой затем образуются споры, прорастающие в вегетативные клетки. Далее они размножаются почкованием.  Простейшие.

Клетка простейших окружена мембраной (пелликулой) - аналогом цитоплазматической мембраны клеток животных. Она имеет ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, цитоплазму, содержащую эндоплазматический ретикулум, митохондрии, лизосомы и рибосомы. Размеры простейших колеблются от 2 до 100 мкм. При окраске по Романовскому-Гимзе ядро простейших имеет красный, а цитоплазма - голубой цвет. Простейшие передвигаются с помощью жгутиков, ресничек или псевдоподий, некоторые из них имеют пищеварительные и сократительные (выделительные) вакуоли. Они могут питаться в результате фагоцитоза или образования особых структур. По типу питания они разделяются на гетеротрофы и аутотрофы. Многие простейшие (дизентерийная амеба, лямблии, трихомонады, лейшмании, балантидии) могут расти на питательных средах, содержащих нативные белки и аминокислоты. Для их культивирования используют также культуры клеток, куриные эмбрионы и лабораторных животных. Размножение.Простейшие размножаются бесполым путем - двойным или множественным (шизогония) делением, а некоторые и половым путем (спорогония). Одни простейшие размножаются внеклеточно (лямблии), а другие - внутриклеточно (плазмодии, токсоплазма, лейшмании). Жизненный цикл простейших характеризуется стадийностью - образованием стадии трофозоита и стадии цисты. Цисты - покоящиеся стадии, устойчивые к изменению температуры и влажности. Кислотоустойчивостью отличаются цисты Sarcocystis, Cryptosporidium и Isospora.

74. Органы чувств человека и их значение

Глаза.Глаза являются чуть ли не самыми главными среди органов чувств. При помощи них мы получаем около 90% всей поступающей информации. Зачатки органов зрения формируются в процессе развития эмбриона из его головного мозга. Зрительный анализатор состоит из: глазных яблок, зрительных нервов, подкорковых центров и высших зрительных центров, расположенных в затылочных долях. Глаза воспринимают информацию, а зрительной корой мы способны видеть и оценивать то, какую информацию поставляет нам периферия. Глаза являются великолепным оптическим прибором, принцип которых сегодня используется в фотоаппаратах. Уши.Уши являются частью органа слуха. Ухо состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо представлено ушной раковиной, которая постепенно переходит в наружный слуховой проход.Наружное ухо необходимо для того, чтобы определить источник звука, его локализацию. В наружном проходе, сужающегося при движении внутрь, имеются серные железы, вырабатывающие так называемую ушную серу. После наружного слухового прохода начинается среднее ухо, наружной стенкой которого является барабанная перепонка, способная воспринимать звуковые колебания. За перепонкой располагается барабанная полость – основная часть среднего уха. В барабанной полости имеются маленькие косточки – молоточек стремя и наковальня, объединенные в единую цепь. Далее за средним ухом следует внутреннее ухо представленное улиткой (со слуховыми клетками) и полукружными каналами, которые являются органами равновесия. Звуковые колебания воспринимаются перепонкой, передаются трем слуховым косточкам, далее в слуховые клетки. От слуховых клеток раздражение идет по слуховому нерву в центр. Обоняние.Воспринимать запахи человек может благодаря органу обоняния. Обонятельные клетки занимают небольшую часть в верхних носовых ходах. Клеточки имеют форму волосков, благодаря которым они способны улавливать тонкости различных запахов. Воспринятая информация направляется по ольфакторным (обонятельным) нитям в луковицы и далее в корковые центры головного мозга. Обоняние человек может временно утратить при различных простудных заболеваниях. Длительная утеря обоняния должна вызвать тревогу, так как она возникает в случае повреждения самого тракта или головного мозга. Вкус.Благодаря органу вкуса, человек способен оценить пищу, употребляемую им в данный момент. Вкус пищи воспринимают специальные сосочки, расположенные на языке, а также вкусовые луковицы, имеющиеся в небе, надгортаннике и верхней части пищевода. Орган вкуса тесно взаимосвязан с органом обоняния, поэтому неудивительно, когда мы хуже ощущаем вкус еды, когда страдаем каким либо простудным заболеванием. На языке существуют определенные зоны, ответственные за определение того или иного вкуса. Например, кончик языка определяет сладкое, середина – соленое, края языка ответственны за определение кислоты продукта, а корень – за горечь. Осязание.Благодаря осязанию человек способен изучать окружающий его мир. Он всегда знает, к чему он прикоснулся, гладкий объект или шероховатый, холодный или горячий. Кроме того, благодаря бесчисленным рецепторам, воспринимающим любое прикосновение, человек может получить радость (происходит выброс эндорфинов – гормонов радости). Он может воспринимать любое давление смену температуры вокруг и боль. Но сами рецепторы, расположенные на поверхности, могут сообщить лишь о температуре, частоте колебаний, силе давления. Понятие анализатора. Состав, виды анализаторов человека и их характеристика.

Органы чувств - это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Зрительный анализатор.Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения - глаз - обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темповой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные). Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов.

Осязание.Кожа - сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных функций. Она защищает кровь от проникновения в нее химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.

