1.4 Антропогенез. Основные этапы. Австралопитеки, человек умелый, питекантропы

Антропогенез (греч. anthropos человек, génesis происхождение), часть биологической эволюции, которая привела к появлению вида Homo sapiens, отделившегося от прочих гоминид, человекообразных обезьян и плацентарных млекопитающих. Осн этапы антропогенеза:

1. плезиодапсис – насекомоядн млекопит, спос лазить по деревьям) (70);

2. парапитеки – первые приматы. Похожи на обезьян (50);

3. низш обез – лемуры, тупан, лори (40);

4. широконос обезьяны (30);

5. гиббоны (25 млн);

6. от гиббонов 2 побочн ветви – 1) рамапитеки (от них произошли орангутанги) – небольш мозг, ходил, опир на фаланги согнут пальцев (13 млн л н); 2) гориллы ;

7. гориллы (7 млн лет назад);

8. шимпанзе (6-5 млн лет назад);

9. семейство люди: 2 ветви – 1) австралопитеки – ходили вертик, рост 100 см. оруд труда нет; 2) хомо хабилис (человек умелый) (5 млн лет назад);

10. человек умелый (2 млн лет назад);

11. питекантроп (1млн);

12. синантроп – хомо эректус (0,5);

13. разделение сем-ва хомо сапиенс на хомо сапиенс неандерталенсис (вымерли) и хомо сапиенс сапиенс, от кот в дальнейшем происх кроманьонец;

14. кроманьонец (0,1 млн);

15. современный ч-к (ок 80 тыс лет назад);

Австралопитеки — высокоразвитые двуногие приматы, использовавшие предметы естественного происхождения в качестве орудий (следовательно, австралопитеков еще нельзя считать людьми). Костные остатки австралопитеков впервые обнаружены в 1924 г. в Южной Африке. Они были ростом с шимпанзе и массой около 50 кг, V мозга 500 см3 — по этому признаку стоит ближе к челу, чем любая из ископаемых и современных обезьян. Строение тазовых костей и положение головы было сходно с таковыми человека, что свидетельствует о выпрямленном положении тела. Они жили около 9 млн. лет тому назад в открытых степях и питались растительной и животной пищей. Орудиями их труда были камни, кости, палки, челюсти без следов искусственной обработки.

Человек умелый более прогрессив форма - Homo habilis — человек умелый. Костные остатки его были обнаружены в 1959 г. в Танзании. Возраст их определен примерно в 2 млн. лет. Рост 150 см. V мозга на 100 см3 больше, чем у австралопитеков, зубы человеческого типа, фаланги пальцев как у человека, сплющены. Переход этого существа к изготовлению галечных орудий (хорошо выделанных каменных) свидетельствует о появлении у него трудовой деятельности. Они могли ловить животных, бросать камни и тд. Кучи костей, находящиеся вместе с ископаемыми остатками человека умелого, свидетельствуют о том, что мясо стало постоянной частью их диеты. Эти гоминиды пользовались грубыми каменными орудиями труда

Питекантроп. Homo erectus — человек прямоходящий. вид, от которого, как полагают, произошел современный человек. Его возраст 1,5 млн. лет. Его челюсти, зубы и надбровные дуги все еще оставались массивными, но объем головного мозга у некоторых индивидуумов был таким же, как у современного человека. Некоторые кости найдены в пещерах, что позволяет предполагать о его постоянном жилище. Кроме костей животных и довольно хорошо выделанных каменных орудий, в пещерах обнаружены кучи древесного угля и обгоревшие кости, по-видимому, в это время австралопитеки уже научились добывать огонь. Эта стадия эволюции гоминид совпадает с заселением выходцами из Африки других более холодных областей. Выдержать холодные зимы, не выработав сложных видов поведения или технических навыков, было бы невозможно. Ученые предполагают, что дочеловеческий мозг Homo erectus был способен находить социальные и технические решения (огонь, одежда, запас нищи и совместное проживание в пещерах) проблем, связанных с необходимостью выжить в зимнюю стужу.

Билет 2

1. строение ПАК. Поверхностный аппарат клетки.–является универсальной субсистемой,имеется у всех клеток.Поверхностный.аппарат клетки определяет границу между цитоплазмой и внеклеточной средой, регулирует взаимодействие клетки с внешней средой. В составе поверхностного аппарата клетки выделяют 3 компонента:1.Плазматическую мембрану,2.Надмембранный комплекс,3. Субмембранный.

