§ 45 «Устойчивость дифференцированного состояния клеток», «обратимость дифференцированного состояния клеток»

148. Картофель (162)

Картофель относят к семейству пасленовых:

• в цветке у него 5 сросшихся чашелистиков, 5 сросшихся лепестков, 5 тычинок, 1 пестик.

• во всех частях растения содержится ядовитое вещество соланин.

Плоды картофеля – ядовитые ягоды. Клубни картофеля являются видоизмененными побегами. Доказательства:

• на клубнях имеются остатки листьев (бровки) и пазушные почки (глазки);

• на свету клубни зеленеют, т.к. лейкопласты превращаются в хлоропласты (после этого содержание соланина в клубнях резко возрастает и они становятся ядовитыми).

Клубни вырастают на подземных видоизмененных побегах (столонах), отходящих от стебля. При окучивании нижняя часть стебля картофеля засыпается землей, из-за этого увеличивается количество столонов, а так же придаточных корней. Кроме того, при окучивании происходит уничтожение сорняков и рыхление почвы (к корням поступает больше воздуха).

Большую часть сухого вещества клубня картофеля составляет крахмал. После длительного хранения клубней их масса уменьшается, потому что крахмал постепенно превращается в глюкозу, глюкоза окисляется, получается энергия, необходимая для жизни клубня, а так же вода и углекислый газ, которые испаряются.

После варки картофель становится рассыпчатым потому, что разрушаются пектиноподобные вещества, соединяющие клетки.

149. Этапы эволюции человека (160)

Дриопитек 25-15 млн.

Австралопитек (человек умелый)

5,5 млн. – 2 млн.

Находки: в Южной и Восточной Африке

Рост около 130 см. Мозг около 600 мл.

Примерно 3 млн. лет назад начали изготавливать примитивные орудия труда из гальки (человек умелый).

Древнейший человек (питекантроп, человек прямоходящий)

2 млн. – 300 тыс.

Находки:

• питекантроп (о. Ява)

• синантроп (Китай)

• Гейдельбергский человек (Германия)

Рост около 165 см. Мозг 900-1100 мл.

Могли использовать огонь, изготавливали примитивные каменные орудия труда

Древний человек (неандерталец, человек разумный неандертальский)

250 тыс. – 35 тыс.

Первая находка – в Германии, в долине реки Неандер. Затем были найдены в Африки, Азии, Европе.

Рост 165 см. Мозг 1400-1600 мл.

Изготавливали разнообразные каменные орудия труда. Могли добывать огонь.

Современный человек (кроманьонец, человек умелый умелый)

40 тыс. – настоящее время

Впервые найден в Франции в гроте Кромань. Затем были обнаружены в Европе, Азии, Африке, Австралии

Рост 180 см. Мозг 1200-1500 мл.

Орудия труда из камня, кости, дерева. Могли шить одежду и строить жилища. Было развито гончарное дело. Развивались искусство, религия.

150. Факторы эволюции человека (162)

На ранних этапах эволюции человека главенствовали биологические факторы эволюции – изменчивость, борьба за существование, естественный отбор и т.п.

На поздних этапах эволюции человека главными стали социальные факторы эволюции –

• стадный образ жизни,

• звуковая сигнализация,

• способность использовать орудия труда,

• использование огня,

• развитие речи.

Например, человек умелый почти не отличался от ранних австралопитеков морфологически, но он умел изготавливать орудия труда.

Расы – это подразделения внутри вида, приспособленные к конкретным условиям. Расы имеются у всех широко распространенных видов. У человека выделяют 3 большие расы (негроиды, европеоиды, монголоиды). Расистская теория отвергает единство человеческих рас, т.е. утверждает, что разные расы человека произошли от разных предков. Это неправда, все расы человека легко скрещиваются и дают плодовитое потомств, т.е. относятся к одному виду.