Кожа служит первым защитным барьером в момент прикосновения токоведущего проводника к телу

Температурная чувствительность.Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно З6,6°С) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27°С).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

Обоняние.Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. У человека около 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой оболочке носовых раковин на площади примерно в 5 см2. Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами - 5-7 м2. От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание.

Восприятие вкуса.В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий, солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения - комбинация основных видов.

Вкус воспринимается специальными клеточными образованиями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке языка.

Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.

Мышечное чувство.В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius - собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, "работает" постоянно. Благодаря ему человек принимает более удобную позу. Болевая чувствительность.Боль - сигнал тревоги для организма, призыв к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен верхний порог чувствительности, но есть и специальные рецепторы в слое кожи - болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется до 100 болевых точек - оголённых окончаний нервов.

Слуховой анализатор и вибрационная чувствительность.Мир наполнен звуками. Звуковая волна характеризуется уровнем интенсивности и частотой, что субъективно воспринимается как громкость и высота звука. Звуки доставляют человеку многочисленную информацию. Некоторые звуки исполняют роль сигналов, предупреждающих об опасности.

Орган слуха имеет около 23 тысяч клеток - анализаторов, в которых звуковые волны превращаются в нервные импульсы, идущие в мозг. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 16-20 герц (Гц) до 20-22 кГц.

75. Онтогенетический уровень охватывает все отдельные одноклеточные и многоклеточные живые организмы. Термин «онтогенез» ввел немецкий биолог Э. Генель. Он же полагал, что онтогенез в краткой форме повторяет фиогенез (отдельный организм в своем развитии повторяет историю рода).

Поскольку всякий организм начинается с клетки, изучение онтогенетического уровня следует начинать с клетки.

Клетки делят на 2 класса:

а) прокариоты(около 3 млрд. лет назад) – клетки без ядер;

б) эукариоты (1,3 млрд. лет назад) – клетки с ядрами.

К первому относятся бактерии, сине-зеленые водоросли, грибы. Многоклеточные организмы построены из эукариот. Позже были открыты архебактерии (сокращенное название археи), которые сходны и с теми и с другими. Таким образом, различают 3 вида клеток – бактерии, археи, эукариоты.

Все три линии исходили от одной – протоклетки. От нее унаследовали способность к обмену с окружающей средой и метаболизму (осуществление биохимических реакций с усвоением веществ, необходимых для роста клетки и удаления использованных).

По типу питания выделяют две группы.

К автотрофному типу относятся организмы, которые не нуждаются в органической пище, живут за счет ассимиляции углекислоты (бактерии), либо за счет фотосинтеза (растения). К гетеротрофному типу принадлежат все организмы, которые не могут жить без органической пищи.

Одни ученые полагают, что сначала появились автотрофные организмы (растения вначале обеспечили кислородом атмосферу, затем появились живущие за счет кислорода организмы). Другие – что гетеротрофные организмы появились раньше (теория Опарина предполагает, что органические соединения являются питательной средой для дальнейшего развития в первичном «бульоне»).

Эмбриогенез человека

огенез человека - это часть его индивидуального развития, онтогенеза. Он тесно связан с прогенезом (образованием половых клеток и ранним постэмбриональным развитием. Эмбриология человека изучает процесс развития человека, начиная с оплодотворения и до рождения. Эмбриогенез человека одразделяется на три периода: начальный (первая неделя развития), зародышевый (вторая-восьмая недели), и плодный (с девятой недели до рождения ребенка). В курсе эмбриологии человека на кафедре гистологии более подробно изучаются ранние стадии развития.

В процессе эмбриогенеза можно выделить следующие основные стадии:

1. Оплодотворение ~ слияние женской и мужской половых клеток. В результате образуется новый одноклеточный организм-зигота.

2. Дробление. Серия быстро следующих друг за другом делений зиготы. Эта стадия заканчивается образованием многоклеточного зародыша, имеющего у человека форму пузырька-бластоцисты, соответствующей бластуле других позвоночных.

3. Гаструляция. В результате деления, дифференцировки, взаимодействия и перемещения клеток зародыш становится многослойным. Появляются зародышевые листки эктодерма, энтодерма и мезодерма, несущие в себе накладки различных тканей и органов.

4. Гистогенез, органогенез, системогенез. В ходе дифференцировки зародышевых листков образуются зачатки тканей, формирующие органы и системы организма человека.

в оплодотворении различают три фазы:

1. Дистантное взаимодействие, в котором важную роль играют химические вещества гиногамоны 1 и II яйцеклетки и андрогомоны 1 и II спермиев. Гиногамоны 1 активизируют двигательную активность снермиев, а андрогамоны 1. напротив, подавляют. Гиногамоны II (фертилизины) вызывают склеивание спермиев при взаимодействии с андрогамоном II, встроенным в цитолемму спермия и предотвращают проникновение многих сперматозоидов в яйцеклетку.

2. Контактное взаимодействие половых клеток. Под влиянием сперматолизинов акросомы спермиев происходит слияние плазматических мембран и плазмогамия - объединение цитоплазмы контактирующих гамет,

3. Третья фаза - это проникновение в ооплазму (цитоплазму яйцеклетки) спермия с последующей кортикальной реакцией - уплотнением периферической части ооплазмы и формированием оболочки оплодотворения.