Плазмолемма – является структурной и функциональной основой поверхностного аппарата клетки и представляет собой сферически замкнутую биомембрану. Структура плазмолеммы соответствует жидкостно-мозаичной модели мембран.

Надмембранный комплекс, или гликокаликс является наружней частью поверхностного аппарата клетки, располагаясь над плазмолеммой. В состав надмембранного комплекса включают:

1. Углеводные части гликолипидов и гликопротеидов

2. Периферические мембранные белки.

3. Интегральные и полуинтегральные белки.

4. Специфические углеводы.

Субмембранный комплекс или субмембранный опорно-сократительный аппарат – располагается под плазмолеммой, с внутренней стороны поверхностного аппарата клетки. В состав субмембранного опорно-сократительного аппарата выделяют периферическую гиалоплазму и опорно-сократительную систему.

Периферическая гиалоплазма – является специализированной частью цитоплазмы, расположенной под плазмолеммой. Это жидкое высокодифференцированное гетерогенное вещество, которое содержит в растворе разнообразные низкомолекулярные и высокомолекулярные молекулы. Периферическая гиалоплазма фактически является микросредой, в которой протекают общие и специфические процессы метаболизма. Она обеспечивает реализацию многих функций поверхностного аппарата клетки. В периферической гиалоплазме располагается второй компонент субмембранного опорно-сократительного аппарата - опорно-сократительная система.

Опорно-сократительная система состоит из: микрофибрилл; скелетных фибрилл, или промежуточных филаментов; микротрубочек.

Микрофиблиллы - нитевидные структуры. Молекулы глобулярного актина образуют протофибриллы, формируют двойную спираль, к которой присоединяются белки.

Скелетные фибриллы - образуются путем полимеризации отдельных белковых молекул. Скелетные фибриллы разного типа клеток состоят из разных белков. Число и длина скелетных фибрилл регулируется клеточными механизмами, изменения которых может вызывать аномалии функции клеток. Микротрубочки - занимают наиболее отдаленное от плазмолеммы положение. Стенки микротрубочек сформированы белками тубулинами.

2.2 трипаносомы. (бруцеи, гамбиенсе, родиенсе)

заболевание: африк. трипаносомоз (сонная болезнь)

Локализация: кровь, лимфа, спинномозг жидк, ткани спин и голов мозга

формы:

1. трипомастизигота (основная) - сплющенная форма тела, жгутик позади ядра, идет вперед и выступает за передний конец тела.

2. эпимастигота - аналогично, но жгутик спереди ядра.

3. Амостигота - аналогично, но без выступающего жгутика.

инваз. форма: трипомастигота

переносчик: муха цеце

путь заражения: трансмиссивный инокулятивный (при укусе мухи)

резервуар: гамбиенсе - человек, родиенсе - дик. животн.

диагностика: анализ крови, исследование спинно-мозг жидк.

цикл: трипомастигота - муха цеце (при кровососании больного человека) - размножается в ее желудке - переходит в слюнные железы. Здесь трипомастигота - эпимастигота - размножение - переход в амостиготу. Муха кусает здор. человека - передает ему метациклическую форму - в организме человека метациклическ формы - трипомастигота - размножается в крови, лимфе - в лимфат узлы спинномозг жидкости, ткани спин. и головн. мозга.

крузи: заболев: американский трипаносомоз. Локализация - сердце, мышцы, цнс. формы: (такие же (осн форма существования - амостигота) цикл: трипомастигота - поцелуйный клоп - размнож в его средней кишке. Здесь трипомастигота - эпимастигота - размнож - попадает в заднюю кишку - переход в амостиготу. Клоп кусает здоров. человека - оставляет в ранке свои фекалии и трипаносома содержится в них - проникает в слизистую. В кл. различных органов амостиготные формы - размнож - после разрушения кл - амостигота - в эпимастиготу - трипомастигота - кровь - поцелуйный клоп. переносчик: поцел клоп. путь зараж: трансмиссивный, контаминативный резервуар: млекопитающие диагност: анализ крови, иммунологические методы. Профилактика: введение лекарств препар против сонн болезни здоров людям, уничтож мухи цеце и мест их выплода, личная защита от мух, для родез ф-мы – рацион истребление жив-х служ резервуаром, выявление и лечение больных.

