БИЛЕТ 1 Задача 1. В практике стоматолога встречаются пороки зубо-челюстной системы: сверхкомплектные зубы, наличием трем и диастем, конические зубы. 1. Как с точки зрения филогенеза зубо-челюстной системы можно объяснить происхождение этих пороков? 2. Какой закон отражает связь индивидуального и исторического развития организма и в чем его сущность? 3. Охарактеризуйте основные эволюционные преобразования зубо-челюстной системы позвоночных? 4. Гомологами каких структур низших позвоночных явл-ся зубы? 5. Назовите основные преобразования зубо-челюстной системы человека? Ответ : 1. Это атавистические пороки развития зубной системы, связанные с недоразвитием органов на том этапе морфогенеза, когда они рекапитулировали (повторили) предковое состояние, т.е. эти аномалии когда-то являлись нормой для более или менее отдаленных предков. Диастема – наличие широкой плотной костной перегородки между центральными резцами, адентия, аномалии формы и величины зубов, наличие сверхкомплектных зубов, У гоминид имели место большой клык и диастема. Редукция клыка, вероятно, связана с утратой последним функции защиты и нападения и перехода этой функции к руке. При этом передний отдел зубной системы значительно сократился. Следовательно, вначале уменьшаются размеры резцов и клыков. Далее наступает очередь редукции жевательных зубов; при этом роль ключевого зуба переходит от второго моляра к первому. Параллельно идет редукция премоляров. Этот процесс заметен уже у синантропа. У неандертальца уже резко выражены признаки редукции всех зубов. Дальнейшая редукция зубов характеризуется увеличением случаев врожденного отсутствия третьих моляров, уменьшением зубов, усилением степени редукции бугорков. 2. закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии и повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом 3. Основные преобразования зубо-челюстной системы позвоночных - Уменьшение количества челюстей - -Переход от гомодонтной(все зубы одинаковой формы) системы к гетеродонтной -Дифференцировка зубов по функциям (резцы, клыки, жевательные) и как следствие, дифференцировка жевательных поверхностей. - Переход от полифиодонтизму (множественная смена зубов) к дифиодонтизму (смена зубов 2 раза за жизнь) - Общее уменьшение количества зубов - Уплотнение зубного ряда -Изменения по характеру прикрепления ( Акродонтные Плевродонтные Тектодонтные) - Появление многоклеточных слюнных желез и т.д. 4. Зубы – гомологи плакоидной чешуи, эмаль - из эктодермы 5. Основные преобразования зубо-челюстной системы человека: Уменьшение количества зубов, их размеров Дифиодонтизм Гетеродонтная зубная система Увеличение кол-ва бугров на жевательной поверхности (тетратуберкулярные тупобугорчатые) Прикрепление Тектодонтное (в ячейках альвеолярных отростков) Зубы параболической формы Без выступающих клыков и промежутков между зубами Зубная дуга округлой формы и т.п. Задача 2. В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате которых их число возрастает. Генетическая формула клеток 2n2c до S-периода и 2n4c после него. На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты 1 порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Генетическая формула клеток 2n4c. Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). Спермацит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка - одну полноценую яйцеклетку и редукциооные тельца, не учавствующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. 2. На какой стадии происходит редукция числа хромосом? На стадии созревания образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). 3. Какие процессы в гаметогенезе обуславливают генетическое разнообразие гамет? Процессы, протекающие в редукционном делении обеспечивают генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом. К таким процессам относят кроссинговер, расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении. Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления. Случайное расположение бивалентов в плоскости экватора и последующее расхождение в анафазе 1 мейоза обеспечивает перекомбинацию родительских групп сцепления в гаплоидном наборе гамет. 4. Назовите отличительные особенности овогенеза и сперматогенеза у человека. Сперматоцит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка - одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, не участвующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования. 5. Укажите возможные механизмы нарушения числа хромосом в половых клетках. К чему приводят эти нарушения? Увеличение или уменьшения числа хромосом называют полиплоидией. Эти нарушения приводят к мутациям хромосомного типа. Задача 3. В определенных географических районах земли сформировался экотип людей костномышечного типа, с большим объемом грудной клетки, высокими уровнями теплопродукций, минерализации скелета, холестерина в крови, скорости кровотока, но низким артериальным давлением и содержанием иммуноглобулинов. 1. Высокогорный тип людей 2. Холод, высокое атмосферное давление, однообразная пища, гипоксия 3. Под влиянием абиотических факторов среды 4. Для людей тропического типа характерны следующие признаки: • удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, уменьшение окружности грудной клетки, интенсивное потоотделение за счет повышенного количества потовых желез, низкие показатели основного обмена и синтеза жиров, низкая концентрация холестерина в крови. Для арктического типа характерны следующие признаки: относительно сильное развитие костно-мускульного компонента тела, большие размеры грудной клетки, высокий уровень содержания гемоглобина и белков крови, холестерина, повышенная способность окислять жиры. 5. Возникновение климато-географических адаптивных типов людей не зависит от расы и национальной принадлежности. Сходные черты организации отмечаются у людей разных рас и наций в одной климато-географической зоне. БИЛЕТ 2 Задача 1. В процессе развития висцерального черепа человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований висцеральных дуг в ряду челюстноротых. 1. Челюстная дуга (1-я висцеральная дуга)- образует первичные челюсти (у хрящевых рыб). Состоит из двух парных элементов: небно-квадратный хрящ (верхняя часть) и Меккелев хрящ (нижняя часть). Подъязычная дуга (2-я висцеральная дуга). Служит для укрепления челюстей. Верхний элемент- гиомандибулярный хрящ (подвесок); нижний элемент- гиоид. 2. Гиомандибулярный хрящ – стремечко (сначала у земноводных он преобразуется в столбик) Меккелев хрящ- молоточек. Небно-квадратный хрящ - наковальня. 3. У человека из подъязычной дуги образуется стремя, подъязычная кость и шиловидный отросток височной кости. 4. Жаберные дуги на суше преобразуются: 1 пара- задние рожки и тело подъязычной кости. 2 и 3 пара- щитовидный хрящ. 4 и 5 пара – хрящи гортани. 6 и 7 пара- хрящи трахеи. 5. Пороки: развитие только одной слуховой косточки- столбика, незаращение твердого неба, увеличение числа костных элементов и др. Задача 2. Одним из важнейших моментов эволюции пробионтов стало возникновение мембран. Отграничение от окружающей среды мембраной с избирательной проницаемостью способствует превращению пробионта в примитивную живую систему с устойчивым набором макромолекул. 1. Цитоплазматическая мембрана образована двумя слоями фосфолипидных молекул. Гидрофильные части молекул направлены наружу. Гидрофобные - внутрь на встречу друг другу. В мембрану разным образом встроены белки: поверхностные, полупогруженные, полностью погруженные, трансмембранные (то есть пронизывающие два слоя фосфолипидных молекул). Такая модель строения мембраны называется жидкостно-мозаичная или динамическая. Молекулы фосфолипидов и белков могут менять свое положение в пределах мембраны (поверхностные белки - погружаться в мембрану; наружные- выходить на поверхность). 2. Мембрана выполняет ряд функций: отграничивающую(барьерную), регуляции и обеспечения избирательной проницаемости веществ, образования поверхностей раздела между водной(гидрофильной) и неводной ( гидрофобной) фазами с размещением на этих поверхностях ферментных комплексов. 3. Поверхностный аппарат животной клетки образуют: надмембранные структуры, мембрана и субмембранные структуры. 4. Характерные особенности Поверхностный аппарат клетки: - надмембранные структуры - плазматическая мембрана - субмембранные структуры Прокариотические клетки Эукариотические клетки Образованы клеточной стенкой, содержат упрочняющий материалмуреин. Снаружи от клеточной стенки у ряда бактерий располагается капсула. Имеется. Образует впячивания внутрь цитоплазмы- мезосомы и тилакоиды. Не выражены. У растительных клеток образованы клеточной стенкой, содержащей целлюлозу, а у животных клеток – гликокаликсом, состоящим из молекул липидов и гликопротеидов. Имеется. Образуют опорно-сократительну систему, состоящую из микрофибрилл и микротрубочек. 5. Митохондрии (двумембранные) – участвуют в ферментативном извлечение из определенных химических веществ энергии (путем их окисления) и накопление энергии путем синтеза молекул АТФ- аденозинтрифосфата. Эндоплазматическая сеть. Гладкая ЭПС- синтез почти всех липидов клеточных мембран, детоксикация вредных продуктов обмена, транспортировка и накопление ионов ( преимущественно ионов Са). Гранулярная ЭПС- обеспечение синтеза белков на прикрепленных рибосомах и их внутриклеточного транспорта. Лизосомы (одномембранные). Участвуют во внутриклеточном переваривании различных химических соединений и структур. Пластинчатый комплекс ( комплекс Гольджи). Участвует в образовании лизосом, накоплении синтезированных на мембранах ЭПС продуктов, превращении и сортировке поступивших веществ, образовании гликокаликса. Пероксисомы (функциональная разновидность лизосом). Участвует в метаболизме липидов и окислении веществ с образованием перекиси водорода. Ядерный аппарат. Участвует в хранении и передачи наследственной информации Пластиды ( у растительных клеток- хлоропласты, лейкопласты и хромопласты). Задача 3.Человек в отличие от животных не только пользуется природными ресурсами, но, действуя на окружающую среду целенаправленно и осознано, господствует над ней, адаптирует условия к своим потребностям. 1.Среда обитания — это окружающая человека среда, осуществляющая через совокупность факторов (физических, биологических, химических и социальных) прямое или косвенное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье, трудоспособность и потомство. Уровни среды обитания: 1. 2. 3. 4. глобальная среда дальняя/региональная ближняя интимная 2. артеприродная среда- искусственная среда состоящая из природных и чисто технических элементов Квазиприродная- преобразованные человеком ландшафты и созданные им агроценозы 1. Абиотический фактор – это компоненты неживой природы: 3. климатические – свет, t0С, влажность, ветер, атмосферное давление… геологические – геологическая активность литосферы, движение ледников, естественный фон повышенной радиации. * почвенно-грунтовые – плотность, структура, рН, химический состав почвы… * гидрологические – течение, плотность, давление воды… * * 1. Биотический фактор – компоненты живого – вирусы, бактерии, простейшие, грибы, растения, животные (они вступают во внутривидовые и межвидовые взаимодействия). * фитогенные – влияние растений * зоогенные – влияние животных * микробогенные – влияние м/о Антропогенный фактор – деятельность человека, его влияние на экологию, приводящее либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды 1. их обитания. Человек создает сильные электромагнитные поля сотовыми телефонами, повышенную радиацию АЭСами, создает антибиотики, пестициды, вызывает мутацию м/о и появление новых штаммов). * техногенные факторы * биогенные факторы Социально-экономический, социальнопсихологический. 4.Антропогенные экосистемы 1. 2. 3. натуроценоз урбаноценоз агроценоз 5. Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим: меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов); невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком; короткими цепями питания из-за небольшого числа видов; незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая (см. продуктивность экосистем). Без поддержания энергетических потоков со стороны человека в искусственных системах с той или иной скоростью восстанавливаются естественные процессы и формируется естественная структура компонентов экосистемы и вещественно-энергетических потоков между ними БИЛЕТ 3 Задача 1. Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? 5. Объясните происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: сверхкомплектные зубы, тремы, диастемы, конические зубы, сильное развитие клыков. 1) Эволюция жевательной поверхности: · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2) Типы прикрепления зубов : • Аккродонтный- к верхнему краю челюсти. • Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3) Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4) Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм(смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5) У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2. Стадия биосинтеза белка - процессинг вплоть до последнего времени хранила одну из величайших тайн, раскрытую недавно К. Мело и Э. Файером, за что они получили Нобелевскую премию за 2006 год. 1. Назовите стадии биосинтеза белка у эукариот. 2. Какие виды РНК образуются в ходе транскрипции? Какова их роль? 3. Что такое процессинг? Как он происходит у эукариот? 4. Что такое альтернативный сплайсинг, какова его биологическая роль и для каких генов он характерен? 5. Почему в подавляющем большинстве случаев транскрибированные с генов прокариот мРНК сразу могут выполнять функции матриц для трансляции? 1. – Транскрипция- переписывание информации с ДНК на мРНК, процесс синтеза мРНК. - Посттранскрипция (процессинг). - Трансляция – сборка полипептидной цепи на рибосоме ,в соответствии с инструкцией заключенной в мРНК, включает в себя 3 этапа. 1) Инициация- начало сборки полипептида . 2) Элонгация- удлинение полипептидной цепи (тРНК приносит аминокислоты в том порядке, который определяет мРНК, рибосомальная РНК образует между ними пептидные связи). 3) Терминация- завершение синтеза полипептида в участках-терминаторах. - Посттрансляция – приобретение белком вторичной, третичной и четвертичной структуры. 2. В ходе транскрипции образуется матричная (информационная) РНК, содержащая точную копию информации, записанной в соответствующем участке ДНК. То есть м- РНК содержит информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков. Также м- РНК используются в ходе трансляции, как матрица для синтеза белков. 3. Процессинг. В генах эукариот имеются информативные участки (экзоны) и неинформативные участки (интроны). В процессе транскрипции вся информация переписывается в незрелую или пре - и – РНК. В процессе посттранскрипции интроны вырезаются и удаляются, а экзоны сшиваются ( происходит сплайсинг). Информационная РНК укорачивается, на её концах достраиваются дополнительные нуклеотидные последовательности ( колпачок- КЭП и поли-А последовательность). Благодаря процессингу зрелые мРНК эукариот характеризуются наибольшей стабильностью чем мРНК прокариот. 4. Сплайсинг- удаление интронов с последующим соединением экзонных участков. Нарушение этого процесса может привести к сдвигу рамки считывания и невозможности синтеза нормального пептида. В настоящее время доказана возможность альтернативного( взаимоисключающего) сплайсинга, при котором из одного и того же первичного транскрипта могут удаляться разные нуклеотидные последовательности и образовываться разные зрелые м- РНК. В результате одна и та же последовательность нуклеотидов ДНК может служить информацией для синтезе разных пептидов. Альтернативный сплайсинг характерен в системе генов иммуноглобулинов у млекопитающих, где он позволяет формировать на основе одного транскрипта мРНК для синтеза разных видов антител. ( Альтернативный сплайсинг ведет к образованию разных вариантов м-РНК. В результате появляется возможность синтезировать разные варианты белка, закодированные на одном гене). 5. Прокариоты – одноклеточные организмы. У них нет дифференцировки клеток, нет экзон – интронного строения генов, поэтому сразу образуется зрелая м-РНК. У прокариот процесс трансляции и синтеза мРНК происходит практически одновременно. В значительной степени это связано с недолговечностью бактериальной мРНК, которая достаточно быстро подвергается распаду Задача 3. К какому этапу антропогенеза относятся эти гоминиды? Название? Homo habilis (человек умелый), относится к 1-му этапу антропогенеза –Древнейшие стадии гоминизации-происхождение родаHomo, который есть чисто биологическая эволюция. 2. Основные этапы Антропогенеза? 1эт. Древнейшие стадии гоминизации-происхождение рода Homo. 2.эт. Эволюция рода Homo до возникновения современного человека. 3эт. Эволюция современного человека. 3. Основные биологические факторы Антропогенеза? - Естественный отбор -Наследственная изменчивость - Мутации -Дрейф генов - Изоляция -Популяционные волны - Борьба за существование 4. Влияние социальных факторов на эволюцию человека? ( Соц. факторы-. труд. деятельность, обществ. образ жизни, речь, мышление, культура.) Главной движущей силой эволюции человека, начиная с момента возникновения древнейших людей и до появления человека современного тина, была трудовая деятельность. Результатом трудовой деятельности явились морфофизиологические особенности человека, высокоразвитая центральная нервная система, разделение функций нижних и верхних конечностей, неспециализированная рука. Кроме того, труд способствовал сплочению древних людей в коллективы, т. е. созданию общества взамен стада, Общественный труд оказал большое влияние на развитие мозга и органов чувств. В ходе совместной трудовой деятельности возникала жизненная необходимость в обмене информацией. В процессе эволюции у предков современного человека произошли такие изменения голосового аппарата и мозга, которые способствовали появлению речи. Трудовая деятельность, коллективный труд и связанная с ним членораздельная речь сделали необходимым условием жизни людей передачу накопленного опыта следующим поколениям. Преимущество перед другими получили племена, которые не только поддерживали физически сильных особей, но и сохраняли престарелых членов общества — хранителей информации о способах выживания и деятельности в различных условиях (охотников, мастеров по выделке шкур, изготовлению орудий труда, знатоков лекарственных растений и т. д.). Если особенности строения и физиологии человека передаются по наследству на основе генетической информации, то социальная информация передается с помощью слова и обучения и определяет духовный облик индивидуума. Каждое взрослое поколение передает молодому опыт, знания, духовные ценности в процессе воспитания и образования. 