На современном этапе эволюции человека усилились мутации (за счет загрязнения среды) и комбинации (за счет активного передвижения людей), ослабился естественный отбор (за счет медицины, соцзащиты), ослабилась изоляция. Эволюция человека замедлилась, но не прекратилась. Примеры действия естественного отбора сейчас:

• выкидыши при крупных мутациях

• элиминация генов, не дающих высокого родительского инстинкта

151. Сходства и отличия человека и человекообразных обезьян (157)

Сходства

• крупный размер тела, отсутствие хвоста

• сходные формы ушной раковины, жевательных поверхностей коренных зубов

• 4 группы крови, 5 долей в легких, 7-8 сосочков в почке, червеобразный отросток

• сходные заболевания (СПИД, сифилис, проказа)

• сходная мимика, сложное поведение

• 46 хромосом у человека, 48 у понгид

• 91% генов одинаковы у человека и шимпанзе

Отличия

1) Скелет:

• в связи с большим объемом мозга мозговая часть черепа больше лицевой

• в связи с прямохождением

  • сводчатая стопа

  • расширенный таз

  • изгибы в позвоночнике

  • грудная клетка расширена в стороны

• в связи с трудовой деятельностью большой палец кисти противопоставлен остальным и хорошо развит.

2) Объем мозга в 2 раза больше, объем коры в 3 раза больше за счет извилин. Благодаря этому человек может вырабатывать вторую сигнальную систему, т.е. способность оперировать словами-понятиями, отделенными от конкретных предметов. (Например, слово «стол» обозначает понятие, которому может соответствовать множество очень разных предметов.)

Вторая сигнальная система не врожденная, она формируется в процессе обучения человека в детском возрасте. Таким образом, для формирования человека обязательно требуется общество.

152. Печеночный сосальщик, бычий и свиной цепни (162)

Печеночный сосальщик

(тип плоские черви, класс сосальщики)

• Окончательный хозяин: человек или скот (коровы, овцы)

• Промежуточный хозяин: улитка малый прудовик

Длина 3-5 см. Живет в печени человека или скота, питается печенью и кровью. Яйца червя выходят из окончательного хозяина с калом, попадают в воду, там из них вылупляется личинка, покрытая ресничками. Она внедряется в промежуточного хозяина – улитку малого прудовика. Из прудовика выходит личинка следующего поколения, она плавает в воде, прикрепляется к прибрежной траве и превращается в покоящуюся стадию (цисту). Заразиться можно, выпив некипяченой воды или пожевав травинку.

Бычий и свиной цепень

(тип плоские черви, класс ленточные черви)

• Окончательный хозяин: человек

• Промежуточный хозяин: корова/свинья

Длина – несколько метров. Живут в тонком кишечнике человека, питаются содержимым кишечника (не имеют собственной пищеварительной системы, всасывают пищу поверхностью тела). Яйца выходят из окончательного хозяина с калом, съедаются коровами/свиньями. В их желудке из яиц выходят личинки, покрытые крючьями, они проникают в кровеносные сосуды, разносятся по всему организму и в органах превращаются в покоящиеся стадии – финны. Заразиться можно, поев непрожаренного мяса.

153. Аскарида, острица (164)

Аскарида

(тип круглые черви, класс нематоды)

• Окончательный хозяин: человек

• Промежуточного хозяина нет

Длина 20-30 см. Живет в тонком кишечнике человека, питается содержимым кишечника. Яйца выходят с калом, чтобы стать заразными, они должны пролежать две недели на воздухе при температуре около 20 градусов и высокой влажности (кислородное дозревание; препятствует перезаражению хозяина). Заражение – фекально-оральное (через грязные руки, мух, немытые овощи или фрукты). Из яиц в желудке человека вылупляются личинки, они проникают в кровеносные капилляры, доносятся до легких, выходят из капилляров в альвеолы. Человек кашляет, личинки отхаркиваются, в глотке проглатываются, снова попадают в желудок, затем в кишечник, там вырастают в червя.

Острица

(тип круглые черви, класс нематоды)

• Окончательный хозяин: человек

• Промежуточного хозяина нет

Длина – несколько миллиметров. Живёт в толстом кишечнике человека, питается живущими там бактериями. Самки остриц по ночам откладывают яйца вокруг ануса человека, человек чешется, яйца остаются у него под ногтями. Заражение – фекально-оральное (грязные руки, мухи, погрыз ногтей), а так же аспирационное (вдыхание яиц с пылью). Энтеробиоз – самый распространенный гельминтоз, им болеет больше половины населения РФ.