Х4 Близнецовый метод генетики человека.

Этот метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Он позволяет выявить наследст­венный характер признака, определить пенентрантность аллеля, оце­нить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов.

Суть метода заключается в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сходства или различия их гено­типов.

Монозиготные близнецы, развивающиеся из одной оплодотво­ренной яйцеклетки, генетически идентичны, так как имеют 100% общих генов Сравнение монозиготных близнецов, воспитыва­ющихся в разных условиях постэмбрионального периода, позволяет выявить признаки, в формировании которых существенная роль при­надлежит факторам среды. По этим признакам между близнецами наблюдается дискордантность, т.е. различия. Напротив, сохранение сходства между близнецами, несмотря на различия условий их суще­ствования, свидетельствует о наследственной обусловленности при­знака.

Билет 42

Регуляция действия генов

В клетках эукариот от ДНК исходят сигналы, которые в конечном счете передаются РНК-полимеразе: стимулируют или подавляют инициацию синтеза РНК. Источником сигналов служат определенные локусы ДНК — регуляторные элементы. Эти участки имеют небольшие размеры, порядка 10 н. п. Регуляторные элементы, стимулирующие транскрипцию, называют энхансерами (англ. enhancer — усилитель), а подавляющие транскрипцию — сайленсерами (англ. silencer — глушитель, успокоитель).

Регуляторные элементы могут избирательно соединяться с белками-регуляторами.

Белки, соединяющиеся с энхансерами, называют индукторами, а соединяющиеся с сайленсерами — репрессорами.Цис-элементы действуют на гены только той молекулы ДНК, в которой они сами находятся. Энхансеры и сайленсеры могут располагаться вблизи от промотора и от стартовой точки транскрипции регулируемого гена, но могут быть и удалены от него, даже на тысячи нуклеотидных пар, как в сторону 5'-конца, так и в сторону З'-конца. Однако они могут быть сближены в результате изгибания молекулы ДНК.

Белки-регуляторы (индукторы и репрессоры) содержат по крайней мере три домена:1) домен, узнающий определенную нуклеотидную последовательность ДНК; эти домены часто имеют супервторичную структуру типов а-спираль-пово-рот-а-спираль, лейциновая застежка-«молния», цинковый палец;

2) домен, узнающий трансэлементы;

3) домен, взаимодействующий с факторами транскрипции в области ТАТА-последовательности; в результате этого белки-регуляторы влияют на транскрипцию, а именно увеличивают (индукторы) или уменьшают (репрессоры) частоту инициации транскрипции.

Каждый ген регулируется независимо от других. Следовательно, для каждого гена существуют специфические регуляторные элементы (локусы ДНК) и специфические регуляторные белки, узнающие эти элементы. Уже известно много регуляторных белков и регуляторных элементов разных генов, и постоянно обнаруживаются все новые и новые.

Присоединение регуляторных белков к энхансерам или сайленсерам зависит от других веществ — трансэлементов, сигнальных молекул, приносимых в клетку с кровью или образующихся в самой клетке. К числу таких молекул относятся гормоны, некоторые метаболиты, ионы металлов. Есть регуляторные белки, реагирующие на изменение температуры. Все эти сигналы стимулируют присоединение индукторов к соответствующимэнхансерам или репрессоров к соответствующим сайленсерам. Трансэлементами их называют потому, что они могут действовать на любую молекулу ДНК (любую хромосому), если только в ней есть подходящий цис-элемент.

Чтобы разобраться в этой сложной системе и пока неустоявшейся терминологии, рассмотрим конкретный пример — регуляцию синтеза металлотионеина. Металлотионеин — небольшой белок, содержащий много остатков цистеина, примерно 1/ от всех аминокислот, и поэтому способный связывать ионы тяжелых металлов — Zn, Си, Cd, Hg, Ag. Одна молекула металлотионеина связывает несколько ионов. Эти ионы токсичны для организма, и при избыточной концентрации выводятся в комплексе с металлотионеином. Металлотионеин постоянно синтезируется в печени и секретируется в кровь, что важно для регуляции концентраций ионов Zn и Си, поскольку они являются нормальными и обязательными компонентами организма. Но при повышенном поступлении в организм ионов тяжелых металлов синтез металлотионеина стимулируется (положительная регуляция).