Различают оплодотворение наружное (например, у амфибий) и внутреннее (у птиц, млекопитающих, человека), а также полиспермное, когда в яйцеклетку проникают несколько спермиев (например, у птиц) и моноспермное (у млекопитающих, человека).

Оплодотворение у человека внутреннее, моноспермное. Оно происходит в ампулярной части маточной трубы. Яйцеклетка окружается многочисленными спермиями. которые биением своих жгутиков заставляют вращаться яйцеклетку. Происходит капацитация - активация спермиев под влиянием слизистого секрета железистых клеток яйцевода и акросомальная реакция выделение гиалуронидазы и трипсина из акросомы спермия. Они расщепляют блестящую оболочку и контакты между фолликулярными клетками, и спермий проникает в яйцеклетку. Сближаются ядра - пронуклеусы яйцеклетки и спермия, образуется синкарион. Далее пронуклеусы сливаются и формируется зигота - новый одноклеточный организм, в который объединялась материнская и отцовская наследственность. Пол ребенка определяется комбинацией половых хромосом в зиготе и зависит от половых хромосом отца. Аномальный кариотип приводит к патологии развития.

76.

Интенсивная хозяйственно-технологическая деятельность в городах инициирует процессы биологической и Химической коррозии материалов, которые контактируют с агрессивными веществами из газовых выбросов, жидких отходов различных производств, коммунальных хозяйств, а также отходов жизнедеятельности населения. В настоящее Время более 40-50% общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Процессы биоповреждения вызываются представителями практически всех групп микроорганизмов. Например, способностью Разлагать силикаты (наиболее распространенные в земной коре соединения) обладают бактерии, дрожжи, одноклеточные водоросли и другие микробы. Освоение микроорганизмами создаваемых человеком материалов, которые не имеют аналогов в природе, встраивание в окружающую среду промышленных отходов активизирует включение биодеструкторов в биосферу.

Из-за коррозии теряется почти 20% металла, и она усиливается под действием железобактерий, тионовых, нитрифицирующих И сульфатредуцирующих бактерий. Тионовые бактерии окисляют серу до ее соединений И продуцируют кислоту. Доля повреждения грибами древесины и всех производимых человечеством пластмасс превышает 25%. Велики потери , вызываемые грибным повреждением древесины. В процессе своей жизнедеятельности микробы изменяют и /или разрушают структуру строительных материалов, что ведет к снижению прочностных характеристик строительных материалов и конструкций.

При сочетании определенных условий микроорганизмы могут ускорить процессы деструкции материалов в сотни и даже тысячи раз; микроорганизмы-деструкторы могут находиться в состоянии покоя в течение длительного времени, никак не проявляя себя; микроорганизмы переходят в активную фазу жизни, как правило, в некомфортных для человека условиях: при относительной влажности воздуха свыше 60% стен Свыше 5%; процессы биоповреждения угрожают не только зданиям и другим инженерным сооружениям, но и находящимся в них людям. Продукты жизнедеятельности и споры многих микробов , живущих в стенах и перекрытиях помещений, воздуховодах и в других конструкциях зданий могут вызывать серьезные заболевания у людей. Предотвратить возникновение биокоррозии гораздо легче, чем потом бороться с ее последствиями. Поскольку биологическая коррозия развивается в условиях повышенной влажности, эффективным средством профилактики может быть надежная гидроизоляция строительных материалов с помощью специальных материалов (пропиток, красок, защитных штукатурок, облицовки плитами и оклеечными покрытиями).На практике уже давно реализована идея добавления в лакокрасочные материалы специальных биоцидных и ингибирующих добавок. Для предотвращения возникновения биологической коррозии при обработке строительных материалов используются фунгициды (защита от грибов) и бактерициды (защита от бактерий). Биоциды, используемые в качестве добавок для защиты от биокоррозии, должны быть не только эффективными, но и безопасными при применении, а также не оказывать вредного влияния на окружающую среду.

77 1 К биосфере можно применить все биологические закономерности и законы,характерные для живых организмов. Т.е. биосферу можно рассматривать, какогромный живой надорганизм.2. Свойствами живого являются: 1) самоорганизация, 2) самофункционирование, 3)саморегуляция, 4) самовоспроизведение, 5) саморазвитие.3. Признаками живого организма являются: 1) питание ( внутреннее: взаимосвязь впитательные цепи), 2) дыхание (газообмен Земли), 3) выделение (сброс отходов,замкнутый цикл, но возможности ограничены, человек должен поддерживатьгомеостаз сознательно, иначе - гибель (как и перепил - можно погибнуть), 4)подвижность (движение материков под влиянием Солнца), 5) раздражимость(ответная реакция Земли на влияние Солнца (вспышки), человека -катаклизмы), 6) рост (циклическое изменение биомассы Земли в связи со вспышками на Солнце, апотом - спад (гомеостаз численности), 7) размножение (вспышки плодовитости живых организмов). Наряду с общими законами (закон сохранения энергии,инфо, импульса, гомеостаза- есть и специфические для этого уровня: законы пирамид, вытекающие из общей пирамиды гомеостаза.