154. Тип моллюски (158)

Классы:

• Двустворчатые: устрица (морская), беззубка, перловица (пресноводные)

• Брюхоногие: улитка, слизень (наземные), прудовик (пресноводный)

• Головоногие: осьминоги, кальмары, каракатицы (все морские)

Тело моллюсков состоит из трёх отделов: головы (у двустворчатых отсутствует), ноги и туловища. От основания туловища отходит мантия, между мантией и телом находится мантийная полость. Мантия наружу от себя откладывает минеральную раковину.

Тело двустороннесимметричное, несегментированное. Полость тела вторичная, целомические мешки представлены сердечной сумкой и полостью гонад.

Кровеносная система незамкнутая (кроме головоногих). Сердце состоит из одного желудочка и одного-двух предсердий. Кровь голубая, кислород переносит медесодержащий гемоцианин.

Дышат жабрами, наземные брюхоногие дышат легким (внутренней стенкой мантии).

Пищеварительная система состоит из глотки, пищевода, желудка, средней и задней кишки. В глотке имеется терка (радула) для измельчения пищи.

Выделительная система: одна или две почки.

Нервная система моллюсков разбросанно-узловая: состоит из крупного надглоточного нервного узла («головного мозга») и еще нескольких узлов, соединенных перемычками.

Моллюски могут быть как гермафродитами (улитки), так и раздельнополыми (беззубки). Развитие у морских видов непрямое (личинка – парусник), у пресноводных и наземных – прямое.

155. Первая помощь при артериальных и венозных кровотечениях (165)

Отличие: при артериальном кровотечении кровь пульсирует, а при венозном – нет (при артериальном кровь светлее, вытекает под давлением).

При артериальном кровотечении на конечности необходимо наложить жгут выше места повреждения (между туловищем и раной). При отсутствии медицинского жгута можно сделать закрутку: связать кольцо из веревки, надеть его на конечность и палкой закручивать до прекращения вытекания крови (после этого палку надо прибинтовать к руке).

• Жгут НЕ накладывается на голое тело.

• Слабо наложенный жгут пережимает только вены, поэтому кровотечение усиливается.

Рядом со жгутом нужно приколоть записку с точным временем наложения. Жгут можно держать не более 2 часов на ноге и не более 1,5 часа на плече, зимой меньше. Каждые 45 минут необходимо ослаблять жгут (кровь будет вытекать) и дожидаться, пока конечность станет розовой. Если жгут долго не снимать, то конечность придется ампутировать.

При венозном кровотечении давление крови небольшое, поэтому лучше использовать давящую повязку. Если это не останавливает кровотечение, тогда необходимо наложить жгут ниже места повреждения.

После остановки кровотечения рану необходимо промыть водой, обработать края антисептиком и наложить стерильную повязку.

156. Переломы (157)

Главная опасность перелома состоит в повреждении окружающих мягких тканей острыми краями обломков, поэтому нельзя самостоятельно двигать сломанные кости (устранять изменение формы конечности при закрытом переломе и вправлять торчащие наружу кости внутрь при открытом). Наоборот, необходимо обездвижить сломанные кости в том виде, в каком они есть и как можно быстрее доставить пострадавшего в больницу. (При открытом переломе нужно дополнительно наложить на рану стерильную повязку, а при сильном кровотечении – наложить жгут.)

При переломе конечностей обездвиживание осуществляется с помощью шины – специальной медицинской, либо самодельной: двух дощечек, наложенных с двух сторон на поврежденную конечность. Дощечки необходимо привязать к конечности, но не в месте перелома, а в соседних отделах.

Череп: уложить пострадавшего на носилки без подушки, к голове приложить холод и транспортировать в больницу ногами вперед.

Ребра: наложить давящую повязку на область перелома (больной должен иметь возможность дышать «животом»), транспортировать в положении полусидя.