5. Как происходит эволюция чел на 1-м этапе антропогенеза? Высокоразвитые приматы — предки человека, переходят к передвижению на двух ногах и употреблению природных предметов в качестве орудий. К таким приматам относятся австралопитеки. Их можно рассматривать как своего рода "модель" ближайших предков человека. Однако многие черты строения и биологии австралопитеков показывают, что это особая линия в эволюции, не получившая дальнейшего развития. Предковым видом для человека были близкие к австралопитекам приматы - Homo habilis (человек умелый) для которых характерны несколько более развитый мозг и более совершенное хождение на двух ногах, более прогрессивное строение кисти. Они уже умели целенаправленно обрабатывать природные предметы (камни, палки), что свид. о ранних формах труд. деятельности. Некоторые ученые полагают, что появление рода Homo (собственно человека) относится к более позднему времени (около 1 млн. лет). Эти древнейшие люди Homo erectus имели довольно крупный мозг (средний объём 1000 см3), с наличием в коре больших полушарий специфических полей, развитие которых связано с трудовыми функциями. Билет №4 Задача 1. В строении висцерального черепа представителей классов наземных позвоночных отмечается сходство многих структурных элементов. Однако у млекопитающих и человека в висцеральном черепе произошли существенные изменения: изменился характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу, уменьшилось число костей, некоторые элементы преобразовались в структуры органа слуха и опорного аппарата дыхательной системы. 1. Каков характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу у млекопитающих и человека? 2. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг. 3. Какие структуры висцерального черепа в эмбриональном развитии млекопитающих преобразуется в слуховые косточки среднего уха? 4. Из каких элементов висцерального черепа формируются подъязычная кость, хрящи гортани и трахеи? 5. Назовите онтофилогенетические пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа? Ответ: Аутостильный тип прикрепления черепа: небно-квадратный элемент срастается с основанием черепа. 1. Челюстная дуга сост. из 2-х парных эл-тов = верхняя-небно-квадратный хрящ + нижняя-меккелев хрящ Подъязычная дуга- для прикрепления челюстей = верхняя – гиомандибулярный хрящ (подвесок) + нижняя. – гиоид 2. Небно-квадратный хрящ ( первичная в/ч) – превращается в наковальню Меккелев хрящ ( первичная н/ч) – в молоточек Гиомандибулярный хрящ после преобразований – слуховая косточка-столбик- стремячко 3. Подъязычная кость, стремя и шиловидный отросток – из подъязычной дуги; Подъязычная кость – из гиоид, 1-ая жаберная дуга, Щитовидный хрящ - 2 и 3 жаберные дуги Надгортанник – 4 жаб дуга Черпаловидные хрящи- 5 жаберная дуга 4. Нарушение дифференцировки элементов челюстной жаберной дуги в слуховые косточки является механизмом формирования такого порока развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки — столбика, что соответствует строению звукопередающего аппарата земноводных и пресмыкающихся. Задача 2. 1. Мишер 1869г открытие молекулы ДНК Уотсон и Крик 1953г (открытие структуры молекулы) методом рентгенострутурного анализа. 2. Какова молекулярная структура ДНК? ДНК состоит из нуклеотидов, в состав которых входит сахар (пентоза), фосфат и азотистое основание (пурин и пиримидин) Аденин/ Гуанин Тимин /Цитозин 2) Нуклеотиды соединены в 2–е полинуклеотидные цепи, которые связаны между собой водородными связями через свои азотистые основания по принципу комплементарности А -Т ; Г -Ц - Нуклеотидные цепи объедены друг с другом антипараллельно, т.е, 5 – конец одной цепи соединяется с 3 – концом другой, и наоборот. Молекула ДНК- двойная спираль (закручены относительно друг друга и вокруг общей оси) 3. свойства Днк: 1. репликация 2. репарация 3. Способность к мутации 4. Способность к суперспирализации 5. Способность к восстановлению водородных связей и цепей 4. Что такое генетический код, свойства ген.кода? Генетический код-система "записи" наследств. информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот, в т.ч. ДНК. Свойства ГК: ü Триплетность - 1 аминокислоту кодируют 3 нуклеотида (кодон). (всего 20 а/к на 64 кодона. 61 кодон –кодирует и 3-кодона «знаки препинания») ü Вырожденность1 аминокислоту кодируют 2 и более триплетов-синонимов (вырожденность Г. к. уменьшает вероятность того, что мутационная замена одного из нуклеотидов в триплете приведёт к ошибке) ü Специфичность – каждый триплет способен кодировать только одну аминокислоту ü Универсальность- код одинаков для всех живых организмов (за некоторыми исключениями) ü Непрерывность и Неперекрываемость (отсутствие «знаков препинания» внутри!гена)– считывание информации с гена, триплет за триплетом, идет без пропусков, при этом соседние триплеты не перекрывают друг друга, т.е каждый отдельный нуклеотид входит в состав только одного триплета. (см. рис.1) ü Наличие знаков препинания - ген в цепи ДНК имеет строго фиксированное начало считывания «Начальный» или «Стартовый» триплет и «Конечный» или «Терминированный» триплет. 5. в автономных органеллах (митохондрии,пластиды) Поддержание гомеостаза. ЗАЩИТА ОТ МУТАЦИЙ Задача 3. Большинство экологически негативных последствий деят. людей, проявл. в изменении биосферы-её физ. и хим. состава. Загрязнения природной среды изменяет установившейся, в течение длительной эволюции, качества среды планеты и имеет огромное знач. в развитии болезней человека. 1. Назовите виды антропического загрязнения среды, источники каждого вида? ФИЗИЧЕСКОЕ загрязнение (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное) ХИМИЧЕСКОЕ з. (оксиды серы, азота, углерода; пестициды; тяжелые Металлы, Нитраты; Кисл.дожди и т.д) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ з. (Аэрозольные) БИОЛОГИЧЕСКОЕ з. (биогенные, микробиолог. микробные) ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ - Не знаю, что здесь имели в виду????? 2. Как поступают загрязнители в организм чел.? орг.дыхания Комплексное воздействие Воздух вода+воздух кожа организм чел. воздух+пища Вода вода+пища пищев.путь вода+воздух+пища Пища 3. Какова судьба различных загрязнит. хим. природы в экосистеме? а) НЕСТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются быстро небиологическими процессами; - входят в естеств. круговорот в-в. Живые организмы расщепляют его до безвредных соединений. б) СТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются медленно небиологическими процессами., в круговорот в-в не входят, в живые орг. не включаются. - входит в жив. организм и быстро выводится, его повреждающее действие зависит от поступления. - входит в жив. орг. и медленно выводится, может накапливаться в биол.цепях (биоаккумуляция) 4. Биоконцентрирование или Биоаккумуляция. Примеры? – накопление в организме загрязняющих веществ, поступающих из окружающей среды через легкие, кожу и пищеварительный тракт. Накапливаются обычно вещества стойкие и имеющие способность к быстрому разложению в организме. Обычно этот термин применяется в отношении накопления металлов, а также по отношению к накоплению стойких синтетических веществ, как например, органохлорсодержащих соединений. К стойким веществам (с большим периодом биологического полураспада) относятся хлорированные углеводороды, тяжелые металлы и т.д. У человека хлорированные углеводороды накапливаются в жировых тканях, а, например, кадмий — в почках. Особенно в больших масштабах Б. обнаруживается в водных организмах. Многие организмы усваивают загрязнители селективно. Так, некоторые виды съедобных грибов накапливают кадмий. 5. Ксенобиотики. Превращение ксенобиотиков в организме человека? - чужеродные для живых организмов хим.вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. КСЕНОБИОТИК Накопление Выведение в неизмен. организм чел. Превращ. в аллергены виде Расщепление Превращ. в мутагены. Превращ. в безвредн. соед. Превращен. в канцероген и сверхканцероген Билет №5 Задача 1. В стоматологическую клинику обратился пациент, у которого обнаружены сверхкомплектные зубы. 1. Охарактеризуйте основные направления эволюции зубов у позвоночных. 2. Что такое полифиодонтизм и дифиодонтизм? 3. Как происходила эволюция жевательной поверхности коренных зубов? 4. Какова зубная формула молочных и постоянных зубов у человека? 5. Приведите другие примеры онто-филогенетически обусловленных пороков развития зубов у человека. Ответ: 1. 1.В эволюционном отношении зубы представляют собой производное эктодермального эпителия, преобразованного в чешую. Чешуя древних рыб, имевшаяся на челюстях, постепенно подвергалась значительному развитию и дала начало зубам.Простейшей формой зубов является коническая. У низших позвоночных конические зубы очень мелкие, но многочисленны (иногда тысячи). Все они одинаковы по форме (гомодонтная система). У более высокоорганизованных животных, в частности, у млекопитающих сформировались зубы различной формы (гетеродонтная система), приспособленные функционально к образу питания животного. 2. Полифиодонтизм-многократная смена зубов по мере их изнашивания(рыбы, амфибии, рептилии). Дифиодонтизм- двойная закладки зубного ряда: временные(молочные) и постоянные (млекопитающие-за некоторым исключением) 3. Гаплодонтные(конические, одновершинные, остробугорчатые) · Трикодонтные ( секторальные) · Тритуберкулярные (трехбугорчатые) · Тетратуберкулярные (остробугорчатые, четырехбугорчатые) · Тетратуберкулярные(тупобугорчатые) 4. Формула молочных (2102, всего 20) и постоянных(2123, всего 32). Сроки прорезывания: молочные-6 мес. до 2 лет, постоянные-6 лет до 12 лет. 5. Адентия-отсутствие зуба, зубов. Нарушение формирования тканей зуба, сверхкомпектные зубы,аномалии величины и формы зубов. Задача 2. В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последлвательных митотических делений, в реультате которых их число возрастает. Генетическая формула клеток 2n2c до S-периода и 2n4c после него. На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты 1 порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Генетическая формула клеток 2n4c. Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе сотавляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). Спермацит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка - одну полноценую яйцеклетку и редукциооные тельца, не учавствующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. 6. На какой стадии происходит редукция числа хромосом? На стадии созревания образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). 7. Какие процессы в гаметогенезе обуславливают генетическое разнообразие гамет? Процессы, протекающие в редукционном делении обеспечивают генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом. К таким процессам относят кроссинговер, расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении. Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления. Случайное расположение бивалентов в плоскости экватора и последующее расхождение в анафазе 1 мейоза обеспечивает перекомбинацию родительских групп сцепления в гаплоидном наборе гамет. 8. Назовите отличительные особенности овогенеза и сперматогенеза у человека. Сперматоцит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка - одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, не участвующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования. 9. Укажите возможные механизмы нарушения числа хромосом в половых клетках. К чему приводят эти нарушения? Увеличение или уменьшения числа хромосом называют полиплоидией. Эти нарушения приводят к мутациям хромосомного типа. Задача 3.Изучение строения тела, физиологических и биохимических показателей человеческих популяций в различных географических районах Земли выявило несколько, отличающихся по морфо-физиологическим и биохимическим признакам, экологических типов людей. 1.Какие экологические типы выделяют в разных географических условиях Земли? По каким показателям? 2.Адаптация к каким экологическим факторам способствовала возникновению экотипов людей? 3.Объясните, почему отмечается сходство некоторых признаков у разных экотипов. 4.Какой вид адаптации привел к возникновению этих экотипов? 5.Зависит ли возникновение данных экотипов людей от расы и национальности? Исследуя телосложение, форму и объем грудной клетки, длину конечностей, количество жировой ткани, содержание гемоглобина в крови, эритроцитов, холестерина, основной обмен и другие показатели выявили несколько климато-географических типов людей. Независимо от материка Земли в сходных климато-географических зонах выявлены тропический, аридный, высокогорный, арктический и континентальный экотипы людей. Сходные экотипы в различных областях Земли обусловлены длительной адаптацией человеческих популяций к основным климатическим экологическим факторам (температуре, влажности, содержанию кислорода в воздухе), а также к основным пищевым ресурсам географической зоны. В климатических зонах со сходными абиотическими факторами у людей разного экотипа имеется ряд сходных черт. Например, широкая грудная клетка и высокое содержание эритроцитов и гемоглобина отмечается в крови у людей арктического и высокогорного типа, что связано с низким содержанием кислорода в воздухе этих зон. Возникновение климато- географических адаптивных типов людей не зависит от расы и национальной принадлежности. Сходные черты организации отмечаются у людей разных рас и наций в одной климато-географической зоне. Билет №6 Задача 1.Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? 5. Объясните происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: сверхкомплектные зубы, тремы, диастемы, конические зубы, сильное развитие клыков. 1) Эволюция жевательной поверхности: · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2) Типы прикрепления зубов : Аккродонтный- к верхнему краю челюсти. Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3) Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4) Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм(смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5) У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2.В природе существует значительное разнообразие клеток, различающихся по размерам, форме, химическим особенностям. Число же главных типов клеточной организации ограничено двумя. 1)Выделяют прокариотический (бактерии,синезеленые водоросли)и эукариотический типы(простейшие,растения,грибы,животные) с подразделением второго на подтип, характерный для простейших организмов, и подтип, характерный для многоклеточных. 2) Прокариотическая клетка Эукариотическая клетка 1 представители: царство прокариоты, подцарство: бактерии и сине-зел водоросли. представители: империяэукариоты, царство –животные, растения, грибы. 2 размеры клеток: для кокков мах – 0.5 до микро метра. для палочек – 6 микрометров. размеры клеток: обычно в 10 (в кубе) 10 (в четвёртой) раз больше прокариотич. 3 наследств аппарат: ядро отсутствует (его функцию выполн нуклеойд). Кольцевая двунитчатая спираль ДНК в цитоплазме. Гистон белки отсутств. Имеются плазмиды – участки ДНК в цитоплазме не сзяз с нуклеотидом. Rплазмиды содерж гены которые обеспеч устойчивость бактерий к антибиотикам. Fплазмиды – отвечают за коньюгацию у бактерий. (за обмен ген инф) наследств аппарат: имеется ядро сост из 1-поверхност аппарата (кариотека) который включает кариолемму или ламину. 2-кариоплазмы (ядерный сок). 3-ядерного матрикса. 4-ядрышка или ядрышек. 5-хроматина (дезоксирибонуклеопротеидные комплексы на разных стадиях компактизации.) 4 не разделены процессы матричного синтеза во времени и пространстве (все процессы происход в цитоплазме) процессы матричного синтеза разделены в пространстве (в ядре происход – репликация и трансляция. в цитоплазме трансляция. транскрипция в пресентетич или в G1 периоде. репликация ДНК в S периоде. 5 белок синтезирующий аппарат: рибосомы 70S типа (S-коэффициент сигментации не связ с мембранами). малая субъединица 30S, большая- 40S. белок синтезирующий аппарат: рибосомы 80S типа на мембранах шерох. э.п.с. или в цитоплазме. Малая субъединица 40S. большая 60S.70S рибосомы в матриксе митохондрий и в строме пластид. 6 отсутств одномембран органойды. есть одномембран органойды в эпс, аппарате гольджи,мезосомах. 7 двухмембранные тож отсутствуют двухмембран органы: митохондрии и пластиды во всех клетках. 8 аэробное, анаэробное и факультативное дыхание. Дыхание осущ на мезосомах. дыхание в митохондриях аэробное. 9 фотосинтез – встреч у фотобактерий и у синезеленых водорослей. фотосинтез: осуществляется на мембранах тилакойдов хлоропластах. хлорофилл, а участ в этом. 10 клеточный центр – отсутствует. клеточный центр представлен 2мя центриолями, каждая из которых состоит из 9 триплетов микротрубочек. У высших растклет центр- центросома. 0сновные белки альфа и бета тубулин. 11 жгутики: у бактерий- не окруж мембраной не содержит микротрубочки. Основа белок-флагемен. папобазальное тело отсутствует. цитоплазма – циклоза нет, эндо и экзо-цитоз отсутствует. элементы цитоскелета- отсутств. жгутики окруж мембраной, содерж микротрубочки. основн бел альфа и бета тубулин. Основание жгутики прикрепл к базал мембране. 13 цитоплазматическая мембрана: основу составл гликокаликс, гликолипиды, фосфолипиды. холестерин отсутств. цитоплазматич мембрана: основу составл фосфолипиды 85%. имеется фосфотидил- холин (лецитин) фосфотидил серин. имеется холестерил. 14 над мембр комп-с: у бактерии – муреин клет стенка. у некотор есть слиз капскла. над мембр комп-с: у животгликокаликс, у раст- целлюлоза, у грибов- хитин. (клет стенк) 15 простое бинарное деление. деление: мейоз, шизогания, митоз, почкование. 16 азот фиксируют клубеньков бактерии. фиксация азота: не один организм не возмж. 