Диференциальная диагностика малярии

Паразиты человека относятся к отряду кровяных споровиков.

У человека вызывают заболевание 4 вида малярийных плазмодиев:

возбудитель трехдневной малярии (Plasmodiumvivax),

возбудитель четырехдневной малярии (Plasmodiummalariae),

возбудитель тропической малярии (Plasmodiumfalciparum) и

возбудитель малярии типа трехдневной (Plasmodiumouale).

Заболевание малярией выражается в повторяющихся с определенной частотой приступах лихорадки, сопровождающихся подъемом температуры, Малярия - облигатно-трансмиссивное заболевание, передается с помощью кровососущих насекомых, природно-эндемичная инфекция.

Заражение человека происходит при укусе самками малярийного комара, содержащими малярийный плазмодий на стадии спорозоита. Спорозоиты имеют размеры 5 - 8 мкм. Током крови они разносятся по телу и внедряются в клетки печени, где превращаются в шизонтов, размножающихся бесполым путем (шизогонией). В результате этого образуются мерозоиты, которые внедряются в эритроциты, где снова растут и делятся. Цикл развития мерозоитов в эритроцитах повторяется несколько раз.

Правильное чередование приступов при малярии связано с периодичностью шизогонии в эритроцитах. Начало приступа (озноб) совпадает с распадом эритроцитов и поступлением в плазму крови мерозоитов и продуктов их жизнедеятельности, вызывающих интоксикацию организм

После нескольких циклов бесполого размножения (шизогонии) начинается подготовка к половому процессу. При этом мерозоиты, находящиеся в эритроцитах, дают начало гамонтам (подготовительные стадии образования гамет).

Макрогамонты дадут впоследствии женские половые клетки - макрогаметы, микрогамонты - мужские микрогаметы. В крови человека образования половых клеток не происходит, так как человек - промежуточный хозяин в цикле развития малярийного плазмодия. Дальнейшее развитие плазмодия осуществляется, если гамонты с кровью попадают в желудок малярийного комара при сосании им крови больного человека. Малярийные комары - окончательные хозяева в цикле развития малярийного плазмодия. В желудке комара гамонты превращаются в крупные неподвижные макрогаметы и в мелкие подвижные микрогаметы. Происходит копуляция гамет, в результате чего образуется подвижная зигота (оокинета), которая внедряется в стенку желудка комара и инцистируются на стороне, обращенной в полость тела, превращаясь в ооцисту. Ядро зиготы многократно делится. Ооциста распадается на большое количество (до 10000) спорозоитов. Оболочка спороцисты разрушается и спорозоиты попадают в полость тела комара, а затем в слюнные железы насекомого. Малярийный комар снова может заражать человека. Ни на одной стадии паразит не находится во внешней среде.

Инкубационный период длится от 2 недель до 6 месяцев. Диагноз ставят при нахождении малярийных плазмодий в крови. Кровь берут непосредственно после приступа малярии.

Профилактика связана с уничтожением мест обитания малярийного комара.

интерфаза и ее значения

это подготовка клетки к делению, на ее частицу приходится 90 % всего клеточного цикла. На этой стадии происходят наиболее активные метаболические процессы. Ядро имеет гомогенный вид — оно заполнено тонкой сеткой, которая состоит из переплетенных между собою довольно длинных и тонких нитей хромонем. Ядро соответствующей формы, окруженное двухслойной ядерной мембраной с порами диаметром близко 40 мкм. В интерфазному ядре проходит подготовка к делению. Интерфазу разделяют на определенные периоды: G, — период, который передует репликации ДНК; S — период репликации ДНК; G2 — период с момента окончания репликации к началу митоза.

Пресинтетический период (G1 — вид. англ. gap — интервал). Происходят такие биохимические процессы: синтез макромолекулярных соединений, необходимых для построения хромосом и ахроматинового аппарата (ДНК, РНК, гистонив и других белков), возрастает количество рибосом и митохондрий, происходит накопления энергетического материала для осуществления структурных перестроек и сложных движений во время деления. Клетка интенсивно растет и может выполнять свою функцию. Набор генетического материала будет 2п2с (2n – диплоидный набор хромосом, 2с – диплоидный набор ДНК). В синтетическом периоде (S) удваивается ДНК, каждая хромосома вследствие репликации создает себе подобную структуру. Набор генетического материала составляет 2п4с.