4. Задачи бэ:

- исследование закономерностей функционирования биосферы, как надорганизма

- разработка основ рационального природопользования

- разработка безотходных технологий

- разработка биологических методов изменения численности вредителей

- создание новых биоценозов, выгодных для человека

- моделирование развития биосферы и последствий влияния человека.

Экологическая безопасность

- социологические закономерности функционирования сообществ

(биоповедение: альтруизм, эгоизм)

- управление, регулирование в сообществе (Австралия - вмешательство в

популяции кроликов, и др. приводило к экологической катастрофе). В Америке

- пустыни, болота, поворот рек и т.д.)

5. Основные подходы БЭ.1. Описательный подход - разбиение территории на квадраты и описаниенаселяющих обитателей, подсчет их численности.

2. Экспериментальный подход - введение какого-то вида и изучение их включение в сообщества. Например, штаммы по очистке сточных вод. Приживутся ли?

3. Экосистемный подход - рассмотрение взаимосвязи и взаимоотношений сообществ разных живых организмов между собой и окружающей средой. Закономерности большого числа обьектов и связей - системные законы:пирамиды. При экоситемном подходе в основе рассмотрение потоков, численности, массы, энергии в системах. Анализ взаимоотношения биотических, абиотических и антропогенных факторов. Поддержание гомеостаза сообществ.4. Популяционный подход - рассмотрение взаимосвязи и взаимоотношений отдельных особей одинаковых живых организмов между собой. Математические закономерности роста популяции, выживания, гибели, изучение мест обитания )экологических ниш), влияния факторов окружающей среды.5. Эволюционный подход - рассмотрение вопросов взаимоотношений популяций и биоценозов во времени, выявление закономерностей смены одних сообществ другими. Прогнозирование и реконструкция экосистем.Все биоценозы развиваются с течением времени: Смена биоценозов во времени называется сукцессией.

6. Статистический подход - биологические обьекты на уровне популяций,

биоценозов не имеют точных значений показателей, а имеют их случайный

разброс - вариации признаков. Для выявления закономерностей в популяциях и

биоценозах требуется использовать статистические методы.

7. Биоинженерный подход - создание новых форм живых организмов, замкнутых

сообществ для обеспечения жизнедеятельности человека под водой, по землей, на земле, в Космосе.

78. Головной мозг и его отделы. Строение и функции головного мозга.

Головной мозг возник из спинного мозга, как расширение переднего конца нервной трубки позвоночника. Вначале выделялось 3 отдела:

-передний:

-средний,

-задний.

При развитии переднего мозга у высших животных развились: полушария, промежуточный мозг. Задняя часть - дала - продолговатый мозг и мозжечок.

Различают 3 уровня головного мозга:

1. Мозговой ствол – самая древняя, ретикулярная формация, отвечает за бессознательные (метаболические и вегетативные) реакции. Влияет на остроту восприятия сенсорных сигналов.

2. Лимбическая система – отвечает за сознательное (эмоциональное) поведение и кратковременную память

3. Большой мозг – отвечает за сознательное (интеллектуальное ) поведение, ВНД.

1. Ствол мозга

Он включает: 1) продолговатый мозг, 2) варолиев мост, 3) средний мозг,4) мозжечок и характеризует 1 уровень обработки сигналов в мозге.

Ф-ции:

1. соматорефлекторная – поддержание тела в вертикальном положении, двигательную активность

2. вегетативнорефлекторная – регуляция дыхания, С-С, слюноотделения, глотания, защитных и других физиологических рефлексов.

3. Проводниковая – проводит импульсы вверх и вниз по мозгу.

4. Ассоциативная – это 1 уровень обработки сигналов с кожных, слуховых, вкусовых, вестибулярных рецепторов.

Продолговатый мозг - здесь находятся центры вегетативной нервной системы. Обеспечивается координация работы со спинным мозгом.

Основная ф-ция - управление дыханием, пищеварением, сердечно-сосудист. системой, защитн.рефл. От него отходят нервы, управляющие языком, внутр. орг., кровен. сосудами.

Варолиев мост – отвечает за обработку двигательных, сенсорных сигналов. От него отходят слуховые и лицевые нервы.

Средний мозг - регулирует бессознательные стереотипные движения. Роль его уменьшилась.

Мозжечок- координирует мышечные движения, вестибулярный аппарат и координацию движений без участия коры БПШ. Участвует в регуляциит артериального давлениея частоты дыхания, минеральном и углеводном обмене, энергообразовании, кроветврорении.

2. Передний мозг

Он включает промежуточный мозг и большие полушария. Промежуточный мозг осуществляет предварительную фильтрацию сигналов, поступающих в БПШ головного мозга от рецепторов. Он включает: таламус, гипофиз, эпифиз, базальные ганглии. Таламус (зрительный бугор)- здесь происходит ассоциация и переключение всех направляемых в мозг сигналов, передача их в соответствующий отдел головного мозга, в соответствующий центр. Итак: - воспринимает, перерабатывает, интегрирует, переключает инф. на соотв. центры (т.е. программируемый коммутатор). Различают 3 функциональные зоны в таламусе, обьединяющие 120 ядерных образований: - специфические нейроны – отвечают за рецепцию Т, болевых, тактильных ощущений др. Специфически возбуждают локальные зоны мозга. - неспецифические – связаны со всей корой мозга, приводят к диффузному возбуждению коры, лимбической системы, что способствует облегчению связи между структурами мозга. Длительный латентный период возбуждения. - ассоциативная зона – осуществляется первичная обработка сигналов.