12 цитоплазма: характерен цитоз. эндо и экзо цитоз характерен для жив. клеток. имеются элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежут филаменты) 3) 4) Участок ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белковой молекуле, называется ге́ном. Сумма всех нуклеотидных последовательностей (количество ДНК) содержащихся в гаплоидном наборе хромосом данного вида называется гено́мом. Большинство генов эукариот имеют мозаичное (прерывистое) строение — в них чередуются кодирующие (экзоны) и некодирующие области (интроны). Ген человека — это участок ДНК, который слева имеет начало гена (5' — конец), справа конец гена (3'— конец), и в середине расположенные экзоны и интроны (рис. 2). В процессе транскрипции снимается копия всего гена (про- и-РНК), затем при помощи специальных ферментов интроны вырезаются (рестрикция), а экзоны «склеиваются» (сплайсинг) между собой. Такие преобразования РНК называются процессинг Экзон-интронная организация генов характерна для геномов высших эукариот. 5) 5. Основные отличия этапов синтеза белка у про-и эукариот? У ПРОКАРИОТ в биосинтезе белка отсутствует стадия «Посттранскрипция» или «Процессинг», т.к все участки гена информативные. у ЭУКАРИОТ в стадии «Посттранскрипции» вырезаются неинформативные участки и сшиваются информативные (сплайсинг). Задача 3. Большинство экологически негативных последствий деят. людей, проявл. в изменении биосферы-её физ. и хим. состава. Загрязнения природной среды изменяет установившейся, в течение длительной эволюции, качества среды планеты и имеет огромное знач. в развитии болезней человека. 1. Назовите виды антропического загрязнения среды, источники каждого вида? ФИЗИЧЕСКОЕ загрязнение (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное) ХИМИЧЕСКОЕ з. (оксиды серы, азота, углерода; пестициды; тяжелые Ме, Нитраты; Кисл.дожди и т.д) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ з. (Аэрозольные) БИОЛОГИЧЕСКОЕ з. (биогенные, микробиолог. микробные) ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ - Не знаю, что здесь имели в виду????? 2. Как поступают загрязнители в организм чел.? орг.дыхания Комплексное воздействие Воздух вода+воздух кожа организм чел. воздух+пища Вода вода+пища пищев.путь вода+воздух+пища Пища 3. Какова судьба различных загрязнит. хим. природы в экосистеме? а) НЕСТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются быстро небиологическими процессами; - входят в естеств. круговорот в-в. Живые организмы расщепляют его до безвредных соединений. б) СТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются медленно небиологическими процессами., в круговорот в-в не входят, в живые орг. не включаются. - входит в жив. организм и быстро выводится, его повреждающее действие зависит от поступления. - входит в жив. орг. и медленно выводится, может накапливаться в биол.цепях (биоаккумуляция) 4. Биоконцентрирование или Биоаккумуляция. Примеры? – накопление в организме загрязняющих веществ, поступающих из окружающей среды через легкие, кожу и пищеварительный тракт. Накапливаются обычно вещества стойкие и имеющие способность к быстрому разложению в организме. Обычно этот термин применяется в отношении накопления металлов, а также по отношению к накоплению стойких синтетических веществ, как например, органохлорсодержащих соединений. К стойким веществам (с большим периодом биологического полураспада) относятся хлорированные углеводороды, тяжелые металлы и т.д. У человека хлорированные углеводороды накапливаются в жировых тканях, а, например, кадмий — в почках. Особенно в больших масштабах Б. обнаруживается в водных организмах. Многие организмы усваивают загрязнители селективно. Так, некоторые виды съедобных грибов накапливают кадмий. 5. Ксенобиотики. Превращение ксенобиотиков в организме человека? - чужеродные для живых организмов хим.вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. КСЕНОБИОТИК Накопление Выведение в неизмен. организм чел. Превращ. в аллергены виде Расщепление Превращ. в мутагены. Превращ. в безвредн. соед. Превращен. в канцероген Билет №7 Задача 1. В практике стоматолога встречаются пороки зубо-челюстной системы: сверхкомплектные зубы, наличием трем и диастем, конические зубы. 6. Как с точки зрения филогенеза зубо-челюстной системы можно объяснить происхождение этих пороков? 7. Какой закон отражает связь индивидуального и исторического развития организма и в чем его сущность? 8. Охарактеризуйте основные эволюционные преобразования зубо-челюстной системы позвоночных? 9. Гомологами каких структур низших позвоночных явл-ся зубы? 10. Назовите основные преобразования зубо-челюстной системы человека? Ответ : 6. Это атавистические пороки развития зубной системы, связанные с недоразвитием органов на том этапе морфогенеза, когда они рекапитулировали (повторили) предковое состояние, т.е. эти аномалии когда-то являлись нормой для более или менее отдаленных предков. Диастема – наличие широкой плотной костной перегородки между центральными резцами, адентия, аномалии формы и величины зубов, наличие сверхкомплектных зубов, У гоминид имели место большой клык и диастема. Редукция клыка, вероятно, связана с утратой последним функции защиты и нападения и перехода этой функции к руке. При этом передний отдел зубной системы значительно сократился. Следовательно, вначале уменьшаются размеры резцов и клыков. Далее наступает очередь редукции жевательных зубов; при этом роль ключевого зуба переходит от второго моляра к первому. Параллельно идет редукция премоляров. Этот процесс заметен уже у синантропа. У неандертальца уже резко выражены признаки редукции всех зубов. Дальнейшая редукция зубов характеризуется увеличением случаев врожденного отсутствия третьих моляров, уменьшением зубов, усилением степени редукции бугорков. 7. закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии и повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом 8. Основные преобразования зубо-челюстной системы позвоночных - Уменьшение количества челюстей - -Переход от гомодонтной(все зубы одинаковой формы) системы к гетеродонтной -Дифференцировка зубов по функциям (резцы, клыки, жевательные) и как следствие, дифферинц. жевательных поверхностей. - Переход от полифиодонтизму (множественная смена зубов) к дифиодонтизму (смена зубов 2 раза за жизнь) - Общее уменьшение количества зубов - Уплотнение зубного ряда -Изменения по х-ру прикрепления ( Акродонтные Плевродонтные Тектодонтные) - Появление многоклеточных слюнных желез и т.д. 9. Зубы – гомологи плакоидной чешуи, эмаль - из эктодермы 10. Основные преобразования зубо-челюстной системы человека: Уменьшение количества зубов, их размеров Дифиодонтизм Гетеродонтная зубная система Увеличение кол-ва бугров на жевательной поверхности (тетратуберкулярные тупобугорчатые) Прикрепление Тектодонтное (в ячейках альвеолярных отростков) Зубы параболической формы Без выступающих клыков и промежутков между зубами Зубная дуга округлой формы и т.п. Задача 2. Способность к самовоспроизведению проявляется на всех уровнях организации живого. В основе этого свойства лежит способность молекулы ДНК к самоудвоению (репликации). В процессе удвоения ДНК участвует комплекс различных ферментов. 1. Ферменты репликации ДНК ДНК – полимераза ДНК – лигазы ДНК – геликазы ДНК-топоизомеразы Праймаза функции ДНК-полимераза — фермент, участвующий в репликации ДНК. Ферменты этого класса катализируют полимеризацию дезоксирибонуклеотидов вдоль цепочки нуклеотидов ДНК, которую фермент «читает» и использует в качестве шаблона. Тип нового нуклеотида определяется по принципу комплементарности с шаблоном, с которого ведётся считывание. Собираемая молекула комплементарна шаблонной моноспирали и идентична второму компоненту двойной спирали. ДНК-полимераза начинает репликацию ДНК, связываясь с отрезком цепи нуклеотидов. Среднее количество нуклеотидов, присоединяемое ферментов ДНК-полимеразой за один акт связывания/диссоциации с матрицей, называют процессивностью. ДНК-лигазы — ферменты, катализирующие ковалентное сшивание цепей ДНК в дуплексе при репликации, репарации и рекомбинации. Они образуют фосфодиэфирные мостики между 5'фосфорильной и 3'-гидроксильной группами соседних дезоксинуклеотидов в местах разрыва ДНК или между двумя молекулами ДНК. Для образования этих мостиков лигазы используют энергию гидролиза пирофосфорильной связи АТФ. Один из самых распространённых коммерчески доступных ферментов — ДНК-лигаза бактериофага Т4. ДНК – геликазы ДНК геликазы - ферменты раскручивающие двуцепочечную спираль ДНК с затратой энергии гидролиза трифосфатов NTP. Образуемая одноцепочечная ДНК участвует в различных процессах, таких как репликация, рекомбинация, и репарация. ДНК геликазы необходимы для репликации, репарации, рекомбинации и транскрипции. Геликазы присутствуют во всех организмах. ДНК-топоизомеразы—ферменты, изменяющие степень сверхспиральности и тип сверхспирали. Путём одноцепочечного разрыва они создают шарнир, вокруг которого нереплецированный дуплекс ДНК, находящейся перед вилкой, может свободно вращаться. Праймаза — фермент, обладающий РНК-полимеразной активностью; служит для образования РНК-праймеров, необходимых для инициации синтеза ДНК в точке ori и дальнейшем для синтеза отстающей цепи. 2) Поскольку цепи ДНК антипараллельны, а синтез новой цепи возможен только в направлении 5´→3´, то в репликационной вилке дочерние цепи будут синтезироваться в разных направлениях. На матрице 3´→5´ сборка новой полинуклеотидной последовательности происходит по большей части непрерывно, так как эта цепь синтезируется в направлении 5´→3´. Антипараллельная матрица характеризуется 5´→3´ направлением, поэтому синтез дочерней цепи по ходу движения вилки здесь не возможен. Здесь он был бы 3´→5´, но ДНК-полимера 4)Фрагмент Оказаки (Okazaki fragments): небольшие отрезки нуклеотидных цепей, синтезированных в процессе образования отстающей цепи ДНК во время репликации. не может присоединять к 5´-концу. 5) s-период интерфазы 3. человек является представителем отряда приматов подотряда человекоподобных обезьян 1. 1. Какие черты организации отряда приматов являются антропоморфными? 2. Назовите черты морфофункциональной организации австралопитековых, позволяющие считать их предками человека. 3. Назовите основные этапы антропогенеза. 4. Какие факторы эволюции являлись определяющими на прегоминидной стадии эволюции? Приведите доказательства. 5. Какие факторы биологической эволюции оказывают влияние на эволюцию современного человека? Задача 3. Человек является представителем отряда Приматов, подотряда Человекоподобных обезьян. Эволюция древних древесных приматов – дриопитеков привела к появлению многочисленной и разнообразной группы австралопитековых (в настоящее время известно не менее 6 видов подсемейства Автралопитековые). Способность автралопитеков к прямохождению стала решающим моментом начала эволюции человека. Ответ к ситуационной задаче № 34. Ключевой адаптацией приматов являются древесный образ жизни и наличие конечности хватательного типа с противопоставленным большим пальцем. Эти особенности способствовали формированию и развитию других адаптаций: отсутствие когтей и наличие ногтей, наличие пальцевых подушечек и кожных узоров, повышенная подвижность лучезапястного сустава, бинокулярное зрение, сильно развитые мозжечок и кора больших полушарий. Другой важнейшей особенностью приматов является выраженная социальность. Все эти черты организации приматов являются антропоморфозами, т.е. необходимыми преадаптациями к появлению человека. Наиболее вероятным предком человека считают австралопитековых. Важнейшими адаптациями ранних гоминид являются двуногость, свободные от ходьбы передние конечности, строение зубной системы. По строению мозга и объёму черепа (380 – 450 см3) австралопитековые проявляют большее сходство с человекообразными обезъянами. Выделяют следующие стадии антропогенеза: древнейшие люди – архантропы, древние люди – палеоантропы, современные люди – неоантропы (указать исторические сроки обитания, дать краткую характеристику). Решающими на стадии прегоминидной эволюции являются факторы биологической эволюции, и, в первую очередь, естественный отбор. Результатом действия естественного отбора является образование новых видов. В процессе антропогенеза всё большее значение приобретают социальные факторы эволюции, что значительно ускоряет антропогенез. Значение факторов биологической эволюции снижается, новые виды Homo не образуются. В то же время, человек как живой организм подвергается действию факторов биологической эволюции, но относительное их значение меняется: естественный отбор утрачивает ведущую роль, в то время как мутационная изменчивость в условиях глобального загрязнения планеты может оказать значительное влияние на будущее человечества. Билет №8 В процессе развития черепа человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований 1. Челюстная дуга (1-я висцеральная дуга)- образует первичные челюсти (у хрящевых рыб). Состоит из двух парных элементов: небно-квадратный хрящ (верхняя часть) и Меккелев хрящ (нижняя часть). Подъязычная дуга (2-я висцеральная дуга). Служит для укрепления челюстей. Верхний элементгиомандибулярный хрящ (подвесок); нижний элемент- гиоид. 2. Гиомандибулярный хрящ – стремечко ( сначала у земноводных он преобразуется в столбик) Меккелев хрящ- молоточек. Небно - квадратный хрящ- наковальна. 3. У человека из подъязычной дуги образуется стремя, подъязычная кость и шиловидный отросток височной кости. 4. Жаберные дуги на суше преобразуются: 1 пара- задние рожки и тело подъязычной кости. 2 и 3 пара- щитовидный хрящ. 4 и 5 пара – хрящи гортани. 6 и 7 пара- хрящи трахеи. 5. Пороки: развитие только одной слуховой косточки- столбика, незаращение твердого неба, увеличение числа костных элементов и др. Задача 2. У большинства млекопитающих размножение овогониев происходит во время эмбриогенеза. В постэмбриогенезе наблюдается их развитие. Только незначительная часть ооцитов превращается в яйцеклетки. Остальные погибают, не достигнув стадии зрелости. У новорожденной девочки в яичнике бывает 50-100 тыс. ооцитов, а созревает лишь 500 яйцеклеток. Ответ. 1.Назовите стадии овогенеза и объясните уменьшение числа овоцитов. Размножение – рост – созревание. На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров овогоний и превращение их в овоциты 1-го порядка. Часть клеток представляет собой питательный материал (желток в овоцитах), другая – связана с последующим делением. 2.Назовите клетки на разных стадиях овогенеза, укажите набор хромосои и кол-во ДНК в них. Размножение (со2-3-го месяца эмбриогенеза (на 7-м пик) до 3-х лет) – овогонии 2n2c; (митоз), блок-1. Рост (с началом половой зрелости) – овоцит 1-го порядка 2n4c; (репликация, интерфаза мейоза-1) Созревание (ежемесячно один овоцит): 1-е деление мейоза (редукционное) – овоцит 2-го порядка n2с; 2-е деление мейоза (эквационное) – овотида, или яйцеклетка nc. 3. Назовите особенности протекания профазы 1-го деления мейоза в овогенезе. Дважды накладывается блок. На стадии диктиотены (еще в эмбриогенезе) хромосомы приобретают форму «ламповых щеток» и на многие годы (до начала репродуктивного периода) прекращают структурные изменения. 4. Какие механизмы мейоза обеспечивают генетическое разнообразие яйцеклеток. - Происходит конъюгация гомологичных хромосом, между ними осуществляется кроссинговер – перекрест и обмен участками хромосом. - В анафазе мейоза-1 у полюсов клетки происходит независимая комбинация хромосом. 5. Укажите особенности овогенеза человека по сравнению со сперматогенезом. а) Овогонии закладываются с 3-го месяца эмбриогенеза, на 7-м пик и до трех лет. б) В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, она во много раз крупнее. з. в) В овогенезе неравный мейоз. Из одной клетки. вступившей в мейоз, образуется одна яйцеклетка и четыре редукционных тельца, чтобы сохранить питательные вещества в одной клетке. г) В овогенезе нет стадии формирования. Задача 3. Биологический вид современного человека отличается огромной пластичностью. В популяциях людей, населяющих различные климатогеографические зоны, выделены отдельные адаптивные экологические типы, которые различаются размерами тела, пропорциями, уровнями обмена веществ, холестерина, белковых фракций крови, ферментов и т.д. 1.Опишите основные признаки людей тропического экотипа. 2.Какие черты характерны для людей арктического экотипа? 3.Какие признаки характеризуют людей высокогорного экотипа? 4.Какие биологические факторы эволюции человека повлияли на формирование климатогеографических адаптивных типов? 5.Какие виды адаптаций у человека, кроме климатогеографических, вам известны? Приведите примеры. Для людей тропического типа характерны следующие признаки: удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, уменьшение окружности грудной клетки, интенсивное потоотделение за счет повышенного количества потовых желез, низкие показатели основного обмена и синтеза жиров, низкая концентрация холестерина в крови. Для арктического типа характерны следующие признаки: относительно сильное развитие костномускульного компонента тела, большие размеры грудной клетки, высокий уровень содержания гемоглобина и белков крови, холестерина, повышенная способность окислять жиры. Основным экологическим фактором формирования горного адаптивного типа, по- видимому, явилась гипоксия. У жителей высокогорья независимо от расовой и этнической принадлежности наблюдаются: повышенный уровень основного обмена, относительное удлинение длинных трубчатых костей скелета, расширение грудной клетки, повышение кислородной емкости крови за счет увеличения количества эритроцитов и гемоглобина. Адаптивные черты в строении тела, обеспечивающие оптимальные возможности обитания в этой или иной экологической нише, характерны для самых ранних стадий постнатального развития человека, что свидетельствует об их наследственной обусловленности. Механизмы их формирования из-за своей сложности до сих пор не ясны. По-видимому, имеют место биологические факторы эволюции: мутации, изоляция, дрейф генов, естественный отбор. Билет №9 Задача 1.Во время медосмотра у пациента был обнаружен шейный свищ. 1. С чем связано образование такого порока, как шейные свищи и к каким осложнениям это может привести? 2. Как преобразуются глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека? Ответы: 1. У млекопитающих в эмбриогенезе начинается закладка жаберных щелей, у низших для дыхания в начальном отделе пищеварительной системы в частности глотка. Глотка прорезана жаберными щелями, у человека щели закладываются, но не прорываются, они находятся со стороны кожи, а со стороны глотки навстречу щелям закладываются жаберные карманы. При нарушении эмбриогенеза во время закладки зачатков жаберных щелей они могут прорываться и даже сохраняться в постэмбриональном периоде. Это латеральные свищи шеи. Они открываются на боковой поверхности шеи, другим концом впадают в глотку. В результате сохранения в постнатальном развитии жаберных карманов они могут заполняться жидкостью и склонны к малигнизации. Необходимо их хирургическое удаление. 2. Глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека преобразуется в: • Первая пара - евстахиевы трубы и барабанные полости. • Вторая пара - небные миндалины • Третья пара – первая пара щитовидных желез и тимус • Четвертая пара – вторая пара щитовидных желез • Пятая пара – рудиментальная пара, фаликулярные клетки врастающие в ткань щитовидной железы. 3. Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. 4. В филогенезе происходит редукция органов утративших свое значение, что связано с появлением другого органа, функционально замещающего первый (субституция) - замещение головной почки на туловищную, редукция дуг жаберных артерий. Степень редукции может быть различна: 1. Орган исчезает полностью и у зародыша и у взрослой особи. 2. Орган имеется у зародыша, но исчезает у взрослой особи. 3. Орган остается недоразвитым у взрослой особи. Если такой редукции не происходит, то у человека формируются филогенетически обусловленные пороки развития. Рекапитуляция (от лат. recapitulatio – повторение) — понятие, используемое в биологии для обозначения повторения в индивидуальном развитии признаков, свойственных более ранней стадии эволюционного развития. 5. срединная расщелина твердого нёба; боковые свищи шеи; гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул); сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных); Задача 2. В семье молодых родителей родился ребенок с незаращением верхней губы и вторичного неба. Мать ребенка на 6-ой неделе беременности перенесла грипп средней тяжести. У родственников со стороны обоих родителей указанных пороков не было. 1. Почему заболевание матери гриппом на 6-ой неделе беременности привело к рождению ребенка с данным пороком развития? 2. Нарушение каких клеточных процессов обусловило эти пороки развития? 3. Какие клеточные процессы происходят у зародыша в гисто- и органогенезе? 4. Что такое тератогены, их классификация? 5. Возможно ли рождение второго ребенка с таким же пороком развития? Ответ 1). Применение лекарственных средств во время беременности является одним из факторов риска развития врожденных пороков у плода. 2). Установлено, что формирование пороков развития происходит в результате нарушения процессов размножения, миграции и дифференцировки клеток, гибели отдельных клеточных масс, замедления их рассасывания, нарушения адгезии тканей. В основе гисто- и органогенеза лежат следующие процессы: митотическое деление(пролиферация), индукция, детерминация, рост, миграция и дифференцировка клеток. В результате этих прцессов вначале образуются осевые зачатки комплексов органов(хорда, нервная трубка, кишечная трубка, мезодермальные компплексы). 3). Тератоген- вещество, при воздействии на организм вызывающее возникновение уродств и других аномалий в его развитии. Классификация лекарственных средств по степени тератогенности: Категория А — препараты с невыявленным тератогенным действием ни в клинике, ни в эксперименте. Полностью исключить риск тератогенности никакие исследования не позволяют. • Категория В — препараты, у которых отсутствовала тератогенность в эксперименте, однако клинических данных нет. • Категория С — препараты, оказывающие неблагоприятное действие на плод в эксперименте, но адекватного клинического контроля нет. • Категория D — препараты, оказывающие тератогенное действие, но необходимость их применения превышает потенциальный риск поражения плода. Эти препараты назначают по жизненным показаниям. Женщина должна быть информирована о возможных последствиях для плода. • Категория Х — препараты с доказанной тератогенностью в эксперименте и клинике. Противопоказаны при беременности. • 5. Риск рождения второго ребенка с врожденным пороком развития невелик, т.к. нет наследственной предрасположенности. Задача 3. С целью получения сельскохозяйственной продукции человеком были созданы многочисленные антропогенные экосистемы 1. Агроценоз Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. 2. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей так как им не хватает энергии культивируемым солнцем (экосистема нуждается в доп.энергии), культуры созданные при помощи искусственного отбора не способны противостоять биотическим и абиотическим факторам среды, системы являются слишком открытыми и не устойчивыми. 3. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем. 4. Человек может играть разную роль в составе биоценоза: от случайного присутствия до его ведущего члена (антропоценозы) делят на 3 группы: 1. натурценозы - при любом воздействии человека на природу, например, охотниками, грибниками, ягодниками 2. агроценозы - сельскохозяйственные угодья, источник питания 3. урбаноценозы - промышленные зоны и города.жилье, развитие промышленности Билет №10 Задача 1. В процессе развития висцерального черепа человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований висцеральных дуг в ряду челюстноротых. На представленном рисунке эмбриона человека (5 недель развития) видны закладки висцеральных дуг. 1. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг у низших позвоночных. 2. Охарактеризуйте преобразование структур челюстной дуги. Какие косточки среднего уха у млекопитающих из них образуются? 3. Какие эволюционные преобразования наблюдаются в подъязычной дуге? 4. Из каких закладок висцерального черепа формируется подъязычная кость, хрящи гортани и трахея? 5. Назовите онто-филогенетически обусловленные пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа. ОТВЕТЫ. 1. Челюстная дуга (1-я висцеральная дуга)- образует первичные челюсти (у хрящевых рыб). Состоит из двух парных элементов: небно-квадратный хрящ (верхняя часть) и Меккелев хрящ (нижняя часть). Подъязычная дуга (2-я висцеральная дуга). Служит для укрепления челюстей. Верхний элементгиомандибулярный хрящ (подвесок); нижний элемент- гиоид. 2. Гиомандибулярный хрящ – стремечко ( сначала у земноводных он преобразуется в столбик) Меккелев хрящ- молоточек. Небно-квадратный хрящ- наковальня. 3. У человека из подъязычной дуги образуется стремя, подъязычная кость и шиловидный отросток височной кости. 4. Жаберные дуги на суше преобразуются: 1 пара- заднии рожки и тело подъязычной кости. 2 и 3 пара- щитовидный хрящ. 4 и 5 пара – хрящи гортани. 6 и 7 пара- хрящи трахеи. 5. Пороки: развитие только одной слуховой косточки- столбика, незаращение твердого неба, увеличение числа костных элементов и др Задача 2. Яйцеклетка высших млекопитающих и человека содержит ничтожно малое количество желтка и не может обеспечить развитие зародыша. На стадии бластоцисты зародыш выходит из яйцевых оболочек, погружается в слизистую оболочку матки, начинается имплантация. Одновременно с имплантацией происходит развитие внезародышевых провизорных органов. 1) 1. Какие органы в эмбриогенезе позвоночных обеспечивают жизненно важные функции? Провизорные - временные органы зародышей, исчезающие в процессе их дальнейшего развития; обеспечивают важнейшие функции организма до сформирования и начала функционирования органов, характерных для взрослых животных. К П. о. относятся; Амнион, Хорион, Желточный мешок жабры, ротовое "вооружение" и хвост головастиков: желточные сосуды у зародышей рыб, пресмыкающихся и птиц; кровеносные сосуды аллантоиса(эмбриональный орган дыхания высших позвоночных животных; зародышевая оболочка, развивающаяся из задней кишки эмбриона) зародышей пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. 2. Желточный мешок – наиболее древняя в эволюции внезародышевая структура, возникшая как орган, депонирующий питательные вещества, необходимые для развития зародыша 3. Что лежит в основе деления позв. На 2-е группы: Анамнии и Амниоты, Представители? Наличие или отсутствие амниона и других провизорных органов лежит в основе деления позвоночных на две группы: Amniota и Anamnia. Эволюционно более древние позвоночные, развивающиеся исключительно в водной среде и представленные такими классами, как (круглоротые, рыбы и земноводные),не нуждаются в дополнительных водных и других оболочках зародыша и составляют группу анамний. К группе амниот относят первичноназемных (пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие) позвоночных, т.е. тех, у кого эмбриональное развитие протекает в наземных условиях. приспособлены, в том числе вторично в утробе матери (млекопитающие). 4. Зародышевые оболочки плацентарных млекопит. И человека. Функции? Желточный мешок- обладает важными вторичными функциями. Энтодерма желточного мешка служит местом образования первичных половых клеток, мезодерма дает форменные элементы крови зародыша. Ж.м. млекопитающих заполнен жидкостью, отличающейся высокой концентрацией аминокислот и глюкозы, что указывает на возможность обмена белков в желточном мешке. Амнион - эктодермальный мешок, заключающий зародыша и заполненный амниотической жидкостью. Амниотическая оболочка специализирована для секреции и поглощения амниотической жидкости, омывающей зародыш. А защищает зародыша от высыхания и от механических повреждений, создавая для него наиболее благоприятную и естественную водную среду. Аллантоис-мешковидный вырост вентральной стенки задней кишки.. Вместе с хорионом образует хориоаллантоисную плаценту. Функции: питательная, дыхательная, выделительная. Хорион (серозная оболочка)- самая наружная зародышевая оболочка, у млекопитающих выполняет функции, дыхания, питания, выделении, фильтрации и синтезе веществ, например гормонов. Плацента–осуществляет связь и обмен веществ между организмом матери и зародышем 5. Какие функции выполняет плацента? Чем образована материнская и зародышевая часть плаценты? Материнская ч. образована слизистой оболочкой матки Зародышевая ч. обр. ветвистым хорионом. Функции плаценты: - формирует гематоплацентарный барьер, который обуславливает след. функции -Газообменная ;Трофическая и выделительная ; Гормональная (играет роль эндокринной железы: в ней образуются хорионический гонадотропин, поддерживающий функциональную активность плаценты и стимулирующий выработку больших количеств прогестерона жёлтым телом;); Защитная (Плацента обладает иммунными свойствами — пропускает к плоду антитела матери, тем самым обеспечивая иммунологическую защиту.) Задача 3. В определенных географических районах земли сформировался экотип людей костномышечного типа, с большим объемом грудной клетки, высокими уровнями теплопродукций, минерализации скелета, холестерина в крови, скорости кровотока, но низким артериальным давлением и содержанием иммуноглобулинов. 6. Высокогорный тип людей 7. Холод, высокое атмосферное давление, однообразная пища, гипоксия 8. Под влиянием абиотических факторов среды 9. Для людей тропического типа характерны следующие признаки: • удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, уменьшение окружности грудной клетки, интенсивное потоотделение за счет повышенного количества потовых желез, низкие показатели основного обмена и синтеза жиров, низкая концентрация холестерина в крови. Для арктического типа характерны следующие признаки: относительно сильное развитие костно-мускульного компонента тела, большие размеры грудной клетки, высокий уровень содержания гемоглобина и белков крови, холестерина, повышенная способность окислять жиры. 10. Возникновение климато-географических адаптивных типов людей не зависит от расы и национальной принадлежности. Сходные черты организации отмечаются у людей разных рас и наций в одной климато-географической зоне. Билет №11 Задача 1.В эволюции висцерального черепа позвоночных прослеживается несколько типов сочленения нижней челюсти с черепом. На представленных схемах показаны 2 основных типа соединения челюстной дуги с черепом. 1. Перечислите основные элементы челюстной и подъязычной дуг. 2. Чем характеризуется каждый тип сочленения? 3. Для каких классов позвоночных характерны данные типы сочленения? С какими эволюционными событиями связан переход от одного типа сочленения к другому? 4. В состав, каких структур включаются элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг? 5. Назовите онто-филогенетически обусловленные пороки развития у человека, связанные с эволюционными преобразованиями висцеральных дуг? Ответы: 1. Челюстная дуга состоит из двух элементов: · Верхний небно-квадратный хрящ- выполняет ф-цию первичной верхней челюсти · Нижний – меккелев хрящ- выполняет ф-цию первичной нижней челюсти 2. Подъязычная дуга состоит из двух элементов: · Верхний гиомандибулярный хрящ- выполняет роль подвеска, он срощен с основанием черепа. · Нижний – гиоид. Подъязычная дуга нужна для прикрепления челюстей. Прикрепление первичных челюстей к черепу через подвесок характерен для хрящевых и костных рыб. Такой тип соединения называется - Гиостильным 3. В связи с переходом к наземному существованию происходят изменения в висцеральном черепе. Жаберные дуги частично редуцируют и частично меняя функции входят в состав хрящевого аппарата гортани. Челюстная дуга полностью срастается с мозговым черепом с помощью небно-квадратного хряща. Гиомандибулярный хрящ перестает выполнять роль подвеска смещается в слуховую капсулу и берет на себя функцию слуховой косточки (столбик) передающий звуковое колебание от наружного уха к внутреннему. Такой тип соединения называется - аутостильный. У рептилий, пресмыкающихся и человека. 4. У пресмыкающихся более высокая степень окостенения. У млекопитающих столбик превращается в стремечко, а меккелев хрящ и небно-квадратный хрящ преобразуется в наковальню и молоточек, и формирует единую функциональную цепь из слуховых косточек в среднем ухе • 5.Нарушение дифференцировки элементов челюстной, жаберной дуги в слуховые косточки может привести к такому пороку развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки (столбик). Не зарастание твёрдого неба • Задача 2. Одной из важных функций поверхностного аппарата клеток является транспорт веществ. Знание поверхностного аппарата помогло понять механизмы транспорта ионов и веществ, в том числе лекарственных, используемых в медицинской практике. 1.Как устроен поверхностный аппарат животных клеток? 2.Какие функции он выполняет? 3.Что такое гликокаликс и какова его роль? 4.Приведите примеры активного и пассивного транспорта веществ. 5.Что такое ионный насос и как он работает в клетке? Поверхностный аппарат животных клеток состоит из надмембранных структур (гликокаликса), плазматической мембраны, построенной по принципу универсальной биологической мембраны, и субмембранных структур, состоящих из микрофиламентов и микротрубочек. В состав гликокаликса входят молекулы гликопротеидов и гликолипидов. Поверхностный аппарат выполняет разграничительную, защитную, транспортную, рецепторную функции, и имеет градиент электрического поля, согласно которому внутренняя сторона мембраны по отношению к наружной заряжена отрицательно. Наличие потенциала имеет важное значение для транспорта веществ несущих заряд. В составе поверхностного аппарата имеются интегральные, полуинтегральные, поверхностные и транспортные белки (последние образуют ионные каналы). Известно более 30 видов ионных каналов в клетке. Через поверхностный аппарат постоянно осуществляется транспорт веществ. Примером пассивного транспорта являются: осмос, диффузия и фильтрация. Активным транспортом переносятся различные мономеры и ионы. Особым способом транспорта является поглощение веществ клеткой – фагоцитоз и пиноцитоз. ИОННЫЕ НАСОСЫ, молекулярные структуры, встроенные в биологические мембраны и осуществляющие перенос ионов в сторону более высокого электрохимического потенциала (активный транспорт); функционируют за счёт энергии гидролиза АТФ или энергии, высвобождающейся в ходе переноса электронов по дыхательной цепи. Активный транспорт ионов лежит в основе биоэнергетики клетки, процессов клеточного возбуждения, всасывания, а также выведения веществ из клетки и организма в целом. Перенос ионов при гидролизе АТФ обеспечивается транспортными ферментами аденозинтрифосфатазами (АТФазами), к которым относятся Н+- АТФаза мембран митохондрий, хлоропластов и бактериальных клеток, Са+- АТФаза внутриклеточных мембран мышечных клеток (мембран саркоплазматического ретикулума) и эритроцитов и Na+/K+-АТФаза, содержащаяся практически во всех плазматических мембранах. На каждую молекулу гидролизованной АТФ эти АТФазы переносят через мембрану соответственно 2Н+, 2Са2+, 2К+ и 3Na+, причём протоны переносятся из митохондрий и хлоропластов в цитоплазму, ионы Са2+ — из цитоплазмы в пузырьки саркоплазматического ретикулума и внеклеточное пространство, ионы К+ — в клетку, а ионы Na+ — из клетки. В результате создаётся неравновесное распределение ионов и генерируется разность электрических потенциалов на мембране. При этом происходит запасание энергии, которая может быть в принципе использована для синтеза АТФ, а также для генерации потенциалов действия в нервных и мышечных клетках, для сопряжённого с пассивным транспортом Na активного (вторичного) транспорта аминокислот, углеводов и др Задача 3.Некоторые трематодозы, например шистомозы описторхоз, парагонимоз, распространены на ограниченной территории с определенным ландшафтом, климатическими факторами и биогеоценозами. Такие паразитарные заболевания называются природно-очаговыми. 1) Компонентами природного очага являются: 1) возбудитель; 2) восприимчивые к возбудителю животные — резервуары: 3) соответствующий комплекс природно- климатических условий, в котором существует данный биогеоценоз. Особую группу природно-очаговых заболеваний составляют трансмиссивные болезни, такие, как лейшманиоз, трипаносомоз, клещевой энцефалит и т.д. Поэтому обязательным компонентом природного очага трансмиссивного заболевания является также наличие переносчика. 2)Шистосомоз относится к тропической инвазии, которая наблюдается только в местности с тропическим климатом. Шистосомы передаются через загрязненную фекалиями воду, примечательно, что в данных странах наблюдается довольно плохое качество воды и почти полное отсутствие общественной гигиены и санитарии. 3) Возбудителем данного заболевания является легочный сосальщик Paragonimus westermani. Одним из промежуточных хозяев, через него происходит заражение окончательных хозяев, является краб, который обитает на территории Приморского края и Приамурья. 