Позвоночник: необходимо исключить движения тела пострадавшего (особенно сгибание). Желательно подвести под пострадавшего твердую поверхность (доску или дверь), транспортировать лежа.

157. Скелет человека (167)

Позвоночник состоит из позвонков, между которыми расположены хрящевые диски (полуподвижное соединение). Отделы: шейный (7), грудной (12, сочленяются с ребрами), поясничный (5), крестцовый (5, сросшихся в крестец), копчиковый (3-5, рудиментарны срастаются в единую кость копчик). Позвоночник имеет 4 изгиба, которые пружинят при ходьбе. Функции: опора для органов, защита спинного мозга.

Грудная клетка состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины. Функции: защита внутренних органов (сердца, легких), участвует в дыхании.

Череп состоит из двух отделов: мозгового (лобная, затылочная, две теменные, две височные кости) и лицевого (две верхнечелюстных, одна нижнечелюстная, две скуловые и др.) Функции черепа: опора и защита для мозга и органов чувств, жевание.

Скелет конечностей состоит из пояса (опора для конечности) и свободной конечности (движение).

Пояс верхней конечности: лопатки и ключицы.

Свободная верхняя конечность – 3 отдела: плечо (плечевая кость), предплечье (локтевая и лучевая), кисть (3 отдела: запястье, пясть, фаланги пальцев).

Пояс нижней конечности – тазовые кости.

Свободная нижняя конечность – 3 отдела: бедро (бедренная кость), голень (большая и малая берцовая кость), стопа (3 отдела – предплюсна, плюсна, фаланги пальцев).

158. Методы генетики человека-1-2 (157)

Гибридологический метод не подходит для человека по морально-этическим соображениям, а так же из-за малочисленного потомства и позднего полового созревания. Поэтому для изучения генетики человека применяют косвенные методы.

1) Цитогенетический – изучение под микроскопом хромосомного набора. Позволяет соотносить хромосомные аномалии (нарушение количества и/или строения хромосом) с различными болезнями и синдромами. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.

Берут кровь человека, выделяют лейкоциты, обрабатывают веществами, стимулирующими деление, ждут начала митоза и фиксируют препарат, затем дифференциально окрашивают (получается чередование полос, по которому можно узнать каждую хромосому).

Во время беременности можно взять клетки плода (кровь из пуповины, либо амниотическую жидкость, либо фрагменты плаценты) и изучить их хромосомный набор; при обнаружении крупных мутаций – сделать аборт.

2) Биохимический – изучение химического состава организма. Обнаружив биохимическую аномалию, можно целенаправленно искать ее причину (мутацию в определенном гене).

При медико-генетическом консультировании метод позволяет узнать, являются ли пациенты гетерозиготами по патологическому гену. Например, гетерозиготы по гену фенилкетонурии не болеют, но в их крови можно обнаружить слегка повышенное содержание фенилаланина.

159. Методы генетики человека-3-4 (158)

3) Геналогический – изучение родословных. Позволяет определить способ наследования признака:

• доминантный признак (праворукость) проявляется в каждом поколении

• рецессивный – через поколение (голубой цвет глаз)

• признак, сцепленный с полом, чаще проявляется у одного пола (гемофилия)

Механизм наследования гемофилии был выявлен при изучении родословной английской королевы Виктории.

При медико-генетическом консультировании метод позволяет рассчитать вероятность рождения детей с наследственными заболеваниями.

4) Близнецовый – сравнение однояйцевых близнецов, позволяет изучать модификационную изменчивость (определять, какие признаки и как именно зависят от окружающей среды).

Однояйцевые близнецы получаются, когда один зародыш на стадии 30-60 клеток делится на 2 части, и каждая часть вырастает в ребенка. Такие близнецы всегда одного пола, похожи друг на друга очень сильно (потому что у них совершенно одинаковый генотип). Отличия, которые возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с воздействием окружающей среды.

Разнояйцевые близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются, когда в половых путях матери одновременно оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут быть одного или разного пола, похожи друг на друга как обычные братья и сестры.