Гипоталамус - 50 пар ядер, разделенных на 5 групп. Это главный координатор и распределительный подкорковый центр вегетативной НС. Он входит в состав лимбической системы мозга. К нему подходят волокна от всех сенсорных нейронов. Отсюда передается инф. на все эффекторы. Он следит через сеть кровеносных сосудов за метаболизмом и уровнем гормонов в крови. На основе полученной инф. он быстро (через НС) или медленно ( через эндокринную систему, гипофиз) регулирует процессы в органах и тканях. Он отвечает за сон (передний отдел)/бодрствование (задний отдел. Нарушение работы заднего отдела ведет к летаргическому сну (коме?)). Здесь нет гематоэнцефалического барьера.

Ф-ции:

1. Вегетативная – управление гуморальной системой и связь с НС

2. Нейросекреторная и гуморальная (секретир. Пептиды, гормоны, медиаторы)

3. Рецепторная (контролирует показатели крови

4. Эмоциональное поведение

5. Гомесостатическая: регулирует показатели крови: 1)рН, 2) рСО2, 3) рО2, 4) глюкоза, 5) Р, 6) Т, 7) К+/№а+, 8) адреналин, 9) катехоламины.

6. Проводниковая – связь с таламусом, гиппокампом, ретикулярной формацией, базальными ганглиями.

Эпифиз – задает биоритмы организма. Это биологические часы. Вырабатывает гормон мелатонин (один из гормонов молодости).

Гипофиз – основная эндокринная железа, расположенная в промежуточном мозге и осуществляющая управление гуморальной системой под действием нейрогормонов гипоталамуса.

5Базальные ганглии – подкорковые ядра переднего мозга, играют важную роль в движении от замысла к выбору программы действия. Обеспечивают связь между различными структурами мозга. Участвуют в регуляции движений. При болезни Паркинсона – нарушаются движения, появляется дрожание рук, губ

3. Лимбическая система мозга

Это комплексная структура, включающая подкорковые и корковые центры,

отвечающая за эмоциональное поведение, побуждение к действию (мотивация), научение и запоминаниые, сексуальные и др. физиологические инстинкты, регулирует сон/бодрствование. Она воспринимает инфо от внутренних органов. Ее еще называют «висцеральный мозг». В ней находятся центры удовольствия. (Обезьяны с э-дами в этой области погибают от удоволсьвтия). Состав лимбической системы: подкорковые центры таламуса, миндалины, гиппокамп, гипоталамус, корковые центры лобной и височной долей..

Миндалины – в глубине височной доли мозга. Отвечают за условно-безусловную рефлекторную деятельность мозга. Контролируют изменение частоты ЧСС, аритмию, изменение кровеносного давления, работу ЖКтракта. Удаление у обезьян приводит к:

1. Психической слепоте – не различают съедобное от несъедобного

2. Неуверенность в себе, тревожность, страх

3. Возникновение гиперсексуальности

4. Нарушению связт памяти, опыта с действительностью

Гиппокамп – имеет 2 круга циркуляции. 1 – гиппокам---таламус---гиппокамп. Он отвечает за эмоции, память, обучение. 2-ой – амигдал—гипоталамус---амигдал отвечает за пищевое, сексуальное поведение, оборонительные реакции. Основное отличие лимбической системы – ее центры связаны обратными связями, в результате импульсы циркулируют по сети. Это обеспечивает существование кратковременной памяти, функциональное взаимодействие частей лимбической системы и эмоциональное переживание событий, пока не угасло возбуждение. Повреждение гиппокампа ведет к потере кратковременной памяти, потере инициативности, рассеянности внимания.

Лимбическая система связана с новой корой (лобной (основные корковые регуляторы деятельности лимбической системы, височной (зрительные, слуховые соматосенсорные восприятия)

4. Большие полушария

Представляют собой разросшуюся часть переднего мозга, накрывшую все другие отделы головного мозга. Исчерчены извилинами. Разделены центральной продольной бороздой на ЛПШ и ППШ, соединенные мозолистым телом. Его обрыв ведет к потере интегральных ф-ций мозга, при сохранении индивидуальных ф-ций отдельных ПШ. Мозг находится в черепной коробке., покрыт 2 слоями оболочки между которыми черепно-мозговая жидкость для: 1) питания, 2) дыхания, 3) выделения, 4) амортизации ударов. Полушария включают:

-кору (серое в-во) – слой 1,3-4,5 мм. Площадь 2200 см2. Содержит 14 млрд тел нейронов и клеток глии. Эти нейроны располагаются группами (ядрами и колонками) и послойно.Выделяют древнюю, старую и новую кору. Они включают 3 типа нейронов: 1) пирамидальные клетки (отличаются длинными аксонами, которые входят в другие слои мозга и множеством дентритов – для осуществления связей между нейронами. Основная ф-ция - аналитическая, связь со всеми уровнями головного мозга 2) звездчатые клетки (короткие дендриты и аксоны – обеспечивают связь между нейронами самой коры в одном слое, 3) веретенообразные клетки (образуют вертикальные и горизонтальные связи нейроновразных слоев коры).