4) Известно, что заражение опситорхозом происходит посредством употребления зараженной пресноводной рыбы(второй промежуточный хозяин). В данных регионах хорошо развита рыбная промышленность, но в то же время наблюдается слив канализационных отходов в бассейны рек, что лишь увеличивает риск заражения и делает данный природный очаг более устойчивым (нетрансмиссивный) 5) Фасциолез относится к нетрансмиссивным, убиквитарным инвазиям, так как скотоводство развито почти во всех странах. И именно через мясо крупного рогатого скота происходит инвазия (второй промеж.хозяин) Билет №14 Задача 1.Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей, и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. Акродонтный- к верхнему краю челюсти. Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм (смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5. Происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями, как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2.На стадии дробления зародыша происходит деление клеток митозом, приводящее к увеличению количества клеток. Однако, значительного роста объема зародыша не происходит. Почему несмотря на быстрое размножение бластомеров, зародыш на стадии дробления имеет небольшие размеры? Каков набор хромосом и ДНК в клетках на стадии дробления? Зависит ли характер дробления от типа яйцеклетки? Назовите способы дробления и дайте им характеристику. Какой тип дробления у человека и что представляет собой его бластула? Отличительной чертой делений дробления служит отсутствие роста новообразующихся клеток. Благодаря этому объем тела зародыша не изменяется. Набор хромосом и ДНК в клетках на стадии дробления 2n2c. Характер дробления зависит от типа яйцеклетки. У олиголецитальных и мезолецитальных яиц отмечается полное дробление, у полилецитальных яиц – неполное дробление. Полное дробление бывает равномерным (изолецитальные яйца ланцетника) и неравномерным (умереннолецитальные яйца земноводных). Неполное дробление бывает дискоидальным и поверхностным. При дискоидальном типе дробится небольшой участок цитоплазмы, свободный от желтка (резкотелолецитальные яйца птиц, рептилий). Поверхностное дробление характеризуется делением периферической части цитоплазмы яйцеклетки (центролецитальные яйца насекомых). У человека вторично изолецитальная яйцеклетка. Дробление полное, неравномерное, асинхронное. В результате дробления образуется бластула (бластоциста). Она имеет вид пузырька, стенки которого образованы одним слоем клеток, внутри имеется полость – бластоцель. В бластоцисте выделяют зародышеый узелок и трофобласт. Задача 3. Деятельность человека приводит к изменению природных биоценозов, а в ряде случаев – к их преобразованию в антропогенные экосистемы. Среди созданных человеком экосистем наиболее сильно отличаются от природных ( естественных) города – урбаноценозы. Что происходит с круговоротом веществ в урбаноценозе? Как изменяется в урбаноценозе обмен энергии? Чем различаются способы ( механизмы) поддержания устойчивости естественных экосистем и урбаноценоза? Что такое квазиприродная среда? Чем она отличается от артеприродной? Какие виды созданных человеком экосистем , кроме урбаноценоза, вы знаете? Характеристика Натурценоз Агроценоз Урбаноценоз Природная среда Неизмененная или малоизмененная Измененная Измененная в значительной степени Абиотические компоненты Изменение исходных и появление новых компонентов - биотоп Неизменен Малоизменен Изменен - климатические факторы Не изменены Не изменены Изменены - продуценты Преобладают Снижено разнообразие. Преобладают монокультуры. -консументы Соответствуют принципу пирамиды масс и чисел В животноводческих агроценозах могут преобладать Редуценты В состоянии минерализовать все мертвое органическое вещество Не в состоянии минерализовать все органические останки Объем продуцентов снижен, в основном в городе декоративные виды, для питания консументов необходимо поступление вещества продуцентов из-за пределов системы. Резко преобладают: челк и небольшое число видов домашних и диких животных доминируют Огромная масса отходов должна удаляться за пределы экосистемы Пищевые цепи Многозвенные Короткие, малозвенные Очень короткие , часто случайные Энергия экосистемы Солнечная Солнечная и дополнительная энергия Круговорот веществ Замкнутый или частично разорванный Разорванный Система существует в основном за счет притока дополнительной энергии из-за пределов урбаноценоза Разорванный Биотические компоненты: Стабильность Обычно высокая Низкая, система постоянно подвергается разным антропогенным нарушениям Способность к саморегуляции Имеется или снижена Отсутствует Отсутствует Синантропные организмы Отсутствуют или небольшое число видов Увеличено число видов Огромное число видов Примеры экосистем Заповедники, озера, пруды, Фермы, заводы, предприятия Города, села, деревни. Квазиприродная среда- все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания, т.е. постепенно разрушаются без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека – грунтовые дороги, бульвары, лесопарки и т.д. Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе. Артеприродная среда – весь искусственный мир, созданный человеком, вещественноэнергитически не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Сюда можно отнести асфальтовые и бетонные покрытия, транспортные объекты, мебель и другие вещи, всю синтетику и т.д. Современного человека , главным образом окружает артеприродная среда. Билет №15 Задача 1.Один из основных принципов эволюции органов - принцип расширения и смены функций. Расширение функций сопровождает обычно прогрессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые функции. В прогрессивной эволюции биологических структур очень важен принцип активации функций. Он обычно реализуется на начальных этапах эволюции органов в том случае, когда малоактивный орган начинает активно выполнять функции, существенно при этом преобразуясь. Чаще в филогенезе наблюдается интенсификация функций, следующий этап эволюции органов после активации. Благодаря этому орган обычно увеличивается в размерах, претерпевает внутреннюю дифференцировку, гистологическое строение его усложняется, нередко наблюдается многократное повторение одноименных структурных элементов, или полимеризация структуры. Примером является усложнение структуры легких в ряду наземных позвоночных за счет ветвления бронхов, появления ацинусов и альвеол на фоне постоянной интенсификации функций. Высокая степень дифференцировки может сопровождаться уменьшением числа одинаковых органов, выполняющих одну и ту же функцию, или их олигомеризацией. Иногда в процессе интенсификации функций наблюдается тканевая субституция органа замещение одной ткани другой, более соответствующей выполнению данной функции. Так, хрящевой скелет хрящевых рыб сменяется на костный в более высокоорганизованных классах позвоночных. В противоположность интенсификации и активации ослабление функций ведет в филогенезе к упрощению строения органа и его редукции, вплоть до полного исчезновения. 1. Принципы эволюции органов и функций: 1. усиление главной функции. Любой орган мультифункционален, всегда можно выделить главную функцию. Усиление через эволюцию отдельных компонентов. Пути: а)кол-ное увеличение отдельных компонетов. Эволюция млечных органов у млекопитающих шла путем наращивания кол-ва одинаковых млечных долек, что привело к образованию выраженных объемов органов вскармливания. б)кач-ное. Происхождение поперечнополосатых мышц от гладких. Эти пути могут осущ-ся параллельно, что приводит к более выраженному усилению. Прим. У лошади редукция кол-ва и усиление среднего пальца. 3. Субституции органов - замещение хорды, свойственной низшим хордовым животным, позвоночником у высших хордовых. Субституция в другом значении - (позднелат. substitutio, от лат. substituo - ставлю вместо, назначаю взамен) 4. 1. Смена функций: висцеральные дуги участвуют в образовании челюстей и слуховых косточек. 2. Усиление главной функции: А) развитие органов активного захвата пищи (челюсти, зубы, язык), Б) развитие единого зубочелюстного аппарата, В) развитие слюнных желез, обладающих ферментативной активностью. 3. Разделение органов и функций: А) разделение первичной ротовой полости на пищеварительный и дыхательный отделы, Б) разделение общей гомодонтной зубной системы на зубы разного строения и функций (гетеродонтную). 4. Субституция: смена типа висцерального черепа в связи с изменениями условий обитания и питания – протостильный гностильный аутостильный. 5. Увеличение количества выполняемых функций: А) механическая и ферментативная обработка пищи, Б) защитная (лизоцим слюны, лимфоузлы), В) регуляторная (регуляция pH среды), Г) вкусовая рецепция, Д) питание молоком матери (млекопитающие), Е) артикуляция, Ж) участие в образовании слуховых косточек среднего уха. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития 5. - Уменьшение количества челюстей -Переход от гомодонтной(все зубы одинаковой формы) системы к гетеродонтной -Дифференцировка зубов по функциям (резцы, клыки, жевательные) и как следствие, дифферинц. жевательных поверхностей. - Переход от полифиодонтизму (множественная смена зубов) к дифиодонтизму (смена зубов 2 раза за жизнь) 2. В ХХ веке ученные установили что материальным субстратом наследственности и изменчивости является молекула ДНК 1.ДНК хранит наследственную информацию, благодаря репликации молекулы обеспечивается изменчивость материала. 2. С химической точки зрения ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи). В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии. В целом структура молекулы ДНК получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали», на самом же деле она является «двойным винтом». Винтовая линия может быть правой (A- и B-формы ДНК) или левой (Z-форма ДНК).Уотсон,Крик.Франклин 1953 3. Антипараллельность и комплиментарность 4. ДНК у эукариот локализируется в ядре, в виде раскрученных нитей хроматина, ДНК у прокариот образует нуклеоид 5. У эукариот репликация ДНК происходит гораздо сложнее, так как у эукариот экзонноинтронный геном. клетки у эукариот дифференцированы, выполняют разные функции, регулируются разными генами В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин и цитозин). 3. Проводя раскопки в Германии вблизи Гейдельберга, в Китае около Пекина, антропологи обнаружили костные останки древних гоминид и принадлежавшие им разнообразные орудия труда: рубила, кливера, скребла. Возраст находок датируется около 1,5 млн. лет. Реконструкция восстановила их облик. Это были двуногие гоминиды ростом 150-180 см. Объем мозга в среднем составлял 1000- 1100 см3 . Кости черепа – плоские, сильно развит надглазничный валик, очень покатый лоб, массивная нижняя челюсть, подбородочный выступ отсутствует. (формулировка задания другая,но мелкие вопросы те же) К какому этапу антропогенеза относятся эти гоминиды? Как их называют? Перечислите основные этапы антропогенеза. Каковы основные биологические факторы антропогенеза? Как повлияли социальные факторы на эволюцию человека? Как происходит эволюция человека на данном этапе? Этот гоминид относится к архантропам – это человек прямоходящий. К этому этапу относятся питекантропы, синантропы и гейдельбергский человек. Основные этапы антропогенеза: 1. Человек умелый. 2. Архантропы – древнейшие люди. 3. Палеоантропы – древние люди 4. Неоантропы – люди современного типа. Основные биологические факторы антропогенеза: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и отбор. Человек является биосоциальным организмом, поэтому помимо биологических факторов на его эволюцию повлияли и социальные факторы: развитие абстрактного мышления, трудовая деятельность, развитие второй сигнальной системы. Социальные факторы изменили вектор эволюции в направлении развития головного мозга, отдельных его зон, совершенствования руки и т.д. На современном этапе популяции человека подвержены действиям и биологических, и социальных факторов. В популяциях продолжает действовать, а иногда и усиливается под действием антропогенных факторов, мутационный процесс. Популяции подвержены действию естественного отбора (стабилизирующего и дизруптивного). Однако действие его снижается за счет прогресса и медицины. В настоящее время продлена жизнь людям с такими тяжелыми заболеваниями как туберкулез, диабет и т.д. «Эволюционная завершенность» человека относительна. На современном этапе наблюдаются изменения в скелете, совпадающие по своему направлению с эволюционными тенденциями, которые существовали в предшествующие периоды онтогенеза. К ним относятся ослабление общей массивности скелета, уменьшение размеров зубов, укорочение туловища и т.д. Билет №16 Задача 1. В практике стоматолога встречаются пороки зубо-челюстной системы: сверхкомплектные зубы, наличие трем и диастем, конические зубы. 1. Как, с точки зрения филогенеза зубочелюстной системы, можно объяснить происхождение названных пороков? 2. Какой закон отражает связь индивидуального и исторического развития организма, и в чем его сущность? 3. Охарактеризуйте основные эволюционные преобразования зубочелюстной системы позвоночных. 4. Гомологами каких структур низших позвоночных являются зубы? 5. Назовите эволюционные преобразования зубочелюстной системы человека. 1.Атавистические пороки (атавизм – признаки при нормальных условиях не встречаются, но присутствуют у более или менее отдаленных предков) могут возникать вследствие нарушения диффиренцировки зубов. Результатом влияния филогенетических факторов является редукция жевательного аппарата. Когда элементы зубо-челюстной системы редуцируются с различной скоростью, это приводит к формированию различных аномалий в связи с несоответствием числа и величины зубов размерам челюстей. Более интенсивная по сравнению с зубами редукция альвеолярных отростков создает неблагоприятные условия для прорезывания зубов. При этом довольно часто возникает ретенция, что связано с дефицитом места в зубном ряду, т. к. альвеолярные отростки в процессе филогенеза редуцируются интенсивнее, чем зубы. 2. Закон зародышевого сходства - на ранних стадиях развития эмбрионы животных одного типа сходны. 3. Основные эволюционные преобразования: - Дифференцировка: Гомодонтная зубная система - недифференцированная: зубы одинаковой формы и сходны по функциям, служат для захвата и удерживания пищи (рыбы, амфибии, рептилии). Гетеродонтная – дифференцированная: зубы различны по форме и функциям,+для измельчения пищи (млекопитающие). - Изменение прикрепления зубов: акродонтные (сращение с верхними краями челюсти), плевродонтные (к внутренней поверхности челюсти), текодонтные (врастают в костные ячейки – млекопитающие). - уменьшение числа зубов (было 3 резца, 4 моляра). - Изменение смены зубов: Полифиодонтизм – неограниченная многократная смена зубов в течение жизни по мере снашивания, первичное твердое небо. Сменяется дифиодонтизмом. - Изменение числа рядов на один ряд. 4. Зубы гомологи плакоидной чешуи рыб. 5. Тетратуберкулярные моляры, гетеродонтность, дифиодонтизм, уменьшение количества зубов, сплошное вторичное твердое небо Задача 2. В исследованиях 19-20 веков……… 1. Назовите авторов и их труды в которых показаны связи между филогенезом и онтогенезом. 2. Перечислите и охарактеризуйте способы филогенетических морфофункциональных преобразований органов. 3. Приведите примеры следующих преобразований усиления ф-ций, смены ф-ций, расширение ф-ций. 4. Что такое филогенетически обусловленный порок Филогене́з, — историческое развитие организмов Онтогене́з индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти. Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1866 году-онтогенез представляет собой краткое и быстрое повторение филогенеза. Ф. Мюллер сделал вывод о том. Что ныне живущие ракообразные в своем развитии повторяют путь, пройденный их предками. Исследователь К. Бер (начала 19 в.) сопоставляя стадии развития зародышей разных видов сделал выводы: эмбрионы животных одного типа на ранних стадиях развития сходны, потом развиваются признаки, указывающие на принадлежность к определенному виду, и , наконец, индивидуальные черты. Эволюция протекает благодаря изменениям, происходящим в их онтогенезах. Изменения сводятся к тому, что конкретные онтогенезы отклоняются от пути, проложенного предковыми формами, и приобретают новые черты. Ценогенезы – приспособления , возникающие у зародышей или личинок и адаптирующие их к особенностям среды обитания( у взрослых организмов не сохраняются). Филэмбриогенез-отклонение от онтогенеза, характерного для предков, проявляющиеся в эмбриогенезе ( волосы). 