160. Пищеварительная система человека-1 (164)

В ротовой полости пища опробывается, пережевывается и смачивается слюной, которая выделяется тремя парами крупных слюнных желез и множеством микроскопических, расположенных в слизистой оболочке ротовой полости. В слюне содержится лизоцим (убивает бактерии), амилаза (расщепляет углеводы), щелочь (создает щелочную среду для работы амилазы).

Зубы состоят из корня, сидещего в челюстной кости, шейки, окруженной десной и коронки, находящейся в ротовой полости. Основная масса зуба состоит из дентина, корень и шейка покрыты цементом, коронка – эмалью. На каждой челюсти с каждой стороны имеется 2 резца, 1 клык, два малых коренных, 3 больших коренных, всего 32 зуба. Дети рождаются без зубов, в 6 месяцев начинают расти молочные, с 6 лет они сменяются на постоянные, после 20 лет вырастают последние большие коренные – зубы мудрости.

По пищеводу пища попадает в желудок. Желудочный сок вырабатывается микроскопическими железами, расположенными в слизистой оболочке желудка. Он состоит из пепсина (расщепляет белки в кислой среде), липазы (расщепляет эмульгированные жиры), соляной кислоты (превращает неактивный пепсиноген, выделяемый железами, в активный пепсин, а затем создает кислую среду для работы пепсина).

161. Пищеварительная система человека-2 (151)

Начальный отдел тонкого кишечника называется двенадцатиперстная кишка, в нее впадают протоки печени и поджелудочной железы. Сок печени (желчь) не содержит ферментов, он эмульгирует жиры (разбивает их на мелкие капельки), а так же стимулирует работу ферментов и подавляет гнилостные бактерии. Поджелудочный сок содержит амилазу, липазу, трипсин (расщепляет белки в щелочной среде), щелочь (сначала нейтрализует кислоту, попавшую из желудка, затем создает щелочную среду для амилазы и трипсина).

Микроскопические железы в эпителии тонкого кишечника (в том числе двенадцатиперстного) выделяют кишечный сок, который состоит из амилазы, липазы, трипсина. В тонкой кишке происходит окончательное переваривание веществ и всасывание продуктов пищеварения (аминокислоты и моносахара всасываются в кровь, глицерин и жирные кислоты – в лимфу). Чтобы увеличить поверхность всасывания, токая кишка изнутри покрыта ворсинками.

Начальный отдел толстого кишечника называется слепая кишка, от нее отходит червеобразный отросток. В толстом кишечнике происходит всасывание воды, а также живет кишечная микрофлора. Конечный отдел толстого кишечника называется прямая кишка, через нее происходит удаление кала.

162. Витамины (159)

Многие витамины являются коферментами (небелковыми компонентами ферментов). Недостаток витаминов приводит к нарушению обмена веществ – авитаминозу.

А (ретинол) входит в состав зрительного пигмента палочек. Авитаминоз – куриная слепота (человек не видит при слабом освещении). Содержится в яичном желтке, печени, рыбьем жире, может образоваться в организме человека из фотосинтетического пигмента каротина (его много в моркови, шиповнике, облепихе).

В1 (тиамин) входит в состав кофермента, участвующего в реакциях декарбоксилирования.. Авитаминоз – «бери-бери» (прогрессирующие параличи конечностей). Содержится в дрожжах, хлебе грубого помола, гречневой каше. Это первый витамин, который был выделен в чистом виде (Функ, 1912).

С (аскорбиновая кислота) является антиоксидантом (замедляет окисление органических молекул), участвует в синтезе коллагена. Авитаминоз – цинга: кровоточивость десен, выпадение зубов. Содержится в свежих растениях, практически не переносит кулинарной обработки и консервирования.

D (кальциферол) участвует в регуляции обмена кальция и фосфора, недостаток у детей приводит к развитию рахита, (в костях откладывается мало кальция и они принимают неправильную форму). Содержится в печени, яичном желтке, рыбьем жире, образуется в коже человека под воздействием ультрафиолетовых лучей.