Новая кора – 6 слоев

1 – молекулярный – мало клеток, регулирует возбудимость коры

2 – звездчатые клетки – отвечают за циркуляцию возбуждения в коре и кратковременную

память

3 – наружный слой пирамидальных клеток обеспечивает межслойные перенос инфо

4 – звездные клетки – на которых заканчиваются афферентные пути от рецепторов различных анализаторов

5 – крупные пирамидальные клетки, связанные со спинным и продолговатым мозгом

6 – веретенообразные клетки образуют кортикоталамические пути.

-подкорковый слой - отдельные, менее плотные, чем в коре, скопления ядер нейронов и преобладание клеток глии.

-белое в-во – отростки нейронов, покрытые миелиновой оболочкой и клетки глии.

Функции больших полушарий головного мозга:

1. Анализ ощущений

2. Осуществляют внд.

3. Интегральную активность мозга, связь с вну и вне средой, адаптацию и поведение

Левое - отвечает за мат.способности и мышление.

Правое - за образное восприятие.

Мышление включает 2 стиля, в зависимости от того, какое ПШ работает:

-ЛПШ – побуждает сосредотачиваться на деталях, подробностях и анализе.

-ППШ – направляет творческое и широкое мышление. Используется синтез.

Различают 4 зоны коры больших полушарий:

1- лобная - отвечает за творческое мышление, поведение, психические ф-ции, трудовую деятельность,

2 - теменная - за восприятие сигналов от кожи, сосудов, мышц,(тактильные центры),

3 - височная - восприятия слуха, речевые центры,

4 - затылочная - зрительные центры. У человека БП содержат те разделы, которых нет у животных - речевой центр, специализацию полушарий Л и П.

Центральная борозда – поперек мозга. Ближе к лобной части вдоль нее проходит зона сенсорной чувствительности. Позади борозды – двигательная зона (наоборот)/ Принципы работы головного мозга-М

В последнее время принято выделять 3 зоны в БП:

1) Сенсорная - отвечает за регистрацию и переработку сенсорной инфо.

Локализация сенсорных ф-ций в коре БПШ.

Зрительный анализатор – в затылочной области коры. 17,18,19 зоны. 17 –воспринимает интенсивность зрительных импульсов 18,19 – анализируют цвет, форму, размеры, качество предмета При повреждении 18 зоны – человек видит, но не узнает предметы и не различает цвета(цветовая агнозия).

Слуховой анализатор – локализован в височной доле коры (извилина Гешля). Зоны41,42,22. Они участвуют в восприятии и анализе слуховой инфо, контроле речи. При повреждении зоны 22 – не понимает речи. /Зрит. и слуховой анализаторы имеют свои пути движения сигналов, не через спинной мозг, а напрямую в головной мозг/. Это обеспечивает им высокую скорость передачи инфо. Тактильные, болевые, Т- анализаторы в теменной доле, задняя часть от центральной извилины.

Обонятельный и вкусовой анализаторы – располагаются в гиппокампальной извилине. При раздражении этой зоны возникают обонятельные галлюцинации.Повреждение этих зон ведет к аносмии. Это наиболее древние анализаторы. /Распространение сигналов идет через спинной мозг/.2) Ассоциативная – в теменно-височной-затылочной области. 80% всей коры БПШ.

Отвечает за переработку информ., хранение. Мультисенсорная интеграция сигналов,

формирование программ, целенаправленных действий. Кора БПШ участвует в

долговременной памяти. Отвечает за ВНД.

3) Двигательная - за пересылку инф. исполнительным органам, регуляция вегетативных

ф-ций, осуществляемых под контролем БПШ. Кора тормозит эмоции (умейте властвовать

собой).

Сочетание этих 3-х зон обеспечивает ВНД - память, научение, сознание, св-ва личности.

Деятельность нервных центров может быть нарушена - нехваткой питания, дыхания и ядами. Разрушение коры не ведет к смерти, но ведет к 0 активности ВНД.

Изучение БП осуществляется с помощью энцефалограмм – регистрация потенциалов мозга. Существует 3 вида потенциалов:

а –ритм 8-13 Гц – А=50 мкВ -(нет возбудителя) появляются когда человек бодрствует, но глаза закрыты

б – ритм 14-30Гц А= 25 мкВ – при действии раздражителей (открывает глаза) тета – ритм 4-7 Гц – переход от бодрствования ко сну. Макс. Амплитуды дельта-ритм - 0,5-3,5 Гц А= 100-300 мкВ – глубокий сон. Отсутствие ритмов 3-8 мин – клиническая смерть. Замечание

Нейроны гипоталамуса, 2. Нейросети с большим количеством синапсов проявляют высокую чувствительность к множеству гуморальных веществ, что позволяет их использовать как сенсоры 2-го рода. Прямое преобразование сигналов в потенциалы, которое можно использовать в п/п-нейросенсорных устройствах./Неясно как вырастить нейроны, заставить включиться в нужную сеть для контроля нужных в-в.