2. В основе филогенетических преобразований органов лежит их полифункциональность и способность к количественным изменениям функций. Практически все органы выполняют не одну, а несколько функций, причем среди них всегда выделяется главная, а остальные второстепенны. Строение такого полифункционального органа обязательно соответствует главной функции. Так, рука человека может использоваться для лазания по деревьям, плавания, даже хождения. Но основной ее функцией является трудовая деятельность. В связи с этим и строение руки в максимальной степени соответствует функции труда. Один из основных принципов эволюции органов — принцип расширения и смены функций. Расширение функций сопровождает обычно профессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые функции. Так, парные плавники рыб, возникшие как пассивные органы, поддерживающие тело в воде в горизонтальном положении, с приобретением собственной мускулатуры и прогрессивным расчленением становятся еще и активными рулями глубины и поступательного движения. У придонных рыб они обеспечивают также их передвижение по дну. С переходом позвоночных на сушу к перечисленным функциям конечностей добавились хождение по Земле, лазание, бегание и др. Расширение функций сопровождается специализацией, благодаря которой главной функцией становится одна из бывших ранее второстепенными. Бывшая главной функция преобразуется во второстепенную и может впоследствии даже исчезнуть. Орган при этом меняется таким образом, что его строение становится максимально соответствующим выполнению главной функции. Так, переход предков ластоногих и китообразных к водному образу жизни привел к преобразованию их парных конечностей в ласты, практически утратившие способность обеспечивать передвижение по суше. Жизнь ленивцев, представителей отряда неполнозубых, на деревьях привела к формированию у них крючкообразных конечностей, с помощью которых возможно лишь медленное перемещение по веткам в подвешенном состоянии с почти полной утратой способности движения по земле. Нередко функции, выполняемые органами, могут измениться кардинально. Так, плавательный пузырь рыб, будучи гидростатическим органом, у кистеперых рыб становится дополнительным органом дыхания, а у земноводных он преобразуется в легкое, и основной функцией его становится дыхательная. У пресмыкающихся и млекопитающих, ведущих наземный образ жизни, легкие выполняют только дыхательную функцию, но первичная функция плавательного пузыря сохраняется за легкими у крокодилов, ластоногих и китообразных, ведущих водный образ жизни, а также у наземных форм во время плавания. В других случаях видоизменения органов в связи со сменой их функций столь велики, что выполнение ими функций, бывших ранее главными, становится невозможным. Так, передние жаберные дуги предков хрящевых рыб преобразовались в челюсти, а у наземных позвоночных они стали выполнять функции звукопроводящего аппарата, превратившись в слуховые косточки (см. разд. 14.2.1). Участие их в пищеварении и дыхании стало невозможным. В прогрессивной эволюции органов очень важным является принцип активации функций. Он наиболее часто реализуется на начальных этапах эволюции органов в том случае, когда малоактивный орган начинает активно выполнять функции, существенно при этом преобразуясь. Так, крайне малоподвижные парные плавники хрящевых рыб становятся активными органами движения уже у костистых. Более часто в филогенезе наблюдается интенсификация функций, являющаяся следующим этапом эволюции органов после активации. Благодаря этому орган обычно увеличивается в размерах, претерпевает внутреннюю дифференцировку, гистологическое строение его усложняется, нередко наблюдается многократное повторение одноименных структурных элементов, или полимеризация структуры. Примером является усложнение структуры легких в ряду наземных позвоночных за счет ветвления бронхов, появления ацинусов и альвеол на фоне постоянной интенсификации его функций. Высокая степень дифференцировки может сопровождаться уменьшением количества одинаковых органов, выполняющих одну и ту же функцию, или их олигомеризацией. Это явление наблюдается, к примеру, в эволюции артериальных жаберных дуг, которые закладываются у хрящевых рыб в количестве 6—7 пар, у костных рыб их становится 4 пары, а у млекопитающих и человека сохраняются в дефинитивном состоянии лишь части 3, 4 и 6-й пар. Иногда в процессе интенсификации функций наблюдается тканевая субституция органа — замещение одной ткани другой, более соответствующей выполнению данной функции. Так, хрящевой скелет хрящевых рыб сменяется на костный у более высокоорганизованных классов позвоночных. В противоположность интенсификации и активации ослабление функций ведет в филогенезе к упрощению строения органа и его редукции, вплоть до полного исчезновения. 3. а) Анаболии, или надставки, возникают после того, как орган практически завершил свое развитие(специфическое тело камбалы, изгибы позвоночника ,сращение швов в мозговом черепе). б) Девиация-уклонение, возникающие в процессе морфогенеза органа(развитие сердца) в) Архаллаксисы- изменения, обнаруживающиеся на уровне зачатков (развитие волос у млекопитающих. 4. Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. 5. срединная расщелина твердого нёба; боковые свищи шеи; гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул); сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных); Задача 3. В определенных географических районах земли сформировался экотип людей костномышечного типа 1. Горный тип людей 2. Холод, высокое атмосферное давление, однообразная пища, гипоксия 3. Под влиянием абиотических факторов среды 4. Для людей тропического типа характерны следующие признаки: удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, уменьшение окружности грудной клетки, интенсивное потоотделение за счет повышенного количества потовых желез, низкие показатели основного обмена и синтеза жиров, низкая концентрация холестерина в крови. Для арктического типа характерны следующие признаки: относительно сильное развитие костномускульного компонента тела, большие размеры грудной клетки, высокий уровень содержания гемоглобина и белков крови, холестерина, повышенная способность окислять жиры. 5. Возникновение климато-географических адаптивных типов людей не зависит от расы и национальной принадлежности. Сходные черты организации отмечаются у людей разных рас и наций в одной климато-географической зоне. Билет №17. Задача 1. Один из основных принципов эволюции органов - принцип расширения и смены функций. Расширение функций сопровождает обычно прогрессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые функции. В прогрессивной эволюции биологических структур очень важен принцип активации функций. Он обычно реализуется на начальных этапах эволюции органов в том случае, когда малоактивный орган начинает активно выполнять функции, существенно при этом преобразуясь. Чаще в филогенезе наблюдается интенсификация функций, следующий этап эволюции органов после активации. Благодаря этому орган обычно увеличивается в размерах, претерпевает внутреннюю дифференцировку, гистологическое строение его усложняется, нередко наблюдается многократное повторение одноименных структурных элементов, или полимеризация структуры. Примером является усложнение структуры легких в ряду наземных позвоночных за счет ветвления бронхов, появления ацинусов и альвеол на фоне постоянной интенсификации функций. Высокая степень дифференцировки может сопровождаться уменьшением числа одинаковых органов, выполняющих одну и ту же функцию, или их олигомеризацией. Иногда в процессе интенсификации функций наблюдается тканевая субституция органа замещение одной ткани другой, более соответствующей выполнению данной функции. Так, хрящевой скелет хрящевых рыб сменяется на костный в более высокоорганизованных классах позвоночных. В противоположность интенсификации и активации ослабление функций ведет в филогенезе к упрощению строения органа и его редукции, вплоть до полного исчезновения. 1. Принципы эволюции органов и функций: 1.усиление главной функции. Любой орган мультифункционален, всегда можно выделить главную функцию. Усиление через эволюцию отдельных компонентов. Пути: а)кол-ное увеличение отдельных компонетов. Эволюция млечных органов у млекопитающих шла путем наращивания кол-ва одинаковых млечных долек, что привело к образованию выраженных объемов органов вскармливания. б)кач-ное. Происхождение поперечнополосатых мышц от гладких. Эти пути могут осущ-ся параллельно, что приводит к более выраженному усилению. Прим. У лошади редукция кол-ва и усиление среднего пальца. 3. Субституции органов - замещение хорды, свойственной низшим хордовым животным, позвоночником у высших хордовых. Субституция в другом значении - (позднелат. substitutio, от лат. substituo - ставлю вместо, назначаю взамен) 4. Смена функций: висцеральные дуги участвуют в образовании челюстей и слуховых косточек. 2. Усиление главной функции: А) развитие органов активного захвата пищи (челюсти, зубы, язык) Б) развитие единого зубочелюстного аппарата В) развитие слюнных желез, обладающих ферментативной активностью. 3. Разделение органов и функций: А) разделение первичной ротовой полости на пищеварительный и дыхательный отделы, Б) разделение общей гомодонтной зубной системы на зубы разного строения и функций (гетеродонтную). 4. Субституция: смена типа висцерального черепа в связи с изменениями условий обитания и питания – протостильный гностильный аутостильный. 5. Увеличение количества выполняемых функций: А) механическая и ферментативная обработка пищи, Б) защитная (лизоцим слюны, лимфоузлы), В) регуляторная (регуляция pH среды), Г) вкусовая рецепция, Д) питание молоком матери (млекопитающие), Е) артикуляция, Ж) участие в образовании слуховых косточек среднего уха. Онтофилогенетически обусловленные пороки развития 5. - Уменьшение количества челюстей -Переход от гомодонтной(все зубы одинаковой формы) системы к гетеродонтной -Дифференцировка зубов по функциям (резцы, клыки, жевательные) и как следствие, дифферинц. жевательных поверхностей. - Переход от полифиодонтизму (множественная смена зубов) к дифиодонтизму (смена зубов 2 раза за жизнь) - Общее уменьшение количества зубов - Уплотнение зубного ряда - Изменения по х-ру прикрепления ( Акродонтные Плевродонтные Тектодонтные) - Появление многоклеточных слюнных желез и т.д. Задача 2. 1. Функции плаценты * Газообменная функция плаценты Кислород из крови матери проникает в кровь плода по простым законам диффузии, в обратном направлении транспортируется углекислый газ. * Снабжение питательными веществами Через плаценту плод получает питательные вещества, обратно поступают продукты обмена, в чём заключается выделительная функция плаценты. * Гормональная функция плаценты играет роль эндокринной железы * Защитная функция плаценты Плацента обладает иммунными свойствами - пропускает к плоду антитела матери, тем самым обеспечивая иммунологическую защиту. Часть антител проходят через плаценту, обеспечивая защиту плода. Плацента играет роль регуляции и развития иммунной системы матери и плода. В то же время она предупреждает возникновение иммунного конфликта между организмами матери и ребёнка - иммунные клетки матери, распознав чужеродный объект, могли бы вызвать отторжение плода. 2—3. Амнион — временный орган, обеспечивающий водную среду для развития зародыша. В эмбриогенезе человека он появляется на второй стадии гаструляции сначала как небольшой пузырек, дном которого является первичная эктодерма (эпибласт) зародыша Амниотическая оболочка образует стенку резервуара, заполненного амниотической жидкостью, в которой находится плод. Пупочный канатик - представляет собой упругий тяж, соединяющий зародыш (плод) с плацентой. Желточный мешок — орган, депонирующий питательные вещества (желток), необходимые для развития зародыша. У человека он образован внезародышевой энтодермой и внезародышевой мезодермой (мезенхимой). Желточный мешок является первым органом, в стенке которого развиваются кровяные островки, формирующие первые клетки крови и первые кровеносные сосуды, обеспечивающие у плода перенос кислорода и питательных веществ. Аллантоис — образуется в результате выпячивания стенки первичной кишки в пространство между желточным мешком и амнионом. У эмбриона человека это происходит к 16 суткам после оплодотворения. Аллантоис – это провизорный орган, состоящий из двух листков: внезародышевой эктодермы и мезодермы. Наиболее выражен он у животных, развитие которых происходит в яйце. У них он выполняет функцию резервуара для накопления продуктов обмена веществ, в основном мочевины. У млекопитающих такая необходимость полностью отсутствует, поэтому аллантоис развит слабо. Он выполняет другую функцию. В его стенках происходит образование пупочных сосудов, разветвляющихся в плаценте. Благодаря им в дальнейшем формируется плацентарный круг кровообращения. Хорион или, как его часто называют, сероза – это самая наружная оболочка зародыша, она прилегает к скорлупе или материнским тканям. Он образуется подобно амниону из соматоплевры и эктодермы у человека на 7-12 день после оплодотворения, а его преобразование в часть плаценты происходит на исходе первого триместра беременности. Хорион состоит из двух частей: гладкой и ветвистой. Первая не содержит ворсинок и окружает плодное яйцо практически полностью. Ветвистый хорион образует в месте соприкосновения стенок матки с зародышем. Он имеет многочисленные выросты (ворсинки), которые проникают в слизистый и подслизистый слой матки. Именно ветвистый хорион в дальнейшем становится плодной частью плаценты. Данный временный орган выполняет функции, аналогичные тем, для которых служит функционально зрелая плацента: дыхание плода и питание, выделение продуктов обмена, защита от неблагоприятных внешний факторов, в т. ч. инфекций. 4. Плацента состоит из двух частей: зародышевой, или плодной и материнской. Плодная часть представлена ветвистым хорионом и приросшей к нему изнутри амниотической оболочкой, а материнская — видоизмененной слизистой оболочкой матки, отторгающейся при родах. Гематохориальный барьер, разделяющий оба кровотока, состоит из эндотелия сосудов плода, окружающей сосуды соединительной ткани, эпителия хориальных ворсин. Зародышевая, или плодная, часть плаценты представлена ветвящейся хориальной пластинкой, состоящей из волок нистой соединительной ткани. Структурно-функциональной единицей сформированной плаценты яв ляется котиледон, образованный стволовой ворсиной Материнская часть плаценты представлена базальной пластинкой и соединительнотканными септами, отделяющими котиледоны друг от дру га, а также лакунами, заполненными материнской кровью. 5. Филогенетические преобразования наблюдаются в эволюции провизорных органов позвоночных животных – интенсификации одних и ослабление других функций, расширение функций. В зависимости от количества желтка в яйцеклетке: у кого его меньше (человек) провизорные органы появляются раньше. Хорион у яйцекладущих – дыхательный газообмен, у млекопитающих – дыхание, питание, выделение, фильтрация, синтез гормонов. Желточный мешок – у рептилий, птиц, яйцекладущих, т.е. у кого много желтка (резко телолецитальная яйцеклетка) принимает участие в питании. У млекопитающих (алелицетальная яйцеклетка без желтка) – выполняет вторичные функции: первичные половые клетки и кроветворение. Аллантоис у рептилий и птиц быстро дорастает до хориона и прежде всего это вместилище для мочевины и мочевой кислоты, частично газообмен. У млекопитающих – по нему растут сосуды к хориону, посредством которых – питание, выделение, дыхание. Задача 3. 2. Ключевой адаптацией приматов являются древесный образ жизни и наличие конечности хватательного типа с противопоставленным большим пальцем. Эти особенности способствовали формированию и развитию других адаптаций: отсутствие когтей и наличие ногтей, наличие пальцевых подушечек и кожных узоров, повышенная подвижность лучезапястного сустава, бинокулярное зрение, сильно развитые мозжечок и кора больших полушарий. Другой важнейшей особенностью приматов является выраженная социальность. Все эти черты организации приматов являются антропоморфозами, т.е. необходимыми преадаптациями к появлению человека. 3.1.Наиболее вероятным предком человека считают австралопитековых. Важнейшими адаптациями ранних гоминид являются двуногость, свободные от ходьбы передние конечности, строение зубной системы. По строению мозга и объёму черепа (380 – 450 см3) австралопитековые проявляют большее сходство с человекообразными обезъянами. 3. Выделяют следующие стадии антропогенеза: древнейшие люди – архантропы, древние люди – палеоантропы, современные люди – неоантропы (указать исторические сроки обитания, дать краткую характеристику). 4. Решающими на стадии прегоминидной эволюции являются факторы биологической эволюции, и, в первую очередь, естественный отбор. Результатом действия естественного отбора является образование новых видов. 5. В процессе антропогенеза всё большее значение приобретают социальные факторы эволюции, что значительно ускоряет антропогенез. Значение факторов биологической эволюции снижается, новые виды Homo не образуются. В то же время, человек как живой организм подвергается действию факторов биологической эволюции, но относительное их значение меняется: естественный отбор утрачивает ведущую роль, в то время как мутационная изменчивость в условиях глобального загрязнения планеты может оказать значительное влияние на будущее человечества. Билет № 18 Задача 1. 1. Перечислите основные элементы челюстной и подъязычных дуг. Основные элементы челюстной дуги (два хряща): - верхний: небно-квадратный – первичная в/ч. - нижний: меккелев хрящ – первичная н/ч. Основные элементы подъязычной дуги: - гиомандибулярный хрящ (в гиостильном сращен с основанием черепа) - гиоид (до рептилий соединен с меккеевым хрящем). 2. Чем характеризуется каждый тип сочленения? Гиостильный: прикрепление через гиомандибулярный элемент - через подвесок (рыбы). Аутостильный: небно-квадратный элемент (в/ч-ная дуга) срастается с основанием черепа. Начало: с амфибий, далее рептилии, млекопитающие, человек. 3. Для каких классов позвоночных характерны данные типы сочленения. С какими эволюционными событиями связан переход от одного типа сочленения к другому? Филогенетически мозговой череп прошел три стадии развития: перепончатую, хрящевую и костную. У круглоротых он практически весь перепончатый и не имеет передней, несегментированной, части (протостильный тип). Череп хрящевых рыб почти полностью хрящевой, причем включает в себя как заднюю, первично сегментированную, часть, так и переднюю. У костных рыб и остальных позвоночных осевой череп становится костным за счет процессов окостенения хряща в области его основания. Висцеральный череп впервые появляется также у низших позвоночных. Он формируется из мезенхимы эктодермального происхождения, которая группируется в виде сгущений, имеющих форму дужек, в промежутках между жаберными щелями глотки. Первые две дужки получают особенно сильное развитие и дают начало челюстной и подъязычной дугам взрослых животных. Следующие дуги в числе 4—5 пар выполняют опорную функцию для жабр и называются жаберными. У хрящевых рыб впереди челюстной дуги располагаются обычно еще 1—2 пары предчелюстных дуг, имеющих рудиментарный характер. Челюстная дуга состоит из двух хрящей. Верхний называют нёбно-квадратным, он выполняет функцию первичной верхней челюсти. Нижний, или меккелев, хрящ — первичная нижняя челюсть. На вентральной стороне глотки меккелевы хрящи соединены друг с другом таким образом, что челюстная дуга кольцом охватывает ротовую полость. Вторая висцеральная дуга с каждой стороны состоит из гиомандибулярного хряща, сращенного с основанием мозгового черепа, и гиоида, соединенного с меккелевым хрящом. Таким образом, у хрящевых рыб обе первичные челюсти соединены с осевым черепом через вторую висцеральную дугу, в которой гиомандибулярный хрящ выполняет роль подвеска к мозговому черепу. У костных рыб начинается замещение первичных челюстей вторичными, состоящими из накладных костей — челюстной и предчелюстной сверху и зубной внизу. Нёбно-квадратный и меккелев хрящи при этом уменьшаются в размерах и смещаются кзади. Гиомандибулярный хрящ продолжает выполнять функции подвеска, поэтому череп - гиостильный. У амфибий (фиг. В) с выходом их на сушу (при превращении головастика в лягушку) существенному преобразованию подвергается подъязычная дуга. Ее верхний отдел (гиомандибулярная кость) теряет связь с нижним (гиоидным, или собственно подъязычным, хрящом) и приобретает новую функцию становится маленькой слуховой косточкой (столбиком), передающей звуковые колебания внутреннему уху (рис. 2). Челюстная дуга своим верхним элементом — нёбно- квадратным хрящом — срастается полностью с основанием мозгового черепа, и череп становится, таким образом, аутостильным. Висцеральный череп пресмыкающихся также аутостилен. Для челюстного аппарата характерна более высокая степень окостенения, чем у земноводных. У рептилий и птиц (фиг. Г) квадратная кость сохраняет значение подвески и служит для связи черепа с нижней челюстью через сочленовную косточку (преобразованный меккелев хрящ). Элемент подъязычной дуги - столбик получает здесь более сложное строение: на нем выступает стремечко, закрывающее овальное отверстие слуховой капсулы. Нижняя челюсть млекопитающих сочленяется с височной костью сложным суставом, позволяющим не только захватывать пищу, но и совершать сложные жевательные движения. У млекопитающим (фиг. Е), мы видим, что у них сочленение нижней челюсти с черепом осуществляется совершенно иным образом, чем у других позвоночных, - уже без всякого участия остатков первой висцеральной дуги: нижние челюсти, образуемые зубными костями, сочленяются без всякого подвеска с чешуйчатыми костями черепа.