163. Эмбриологические и палеонтологические доказательства эволюции (141)

Эмбриологические

1) В зародышевом (эмбриональном) развитии организмов проявляются признаки, которых во взрослом состоянии нет – это признаки эволюционных предков. Например,

• все организмы начинают развитие с одноклеточной стадии (зиготы);

• двухслойный зародыш (гаструла) соответствует кишечнополостным;

• зародыш человека покрыт шерстью.

2) Закон зародышевого сходства (Бэр): «В онтогенезе сначала выявляются признаки высших таксономических категорий, затем низших. (Например, в онтогенезе курицы сначала проявляются черты типа хордовых, затем подтипа позвоночных, затем класса птиц и т.п.)

3) Биогенетический закон (Мюллер-Геккель): «Онтогенез (индивидуальное развитие) организма есть краткое повторение его филогенеза (эволюционного развития)

Палеонтологические

1) Окаменевшие остатки и отпечатки древних организмов являются прямым доказательством эволюции.

2) Филогенетические ряды показывают этапы эволюционного развития вида. Например, полностью установлен филогенетический ряд лошади.

3) Переходные формы

• археоптерикс (пресмыкающиеся → птицы)

  • от пресмыкающихся – длинный хвост, зубы, пальцы на крыльях

  • от птиц – перья, цевка, 4 пальца на ногах

• зверозубый ящер (пресмыкающиеся → млекопитающиме)

• латимерия (рыбы → земноводные)

• семенные папоротники (папоротники → голосеменные)

• эвглена зеленая (животные – растения)

164. Эволюционные мужики до Дарвина (начало XIX века)

1. Древовидная система иллюстрирует эволюцию

Карл Линней (1735)

• описал около 15 тысяч видов

• дал каждому виду двойное латинское название (одинаковое для всех языков)

• ввел систему соподчиненных (иерархических) таксонов, например, роды входят в состав семейства («подчиняются семейству»).

Система Линнея была искусственной (основывалась на одном-двух ярких признаках, например, у растений – на количестве лепестков).

2. Креационизм – «все сущее создано богом и неизменно».

• Жюрж Кювье выдвинул теорию катастроф, чтобы объяснить существование ископаемых остатков животных, противоречащих креационизму.

• Чарльз Лайель опроверг катастрофизм в геологии, ввел принцип актуализма («медленное и непрерывное изменение земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов, действующих и в современную эпоху»).

3. Животный и растительный мир состоит из организмов, родственных друг другу

• Иоганн Гете – все растения имеют единый план строения.

• Жорж Кювье – все животные имеют единый план строения.

• Карл Бэр – закон зародышевого сходства.

• Теодор Шванн – клеточная теория

4. Для эволюции нет времени, т.к. со дня творения прошло около шести тысяч лет.

• Эммануил Кант – библейские дни творения были «днями бога» и могли длиться миллионы лет.

165. Жан Батист Ламарк (167)

Создал первую теорию эволюции («Философия зоологии», 1809)

1) Эволюция живых организмов происходит постоянно, но очень медленно, поэтому человек ее не замечает. [Правильно.]

2) Ступенчатое повышение организации организмов от простых к сложным (градация) происходит независимо от среды обитания и объясняется врожденным стремлением организмов к прогрессу. [Неправильно, организмы стремятся не к прогрессу, а к приспособленности, ради которой могут и упроститься (дегенерировать).]

3) Приспособленность организмов к среде обитания возникает за счет их способности изменяться внутри своей ступени градации так, как необходимо в данных условиях (целесообразно). Все приобретенные изменения передаются по наследству.

Например: жираф водится в местах, где почва сухая и лишена растительности. Это заставляет жирафа объедать листья деревьев и делать постоянные усилия, чтобы дотянуться до них. Вследствие этой привычки передние ноги и шея жирафа удлинились, жираф достигает 6 метров в высоту.

[Изменения, происходящие под действием среды (модификации), по наследству не передаются.]

4) Видов как отдельных единиц не существует, они постоянно изменяются, превращаясь в другие виды. [Виды постоянно изменяются, но при этом реально существуют – это группы особей, способных обмениваться генетической информацией.]