79.Память, ее виды и механизмы запоминания.

Память можно определить как психофизиологический процесс: запоминание (ввод информации в память), сохранение (удержание) и воспроизведение. Эти процессы взаимосвязаны. Организация запоминания влияет на сохранение. Качество сохранения определяет воспроизведение.

По механизму выделяют логическое и механическое запоминание.

По результату - дословное и смысловое.

Существует несколько оснований для классификации форм и видов памяти.

Одно из них - деление памяти по времени сохранения материала:

- кратковременная

- оперативная

- долговременная.

Другое - по преобладающему в процессах запоминания, сохранения и воспроизведения материала анализа.

- Двигательная

- Зрительная

- Слуховая

- Словесно-логическая и др. виды памяти.

Кратковременная память - это память, в которой сохранение материала определенным, как правило, небольшим периодом времени.

Оперативная память - это память, занимающая промежуточное положение между кратковременной и долговременной. Она рассчитана на сохранение материала в течение заранее определенного срока, т. е. на то, чтобы в заданное время иметь возможность легко вспомнить то, что нужно.

Долговременная память - рассчитана на длительный срок хранения информации, как правило, заранее не определенный. Она не связана с актуальным сознанием человека и предполагает его способность в нужный момент вспомнить то, что когда-то было им запомнено.

Двигательная память - это запоминание и сохранение, а при необходимости точное воспроизведение разнообразных движений. Она участвует в формировании двигательных умений и навыков человека и особенно необходима в тех видах деятельности, занятия которыми требуют и от человека довольно сложных форм движений.

 Зрительная память связана с сохранением и воспроизведением образов;

Слуховая память - это хорошее запоминание и точное воспроизведение разнообразных звуков, например речевых, музыкальных. Она необходима музыкантам, филологам, людям, изучающим иностранные языки.

Словесно-логическая память характеризуется тем, что человек, обладающий ею, быстро и точно запоминает смысл событий, логику какого-либо доказательства, смысл читаемого текста и т. п. Этот смысл он может точно передать своими словами, зачастую совершенно не помня деталей исходного материала. Данным типом памяти нередко обладают научные работники, преподаватели.

Эмоциональная память - это память на бывшие когда-либо переживания. Она участвует в работе всех видов памяти, но особенно проявляется в человеческих отношениях. На эмоциональной памяти непосредственно основана прочность запоминания материала: то, что у человека вызывает сильные эмоциональные переживания, запоминается им прочнее и на более длительный срок.

Непроизвольная память - это такое запоминание и воспроизведение материала, которое происходит автоматически, без особых усилий со стороны человека, без постановки им перед собой специальной мнемической задачи (задачи на запоминание, узнавание, сохранение или воспроизведение материала).

Произвольная память - это запоминание и воспроизведение требует от человека волевых усилий.

Кроме названных есть и другие виды памяти, в частности осязательная, обонятельная, вкусовая и т. д.

Существует целая система специальных приемов и способов, облегчающих запоминание и увеличивающих объём памяти путём образования ассоциаций (связей). Эта система называется мнемотехникой. Она основана на создании структуры и придании смысла списку несвязанных слов или цифр для облегчения его запоминания. Мнемотехника предлагает также замену абстрактных объектов и фактов на понятия и представления, имеющие зрительное, слуховое или кинестетическоепредставление и связывание объектов с уже имеющейся в памяти информацией для упрощения запоминания.

1) Рифма - один из наиболее действенных способов обеспечить запоминание материала.

2) Аббревиатуры не только сокращают длинные названия, но и способствуют их запоминанию.

3) Кодирование информации в простое предложение, в котором все слова начинаются с первых букв слов, которые нужно запомнить.

4) Метод расположения предметов 

5) Применение слов, способствующих запоминанию.

6) Нахождение связи между цифрами и буквами. 

7) Использование картинок. 

8) Использование цепочек. 

В настоящее время разработано множество приёмов и методов запоминания информации.

1. Осознание. Следует сознательно вовлекать как можно больше чувств в процесс запоминания информации.

2. Ассоциация образов. Прибегая к образной ассоциации во многих разных контекстах, можно значительно увеличить количество информации, подлежащей извлечению из памяти.

3. Использование в повседневной жизни принципа паузы даст время оценить обстановку и подумать.

4. Личные комментарии способствует эмоциональному и интеллектуальному вовлечению в процесс записи информации и помогают оставить яркий след в памяти.

5. Организация материала в категории.

6. Расслабление позволяет подавить беспокойство, которое препятствует концентрации внимания и блокирует механизмы памяти.

7. Просмотр и частое использование материала обеспечивают быстрое вспоминание.

80. Поведение, биоритмы и их виды.

Поведе́ние — способность животных и, в том числе, человека, изменять свои действия под влиянием внутренних и внешних факторов, характерная черта животного типа организации. Поведение имеет огромное приспособительное значение, позволяя животным избегать негативных факторов окружающей среды. У многоклеточных организмов поведение находится под контролем нервной системы. Существует много классификаций поведения. Различают социальное и индивидуальное поведение, отличают внутреннее и внешнее поведение, врожденное и приобретенное (а в нем - творческое), намерененное и нет, осознанное и нет, правильное и ошибочное.