Куда же девались квадратная и сочленовная кости? Исследования эмбрионального развития черепа обнаружили, что у млекопитающих они совершенно выпадают из челюстного аппарата и входят в состав слуховых косточек. Здесь квадратная кость становится наковальней, а бывшая сочленовная - молоточком (Рис. 3).Так, в среднем ухе у млекопитающих из миниатюрных остатков челюстной дуги и верхней части подъязычной образовался передаточный аппарат из трех звеньев: молоточка, прирастающего к барабанной перепонке, наковальни, занимающей промежуточное положение, и стремечка, которое закрывает собой овальное отверстие внутреннего уха. Что же касается нижней части подъязычной дуги, то она преобразуется в подковообразную подъязычную кость, подвешенную к черепу посредством пары связок. 4. В состав каких структур включаются элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг? Одна слуховая косточка — столбик,— характерная для земноводных и пресмыкающихся, уменьшаясь в размерах, превращается в стремечко, а рудименты нёбно-квадратного и меккелева хрящей, полностью выходящие из состава челюстного аппарата, преобразуются соответственно в наковаленку и молоточек. Таким образом, создается единая функциональная цепь из трех слуховых косточек в среднем ухе, характерная только для млекопитающих. - нёбно-квадратный хрящ (первичная в/ч) - превращается в наковальню. - меккелев хрящ (первичная н/ч)- превращается в молоточек. - гиомандибулярный хрящ, после преобразований – слуховая косточка-столбик- стремечко. 5. Назовите онто-филогенетически обусловленные пороки развития у человека, связанные с эволюционными преобразованиями висцеральных дуг. Рекапитуляция основных этапов филогенеза висцерального черепа происходит и в онтогенезе человека. Нарушение дифференцировки элементов челюстной жаберной дуги в слуховые косточки является механизмом формирования такого порока развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки — столбика, что соответствует строению звукопередающего аппарата земноводных и пресмыкающихся. Пороки: врожденные аномалии внутреннего уха и недоразвитие костей среднего уха; - отсутствие слухового прохода и евстахиевой трубы Задача 2.Используя знания теории оперона Жакоба-Моно, какие механизмы регуляции экспрессии генов реализуются в бактериальных клетках. 1. Как устроен лактозный оперон? Лактозный оперон представлен группой тесно связанных генов (промотор, оператор, структурные гены, терминатор), работой которых руководит ген – регулятор. Если питательный материал (лактоза) для кишечной палочки в среде отсутствует, то оперон не работает, т.к. нарабатываемый геном-регулятором белок-репрессор связывается с оператором. Это не позволяет РНК-полимеразе связаться с промотором и осуществить транскрипцию со структурных генов. 2. Какие гены относятся к регуляторной части оперона? Структурные гены, содержащие информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях белков. 3. Какое значение в работе оперона имеет белок репрессор? Белок-репрессор: регуляторный белок, связывающийся в ДНК с последовательностью оператора и блокирующий транскрипцию прилежащих генов. 4. Почему в процессе транскрипции образуется полицистронная и-РНК (кодирующая несколько белков)? Особенностью прокариот является транскрибирование и-РНК со всех структурных генов оперона в виде одного полицистронного транскрипта, с которого в дальнейшем синтезируются отдельные пептиды. 5. Каков механизм репрессии оперона при избыточном образовании конечного продукта? Если при работе других оперонов прокариот образуется избыточное количество конечного продукта, то работа оперона на время блокируется в результате объединения конечного продукта с белком-репрессором, он связавшись с оператором блокирует транскрипцию. Задача 3..Большинство экологически негативных последствий деят. людей, проявл. в изменении биосферы-её физ. и хим. состава. Загрязнения природной среды изменяет установившейся, в течение длительной эволюции, качества среды планеты и имеет огромное знач. в развитии болезней человека. 1. Назовите виды антропогенного загрязнения среды, источники каждого вида? ФИЗИЧЕСКОЕ загрязнение (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное) ХИМИЧЕСКОЕ з. (оксиды серы, азота, углерода; пестициды; тяжелые Ме, Нитраты; Кисл.дожди и т.д) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ з. (Аэрозольные) БИОЛОГИЧЕСКОЕ з. (биогенные, микробиолог. микробные) ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ - Не знаю, что здесь имели в виду????? 2. Как поступают загрязнители в организм чел.? орг.дыхания Комплексное воздействие Воздух вода+воздух кожа организм чел. воздух+пища Вода вода+пища пищев.путь вода+воздух+пища Пища 3. Какова судьба различных загрязнит. хим. природы в экосистеме? а) НЕСТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются быстро небиологическими процессами; - входят в естеств. круговорот в-в. Живые организмы расщепляют его до безвредных соединений. б) СТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются медленно небиологическими процессами., в круговорот в-в не входят, в живые орг. не включаются. - входит в жив. организм и быстро выводится, его повреждающее действие зависит от поступления. - входит в жив. орг. и медленно выводится, может накапливаться в биол.цепях (биоаккумуляция) 4. Биоконцентрирование или Биоаккумуляция. Примеры? – накопление в организме загрязняющих веществ, поступающих из окружающей среды через легкие, кожу и пищеварительный тракт. Накапливаются обычно вещества стойкие и имеющие способность к быстрому разложению в организме. Обычно этот термин применяется в отношении накопления металлов, а также по отношению к накоплению стойких синтетических веществ, как например, органохлорсодержащих соединений. К стойким веществам (с большим периодом биологического полураспада) относятся хлорированные углеводороды, тяжелые металлы и т.д. У человека хлорированные углеводороды накапливаются в жировых тканях, а, например, кадмий — в почках. Особенно в больших масштабах Б. обнаруживается в водных организмах. Многие организмы усваивают загрязнители селективно. Так, некоторые виды съедобных грибов накапливают кадмий. 5. Ксенобиотики. Превращение ксенобиотиков в организме человека? - чужеродные для живых организмов хим.вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. КСЕНОБИОТИК Накопление Выведение в неизмен. организм чел. Превращ. в аллергены виде Расщепление Превращ. в мутагены. Превращ. в безвредн. соед. Превращен. в канцероген и сверхканцероген Билет №19 Задача 1. В строении висцерального черепа представителей классов наземных позвоночных отмечается сходство многих структурных элементов. Однако у млекопитающих и человека в висцеральном черепе произошли существенные изменения: изменился характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу, уменьшилось число костей, некоторые элементы преобразовались в структуры органа слуха и опорного аппарата дыхательной системы. 1. Каков характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу у млекопитающих и человека? 2. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг. 3. Какие структуры висцерального черепа в эмбриональном развитии млекопитающих преобразуется в слуховые косточки среднего уха? 4. Из каких элементов висцерального черепа формируются подъязычная кость, хрящи гортани и трахеи? 5. Назовите онтофилогенетические пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа? Ответ: 1. Аутостильный тип прикрепления черепа: небно-квадратный элемент срастается с основанием черепа. 2. Челюстная дуга сост. из 2-х парных эл-тов = верхняя-небно-квадратный хрящ + нижняя-меккелев хрящ Подъязычная дуга- для прикрепления челюстей = верхн. – гиомандибулярный хрящ (подвесок) + нижн. – гиоид 3. Небно-квадратный хрящ ( первичная в/ч) – превр. в наковальнюМеккелев хрящ ( первичная н/ч) – в молоточек Гиомандибулярный хрящ после преобразований – слуховая косточка-столбик- стремячко 4. Подъязычная кость, стремя и шиловидный отросток – из подъязычной дуги; Подъязычная кость – из гиоид, 1-ая жаберная дуга, Щитовидный хрящ - 2 и 3 жаберн дуги Надгортанник – 4 жаб дуга Черпаловидные хрящи- 5 жаберн дуга 5. Нарушение дифференцировки элементов челюстной жаберной дуги в слуховые косточки является механизмом формирования такого порока развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки — столбика, что соответствует строению звукопередающего аппарата земноводных и пресмыкающихся, несрастание неба. Задача 2. В тканях с высокой пролиферативной активностью постоянно происходит митотическое деление клеток 1. в интерфазе митоза (с-фаза) 2.2n2c,2n4c 3. катализируют полимеризацию дезоксирибонуклеотидов вдоль цепочки нуклеотидов ДНК, которую фермент «читает» и использует в качестве шаблона. Тип нового нуклеотида определяется по принципу комплементарности с шаблоном, с которого ведётся считывание. Собираемая молекула комплементарна шаблонной моноспирали и идентична второму компоненту двойной спирали. ДНК-полимераза начинает репликацию ДНК, связываясь с отрезком цепи нуклеотидов. Среднее количество нуклеотидов, присоединяемое ферментов ДНК-полимеразой за один акт связывания/диссоциации с матрицей, называют процессивностью. ДНК-лигазы — ферменты, катализирующие ковалентное сшивание цепей ДНК в дуплексе при репликации, репарации и рекомбинации. Они образуют фосфодиэфирные мостики между 5'фосфорильной и 3'-гидроксильной группами соседних дезоксинуклеотидов в местах разрыва ДНК или между двумя молекулами ДНК. Для образования этих мостиков лигазы используют энергию гидролиза пирофосфорильной связи АТФ. Один из самых распространённых коммерчески доступных ферментов — ДНК-лигаза бактериофага Т4. ДНК – геликазы ДНК геликазы - ферменты раскручивающие двуцепочечную спираль ДНК с затратой энергии гидролиза трифосфатов NTP. Образуемая одноцепочечная ДНК участвует в различных процессах, таких как репликация, рекомбинация, и репарация. ДНК геликазы необходимы для репликации, репарации, рекомбинации и транскрипции. Геликазы присутствуют во всех организмах. ДНК-топоизомеразы—ферменты, изменяющие степень сверхспиральности и тип сверхспирали. Путём одноцепочечного разрыва они создают шарнир, вокруг которого нереплецированный дуплекс ДНК, находящейся перед вилкой, может свободно вращаться. Праймаза — фермент, обладающий РНК-полимеразной активностью; служит для образования РНК-праймеров, необходимых для инициации синтеза ДНК в точке ori и дальнейшем для синтеза отстающей цепи. 3. синтез ДНК происходит непрерывно только на одной из матричной цепей. На второй матричной цепи ДНК синтезируется сравнительно короткими фрагментами (длиной от 100до 1000 нуклеотидов, в зависимости от вида), названными по имени обнаружившего их ученого фрагментами Оказаки). Вновь образованная цепь, которая синтезируется непрерывно, называется ведущей, а другая, собираемая из фрагментов Оказаки, отстающей. Синтез каждого из этих фрагментов начинается с РНК-затравки. Через некоторое время РНК-затравки удаляются, бреши застраиваются ДНК-полимеразой и фрагменты сшиваются в одну непрерывную цепь ДНК специальным ферментом. 4. Участок между двумя точками, в которых начинается синтез дочерних цепей, называется репликоном . Он является единицей репликации. У прокариот:1.У эукариот:50 тыс. Задача 3. Человек представляет собой объект действий экофакторов 1. Виды адаптаций: социальная, экономическая, педагогическая, психологическая, профессиональная. 2. К неспецифическим относят, например, показатели костно-мускульной массы тела, количество иммунных белков сыворотки крови человека. Специфические формы отличаются разнообразием и тесно связаны с преобладающими условиями в данном месте обитания-гипоксией, жарким или холодным климатом. 3. Цвет кожи, форма лица, прямые или курчавые волосы, интенсивность потоотделения и др. на популяционном психологическая гибкость в коммуникации 4. Адаптивные типы : арктический, тропический, умеренных широт, высокогорный Наибольшее влияние на формирование комплекса признаков арктического адаптивного типа оказали холодный климат и преимущественно животная пища. Арктическому комплексу признаков свойственны относительно сильное развитие костно-мускульного компонента тела, большие размеры грудной клетки, высокий уровень гемоглобина, относительно большое пространство, занимаемое костным мозгом, повышенное содержание минеральных веществ в костях, высокое содержание в крови белков, холестерина, повышенная способность окислять жиры. К характерным признакам тропического типа относят удлиненную форму тела, сниженную мышечную массу, относительное уменьшение массы тела при увеличении длины конечностей, уменьшение окружности грудной клетки, более интенсивное потоотделение за счет повышенного количества потовых желез на 1 см2 кожи, низкие показатели основного обмена и синтеза жиров, сниженную концентрацию холестерина в крови. По соматическим показателям, уровню основного обмена население умеренного пояса занимает промежуточное положение между коренными жителями арктического и тропического регионов. Это соответствует условиям биогеографической среды в зоне умеренного климата. Для нее характерны неравномерное распределение районов, отличающихся по количеству тепла и влаги, типу растительности (от сухих степей и полупустынь до тайги), богатству животного мира. Вместе с тем температура и влажность воздуха здесь не достигают экстремальных величин, хорошо выражен сезонный ритм биоклиматических условий. Условия высокогорья для человека во многих отношениях экстремальны. Их характеризуют низкое атмосферное давление, сниженное парциальное давление кислорода, холод, относительное однообразие пищи. Основным экологическим фактором формирования горного адаптивного типа явилась, по-видимому, гипоксия. У жителей высокогорья независимо от климатической зоны, расовой и этнической принадлежности наблюдаются повышенный уровень основного обмена, относительное удлинение длинных трубчатых костей скелета, расширение грудной клетки, повышение кислородной емкости крови за счет увеличения количества эритроцитов, содержания гемоглобина и относительной легкости его перехода в оксигемоглобин. 5. Хронобиологический адаптивный тип-тип индивидуальной адаптации человека к суткам. Пройдя тест во время обучения, я выяснила, что мой хронотип-голубь. Следовательно я активна примерно одинаково в любое время суток. Билет №20 Задача 1. Во время медосмотра у пациента был обнаружен шейный свищ. 1. С чем связано образование такого порока, как шейные свищи и к каким осложнениям это может привести? 2. Как преобразуются глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека? Ответы: У млекопитающих в эмбриогенезе начинается закладка жаберных щелей, у низших для дыхания в начальном отделе пищеварительной системы в частности глотка. Глотка прорезана жаберными щелями, у человека щели закладываются, но не прорываются, они находятся со стороны кожи, а со стороны глотки навстречу щелям закладываются жаберные карманы. При нарушении эмбриогенеза во время закладки зачатков жаберных щелей они могут прорываться и даже сохраняться в постэмбриональном периоде. Это латеральные свищи шеи. Они открываются на боковой поверхности шеи, другим концом впадают в глотку. В результате сохранения в постнатальном развитии жаберных карманов они могут заполняться жидкостью и склонны к малигнизации. Необходимо их хирургическое удаление. 1. Глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека преобразуется в: • Первая пара - евстахиевы трубы и барабанные полости. • Вторая пара - небные миндалины • Третья пара – первая пара щитовидных желез и тимус • Четвертая пара – вторая пара щитовидных желез • Пятая пара – рудиментальная пара, фаликулярные клетки врастающие в ткань щитовидной железы. 2. Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. 3. В филогенезе происходит редукция органов утративших свое значение, что связано с появлением другого органа, функционально замещающего первый (субституция) - замещение головной почки на туловищную, редукция дуг жаберных артерий. Степень редукции может быть различна: 1. Орган исчезает полностью и у зародыша и у взрослой особи. 2. Орган имеется у зародыша, но исчезает у взрослой особи. 3. Орган остается недоразвитым у взрослой особи. Если такой редукции не происходит, то у человека формируются филогенетически обусловленные пороки развития. Рекапитуляция (от лат. recapitulatio – повторение) — понятие, используемое в биологии для обозначения повторения в индивидуальном развитии признаков, свойственных более ранней стадии эволюционного развития. 5. срединная расщелина твердого нёба; боковые свищи шеи; гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул); сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных); Задача 2 1. Какими способами могут делиться гепатоциты? 