Далее наступает потсинтетический период (G2) — клетка запасается энергией. Синтезируются белки ахроматинового веретена, идет подготовка к митозу. Генетический материал составляет 2n4с.

После достижения клеткой определенного состояния: накопления белков, удвоения количества ДНК и др. она готова к делению — митозу.

В результате митоза происходит точное равномерное распределение наследственного материала. Вследствие митоза каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом со строгим количеством ДНК и за их составом идентичная материнской клетке.

Молекулярно генетический и биохимический метод

Биохимические методы применяют в диагностике наследственных болезней и наследственного предрасположения к ним.Если эти заболевания вызваны генными мутациями, то обычно сопровождаются нарушением всех типов обмена веществ. Установлено около 500 болезней обмена веществ.Наследственная патология, связанная с нарушениями в ферментативных системах, вызвана рецессивными генами, а затрагивающая структурные белки -доминантными генами.

Если рецессивный ген отвечает за проявление патологического признака, то у гетерозигот может наблюдаться отклонение в обмене веществ. "Например, при фенилкетонурии у гетерозигот признак не проявляется, но после приема фенилаланина обнаруживается повышенное содержание его в крови, по сравнению с доминантнымигомозиготами. Наследственные нарушения обмена веществ почти всегда сопровождаются изменением содержания метаболитов не только в тканях, но и в биологических жидкостях.

Билет31

Ранние этапы развития зародыша. Бластула. Гаструла.

Эмбриональное развитие – это развитие животного от зиготы до рождения.

1 стадия бластула-зародыш имеет форму многоклеточного однослойного шара. Все ядра клеток-диплоидны и содержат одинаковую ген. инфу. Полость внутри бластулы-первичная (бластоцель).

2 стадия – гаструла-зародыш двухслойный, у него появляется кишечная полость, первичное рот.отверстие, два слоя клеток – эктодерма и энтодерма. На этой стадии появляется 3 слой клеток- мезодерма, которая закладывается между экто- и энто-.

В зародыше хордовых вслед за этим наступает стадия нейрулы – формируется осевой комплекс, состоящий из хорды и нервной пластинки. У всех одни и те же зародышевые листки формируют одни и те же органы и ткани. Зар. листки гомологичны и имеют единое происхождение в эволюции. Зар. листки-слои тела зародыша многокл. животных и человека, образующиеся в процессе гаструляции. В дальнейшем из эктодермы образуются покровный эпителий, эмаль зубов, нервная система, органы чувств. Из энтодермы – эпителий кишечника, пищ. железы, легкие. Из мезодермы – скелет, мышцы, кров.система, выд. органы, половая система.

Круглые черви. Геогельминты. Общая характеристика

Обитают в морях, пресных водоемах, в почве. Приспособились к паразитическому образу жизни. Развитие происходит из трех зар. листков. Имеется первичная полость тела и кожно-мускульный мешок. Тело удлиненное, веретеновидное, передний и задний концы заострены. Для круглых червей характерно наличие мышечной, выдел., пищ., нервной и половой систем органов. Нематоды раздельнополы. Пищ. система заканчивается анальным отверстием. Болезни - нематодозамы.

Круглых червей, сохранивших связь с внешней средой, яйца или личинки которых развиваются в почве, называют геогельминтами. Более специализированных паразитов, развивающихся с участием промежуточных хозяев, называют биогельминтами.

Геогельминты обитают в просвете кишки и размножаются яйцами, которые выводятся с фекалиями и развиваются далее в почве. Они потом становятся инвазионными, либо из них развиваются личинки, ведущие некоторое время свободный образ жизни и позже становящиеся инвазионными. Геогельминты, поражающие человека, не могут паразитировать у животных. Заражение осуществляется при проглатывании яиц или личинок с продуктами, загрязненными почвой. Диагностика - обнаружение яиц в фекалиях больного. Профилактика-на предотвращение попадания инвазионных яиц в пищ. систему—личная гигиена. Попадая в пищ.систему человека, быстро достигают половой зрелости и начинают размножаться в кишечнике, не мигрируя по организму хозяина. Личинки других перед достижением половой зрелости обязательно передвигаются по кровеносным сосудам и дых.системе и только после этого развиваются в кишечнике