Биоритм – автоколебательный процесс в биологической системе, характеризующийся

последовательным чередованием фаз напряжения и расслабления, когда тот или иной

параметр последовательно достигает максимального или минимального значения. Закон, по

которому происходит этот процесс, может быть описан синусоидальной кривой.

• Ритмы высокой частоты, или микроритмы (от долей секунды до 30 мин).

Примерами микроритмов являются осцилляции на молекулярном уровне, ЧСС, частота

дыхания, периодичность перистальтики кишечника.

• Ритмы средней частоты (от 30 мин до 28 ч). В эту группу входят ультрадианные

(до 20 ч) и циркадианные, или околосуточные (20–28 ч), ритмы. Циркадианный ритм –

основной ритм физиологических функций человека.

• Мезоритмы (от 28 ч до 6–7 дней). Сюда относятся циркасептальные ритмы (около 7

дней). С этими ритмами связана работоспособность человека, поэтому каждый 6 или 7 день

недели является выходным.

• Макроритмы (от 20 дней до 1 года). К ним относятся циркануальные (цирканные),

или окологодовые, ритмы, а также сезонные и околомесячные (циркасинодические) ритмы.

• Мегаритмы (длительность в десяток или многие десятки лет). Этому виду

колебаний подчинены некоторые инфекционные процессы, свойственные человеку

(эпидемии) и животным (эпизоотии). Примером мегаритма является волнообразное

изменение физического развития людей на протяжении многих веков. Так, неандертальцы

были маленького роста, а кроманьонцы – большого.

В другой классификации биоритмов учитывают специфику субстрата, или уровень

организации изучаемой биологической системы. Выделяют ритмы:

– отдельных субклеточных структур;

– жизнедеятельности клеток;

– органов или тканей;

– одно- и многоклеточных организмов;

– популяций и экосистем.

По связи с естественными ритмами окружающей среды биоритмы подразделяются на физиологические и экологические.

 По причине возникновения биоритмы делятся на внутренние (эндогенные, физиологические) и внешние (экзогенные).

По длительности биоритмы делятся на циркадианные (около суток), инфрадианные (более суток) и ультрадианные (менее суток).

81. Понятие о психологии и психических функциях человека.

Психология — наука о психических явлениях, представляющих собой функцию мозга, отражение объективной действительности.(Название науки «психология» происходит от греческих слов: «псюхе» (душа) и «логос» (учение, слово). Первое систематическое изложение психологии было сделано Аристотелем (384—322 гг. до н. э.) в трактате «О душе». Название же «психология» появилось в конце XVI века: общеупотребительным оно стало с середины XVIII века.)

Психика - это специфическое свойство головного мозга, заключающееся в отражении предметов и явлений существующего вне нас и независимо от нас материального мира. Ощущения и восприятия являются необходимым начальным этапом наших знаний о самом себе и о внешнем мире. Ощущение - это процесс отражения в ЦНС отдельных свойств предметов и явлений объективной реальности, непосредственно воздействующей на органы чувств. Всякое ощущение имеет качество, силу, длительность.

Восприятие - процесс приема и преобразования информации, обеспечивающей организму ориентировку в окружающем мире. Это активный процесс выделения из массы разнородных объектов внешнего мира тех, которые более всего необходимы в данный момент. Ощущения и восприятия человека носят сознательный, осмысленный характер. Важную роль в этом играют мышление и речь. Мышление позволяет получить знания о таких объектах, свойствах и отношениях реального мира, которые не могут быть непосредственно чувственно восприняты.

Мышление - процесс опосредованного, обобщенного отражения действительности с ее связями, отношениями и закономерностями. С помощью мышления познается содержание и смысл воспринимаемого, а также внутренние особенности предметов и явлений. С помощью мышления человек может понять настоящее, будущее, прошедшее, строить гипотезы и обеспечивать их проверку.

Отличительной особенностью человеческого мышления является его неразрывная связь с речью, языком.

Внимание - это сосредоточенность психической деятельности на определенном объекте. С помощью внимания обеспечивается отбор необходимой информации.

Память - одно из основных свойств ЦНС, выражающееся в способности на короткое или длительное время сохранять информацию (отпечатки, следы) о событиях внешнего мира и реакциях организма. Память складывается из трех взаимосвязанных этапов: запоминания, хранения и воспроизведения информации, Процесс запечатления в ЦНС поступающей информации может быть двух видов: произвольный и непроизвольный. Произвольное запечатление оказывается более эффективным.

Сознание - Это высшая форма отражения действительности. С помощью сознания целенаправленно регулируются формы контакта человека с окружающим миром. Сознание представляет собой субъективные переживания действительности, протекающие на фоне существующего у индивида опыта и сознаваемые им как определенная субъективная реальность. Соотнесение накопленных знаний с реальной действительностью и включение их в индивидуальный опыт - есть процесс осознания действительности.

Сознание включает все формы психической деятельности человека: ощущения, восприятия, представления, мышление, внимание, чувства и волю.