2. Назовите периоды митотического цикла и охарактеризуйте их. 3. Какой набор хромосом и ДНК имеет клетка к началу деления и после выхода из него? 4. Каков жизненный цикл гепатоцитов – как клеток медленно обновляющихся тканей? Назовите механизмы, основанные на митотическом цикле, приводящие к увеличению количества наследственного материала в отдельных клетках. Гепатоциты, как и любые клетки тела, могут делиться путем митоза и амитоза. Митоз и автосинтетическая интерфаза составляют митотический цикл. Периоды синтетического цикла: пресинтетический, синтетический и постсинтетический. В G1периоде происходит активный рост и функционирование клеток, синтез белков, необходимых для образования клеточных структур. В S-периоде отмечается репликация ДНК, а также синтез белков гистонов, необходимых для упаковки ДНК. В G2 периоде осуществляется подготовка клеток к делению, в том числе синтез белков веретена деления. В процессе митоза редуплицированные хромосомы расходятся в дочерние клетки. Набор хромосом до начала деления 2n4c, после - 2n2c. Гепатоциты, как клетки медленно обновляющихся тканей, имеют большую продолжительность жизни, редко делятся. Выйдя из митоза, они вступают в фазу G0 , в которой могут находится достаточно долго, выполняя свои функции. Но гепатоциты, не теряют способность к переходу в G1 период митотического цикла, и далее делятся. После резекции печени, часть гепатоцитов вступает в размножение, тем самым, обеспечивая регенерацию органа. В отдельных клетках возможен эндомитоз – удвоение числа хромосом без деления цитоплазмы клетки. В результате таких неоконченных митозов возникают полиплоидные клетки. 2. Многочисленные останки древних гоминид широко распространенных по старому свету 1. Homo erectus — человек прямоходящий. вид, от которого, как полагают, произошел современный человек. 2. основные этапы антропогенеза 3. движущими силами антропогенеза являлись биологические факторы (наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор) 4. В дальнейшем, овладев культурой изготовления орудий труда, производством пищи, устройством жилищ, человек изолировал себя от неблагоприятных природных факторов настолько, что вышел из-под жесткого контроля естественного отбора В то же время человек в значительной степени стал зависеть от социальных условий и воспитания. Вне человеческого общества само формирование человека стало невозможным, т.е. человек занимает особое положение в природе, являясь одновременно и биологическим, и социальным существом. Дальнейшая эволюция человека, видимо, будет определяться в основном социальными факторами. 5. Некоторые кости Homo erectus найдены в пещерах, что позволяет предполагать о его постоянном жилище. Кроме костей животных и довольно хорошо выделанных каменных орудий, в некоторых пещерах обнаружены кучи древесного угля и обгоревшие кости, так что, 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. Таким образом, все ископаемые гоминиды, особенно австралопитеки, рассматриваются как предшественники человека. Эволюция физических особенностей первых людей, включая современного человека, охватывает три этапа: древнейшие люди, или архантропы; древние люди, или палеоантропы; современные люди, или неоантропы. Билет №21 Задача 1. Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? 5. Объясните происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: сверхкомплектные зубы, тремы, диастемы, конические зубы, сильное развитие клыков. 1) Эволюция жевательной поверхности: · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2) Типы прикрепления зубов : Аккродонтный- к верхнему краю челюсти. Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3) Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4) Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм(смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5) У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2. Яйцеклетка высших млекопитающих и чел. содержит ничтожно малое количество желтка и не может обеспечить питание зародыша. На стадии бластоцисты зародыш выходит из яйцевых оболочек и переходит к внутриутробному существованию. 1. Какие органы в эмбриогенезе позвоночных обеспечивают жизненно важные ф-ции? Провизорные или временные органы- временные органы зародышей, исчезающие в процессе их дальнейшего развития; обеспечивают важнейшие функции организма до сформирования и начала функционирования органов, характерных для взрослых животных. К П. о. относятся; Амнион, Хорион, Желточный мешок жабры, ротовое "вооружение" и хвост головастиков: желточные сосуды у зародышей рыб, пресмыкающихся и птиц; кровеносные сосуды аллантоиса (эмбриональный орган дыхания высших позвоночных животных; зародышевая оболочка, развивающаяся из задней кишки эмбриона) зародышей пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. 2. Что лежит в основе деления позв. на 2-е группы: Анамнии и Амниоты, Представители? Наличие или отсутствие амниона и других провизорных органов лежит в основе деления позвоночных на две группы: Amniota и Anamnia. Эволюционно более древние позвоночные, развивающиеся исключительно в водной среде и представленные такими классами, как (круглоротые, рыбы и земноводные), не нуждаются в дополнительных водных и других оболочках зародыша и составляют группу анамний. К группе амниот относят первичноназемных (пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие) позвоночных, т.е. тех, у кого эмбриональное развитие протекает в наземных условиях. приспособлены, в том числе вторично в утробе матери (млекопитающие). 3. Зародышевые оболочки плацентарных млекопит. и человека. Функции? Желточный мешок- обладает важными вторичными функциями. Энтодерма желточного мешка служит местом образования первичных половых клеток, мезодерма дает форменные элементы крови зародыша. Ж.м. млекопитающих заполнен жидкостью, отличающейся высокой концентрацией аминокислот и глюкозы, что указывает на возможность обмена белков в желточном мешке. Амнион - эктодермальный мешок, заключающий зародыша и заполненный амниотической жидкостью. Амниотическая оболочка специализирована для секреции и поглощения амниотической жидкости, омывающей зародыш. А. защищает зародыша от высыхания и от механических повреждений, создавая для него наиболее благоприятную и естественную водную среду. Аллантоис -мешковидный вырост вентральной стенки задней кишки.. Вместе с хорионом образует хориоаллантоисную плаценту. Ф-ции: питательная, дыхательная, выделительная. Хорион (серозная оболочка) - самая наружная зародышевая оболочка, у млекопитающих выполняет функции, дыхания, питания, выделении, фильтрации и синтезе веществ, например гормонов. Плацента –осуществляет связь и обмен веществ между организмом матери и зародышем 4. Какие функции выполняет плацента? Чем образована материнская и зародышевая часть плаценты? Материнская ч. образована слизистой оболочкой матки Зародышевая ч. обр. ветвистым хорионом. Ф-ции плаценты: - формирует гематоплацентарный барьер, который обуславливает след. ф-ции -Газообменная ;Трофическая и выделительная ; Гормональная (играет роль эндокринной железы: в ней образуются хорионический гонадотропин, поддерживающий функциональную активность плаценты и стимулирующий выработку больших количеств прогестерона жёлтым телом;);Защитная (Плацента обладает иммунными свойствами — пропускает к плоду антитела матери, тем самым обеспечивая иммунологическую защиту.) 5. Типы плацент? Какой тип у человека? Тип плаценты зависит от деятельности хориона. Эпителиохориальный тип плаценты. Хорион связывается с эпителием эндометрия (этот тип встречается у свиньи, лошади, кита). Десмохориальный тип: хорион разрушает эпителий и связывается с соединительной тканью (корова, овца, олень). Эндотелиохориальный (вазохориальный) тип: хорион связывается с сосудами эндометрия (кошка, собака, волк). Гемохориальный тип: хорион разрушает эндометрий, соединительную ткань и стенку сосудов (грызуны, приматы, млекопитающие, в т.ч.ЧЕЛОВЕК). Задача 3. Члены семьи охотника, систематически употребляющие жареное мясо кабана, испытали сходные ощущения: затруднение жевания, боли в мышцах, ослабление мимики. При биопсии дельтовидных мышц у всех выявлены инкапсулированные личинки спиральной формы. 1. Заражение каким паразитом можно предположить в данном случае? - мелкий круглый нитевидный червь трихинелла 2. Каков жизненный цикл данного паразита? Жизненный цикл: Копуляция раздельнополых червей происходит в просвете тонкого кишечника окончательного хозяина. Эмбриональное развитие и вылупление личинок из яйца происходит в половых путях самки (яйцеживорождение). Самки трихинелл внедряют передний конец тела в кишечный эпителий и рождают 1-2 тысячи личинок, которые разносятся через кровеносные и лимфатические сосуды по всему телу хозяина. Выживают лишь те личинки, которые попадали в поперечнополосатые мышцы с хорошим кровоснабжением (жевательные, глазодвигательные мышцы, мышцы диафрагмы). Там они функционирующим лишь на этой стадии стилетом разрушают мышечную ткань и вызывают формирование хозяином капсулы веретеновидной формы. Впоследствии капсула пропитывается известью, однако обмен веществом между паразитом и хозяином не прекращается. Эта стадия (мышечная трихина) может существовать несколько лет. Заражённость мышц личинками трихинелл может достигать 15 тысяч на килограмм ткани. Для замыкания жизненного цикла необходимо, чтобы мышцы хозяина съело другое млекопитающее. При попадании в тонкий кишечник в течение нескольких дней трихинелла претерпевает четыре линьки, достигая половой зрелости. Таким образом, для развития одного поколения необходима смена хозяина, который последовательно выступает в роли окончательного для родительских форм и промежуточного — для дочерних. 3. Является ли данное заболевание природно-очаговым? Трихинеллез относят к природно-очаговым заболеваниям, т.к. основными носителями являются дикие животные. Также немалую роль в распространении заболевания играют и насекомые, которые попадают в организмы животных вместе с растительной пищей. 4. Почему термич. обработка мяса не предотвратила инвазию? Обычная термич. обр. мяса не убивает трихинелл. Личинки трихинелл легко переносят длительное охлаждение, прогревание, соление и копчение мяса. Погубить их может варка в течение не менее двух с половиной часов при толщине кусков не более 8 см. 5. Какие основные меры профилактики против заражения данным паразитом? •Готовить мясные продукты до достижения ими внутренней температуры 74°С в течение минимум 15 секунд(если личинка в живом носителе находилась довольно долго, то наверняка личинка стала кальцинированной, что позволяет ей стойко переносить любые температуры готовки пищи, так что этот метод не помогает) •Замораживать свинину в течение 20 дней при −15 °C или трех дней при −20°С. •Не позволять свиньям есть сырые туши других животных, в том числе крыс, которые могут быть инфицированы трихинеллами. •Готовить мясо диких животных тщательней. Замораживание мяса диких животных, в отличие от замораживания продуктов из свинины, даже в течение длительных периодов времени, может быть неэффективным. Трихинелла: (лат. Trichinella) — род паразитических круглых червей класса Enoplea. В роли хозяев выступают плотоядные млекопитающие, в том числе — человек. Первая личиночная стадия паразитирует в поперечнополосатой мускулатуре, три последующих личиночных стадии и взрослые особи — в просвете тонкого кишечника. Трихинеллы вызывают смертельно опасное заболевание —трихинеллёз. Круг хозяев В природе в роли хозяев трихинелл обычно оказываются плотоядные млекопитающие, хотя в экспериментальных условиях удавалось заразить и травоядных. Домашние животные могут заражаться от диких, поедая их. Например, известно, что жизненный цикл некоторых видов способен осуществляться в свиньях и крысах. При очень интенсивных инвазиях хозяин может погибнуть. В свином мясе может находиться до 15 тыс. трихинелл на 1 кг. Свою жизнеспособность трихины сохраняют в этих условиях до 20 и более лет. Личинка трихинеллы, инкапсулированная в мышечном волокне (рис. в) В тонком кишечнике зрелые особи трихинелл живут около 4 недель. Капсулы, попадая в кишечник человека, преобразуются в молодых трихинелл, которые по мере взросления оплодотворяют самок и погибают. Самки через кишечный эпителий проникают в лимфатические сосуды и рождают там до 2000 живых личинок каждая. Личинки трихинелл с током крови разносятся по всему телу и останавливаются в скелетной мускулатуре в определенных группах мышц. Наиболее часто личинки поражают диафрагму, жевательные, межреберные и дельтовидные мышцы. Местом их обитания могут стать даже мышцы глаз. Личинки свертываются в виде спирали и паразитируют, питаясь окружающими их тканями, а затем создают вокруг себя капсулу. Иногда в ней бывает 2 или даже 3 личинки. Спустя год стенка капсулы покрывается известью. В таком виде личинка остается жизнеспособной до 25 лет. Билет №23 Задача 1. В строении висцерального черепа представителей классов наземных позвоночных отмечается сходство многих структурных элементов. Однако у млекопитающих и человека в висцеральном черепе произошли существенные изменения: изменился характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу, уменьшилось число костей, некоторые элементы преобразовались в структуры органа слуха и опорного аппарата дыхательной системы. 1. Каков характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу у млекопитающих и человека? 2. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг. 3. Какие структуры висцерального черепа в эмбриональном развитии млекопитающих преобразуется в слуховые косточки среднего уха? 4. Из каких элементов висцерального черепа формируются подъязычная кость, хрящи гортани и трахеи? 5. Назовите онтофилогенетические пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа? Ответ: 1. Аутостильный тип прикрепления черепа: небно-квадратный элемент срастается с основанием черепа. 2. Челюстная дуга сост. из 2-х парных эл-тов = верхняя-небно-квадратный хрящ + нижняя-меккелев хрящ Подъязычная дуга- для прикрепления челюстей = верхн. – гиомандибулярный хрящ (подвесок) + нижн. – гиоид 3. Небно-квадратный хрящ ( первичная в/ч) – превр. в наковальню Меккелев хрящ ( первичная н/ч) – в молоточек Гиомандибулярный хрящ после преобразований – слуховая косточка-столбик- стремячко 4. Подъязычная кость, стремя и шиловидный отросток – из подъязычной дуги; Подъязычная кость – из гиоид, 1-ая жаберная дуга, Щитовидный хрящ - 2 и 3 жаберн дуги Надгортанник – 4 жаб дуга Черпаловидные хрящи- 5 жаберн дуга 5. Нарушение дифференцировки элементов челюстной жаберной дуги в слуховые косточки является механизмом формирования такого порока развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки — столбика, что соответствует строению звукопередающего аппарата земноводных и пресмыкающихся. Задача 2. У плацентарных млекопитающих процессы раннего эмбриогенеза 1. бедность яйцеклетки желтком, наличие трофобласта, развитие плода в матке, живорождение. Для всех плацентарных млекопитающих, в том числе человека, общим является наличие плаценты, менструального цикла ( для приматов и человека), раннее развитие и обособление трофобласта, внезародышевой мезенхимы. Все эти признаки выработались в эволюции лишь у ближайших предков человека - человекообразных обезьян. Данные особенности выработались в ходе изменения строения внутренних органов в связи с освоением новых сред обитания. 2. Строение бластоцисты 3. Трофобласт формирует внешний слой эмбриона — полый шар или пузырёк. Эмбриобласт формирует внутренний слой бластоцисты, располагается внутри трофобластатического пузырька в виде скопления клеток у одного из полюсов шара (внутренняя клеточная масса). 4. Провизорные или временные органы- временные органы зародышей, исчезающие в процессе их дальнейшего развития; обеспечивают важнейшие функции организма до сформирования и начала функционирования органов, характерных для взрослых животных. К П. о. относятся; Амнион, Хорион, Желточный мешок жабры, ротовое "вооружение" и хвост головастиков: желточные сосуды у зародышей рыб, пресмыкающихся и птиц; кровеносные сосуды аллантоиса (эмбриональный орган дыхания высших позвоночных животных; зародышевая оболочка, развивающаяся из задней кишки эмбриона) зародышей пресмыкающихся, птиц и млекопитающих 5. Хорион вместе со слизистой оболочкой матки (эндометрием) формирует плаценту, тип плаценты человека и приматов: гемохориальная Задача 3. Большинство экологически негативных последствий деят. людей, проявл. в изменении биосферы-её физ. и хим. состава. Загрязнения природной среды изменяет установившейся, в течение длительной эволюции, качества среды планеты и имеет огромное знач. в развитии болезней человека. 1. Назовите виды антропического загрязнения среды, источники каждого вида ? ФИЗИЧЕСКОЕ загрязнение (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное) ХИМИЧЕСКОЕ з. (оксиды серы, азота, углерода; пестициды; тяжелые Ме, Нитраты; Кисл.дожди и т.д) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ з. (Аэрозольные) БИОЛОГИЧЕСКОЕ з. (биогенные, микробиолог. микробные) ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ - Не знаю, что здесь имели в виду????? 2. Как поступают загрязнители в организм чел.? орг.дыхания Комплексное воздействие Воздух вода+воздух кожа организм чел. воздух+пища Вода вода+пища пищев.путь вода+воздух+пища Пища 3. Какова судьба различных загрязнит. хим. природы в экосистеме? а) НЕСТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются быстро небиологическими процессами; - входят в естеств. круговорот в-в. Живые организмы расщепляют его до безвредных соединений. б) СТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются медленно небиологическими процессами., в круговорот в-в не входят, в живые орг. не включаются. - входит в жив. организм и быстро выводится, его повреждающее действие зависит от поступления. - входит в жив. орг. и медленно выводится, может накапливаться в биол.цепях (биоаккумуляция) 4. Биоконцентрирование или Биоаккумуляция. Примеры? – накопление в организме загрязняющих веществ, поступающих из окружающей среды через легкие, кожу и пищеварительный тракт. Накапливаются обычно вещества стойкие и имеющие способность к быстрому разложению в организме. Обычно этот термин применяется в отношении накопления металлов, а также по отношению к накоплению стойких синтетических веществ, как например, органохлорсодержащих соединений. К стойким веществам (с большим периодом биологического полураспада) относятся хлорированные углеводороды, тяжелые металлы и т.д. У человека хлорированные углеводороды накапливаются в жировых тканях, а, например, кадмий — в почках. Особенно в больших масштабах Б. обнаруживается в водных организмах. Многие организмы усваивают загрязнители селективно. Так, некоторые виды съедобных грибов накапливают кадмий. 5. Ксенобиотики. Превращение ксенобиотиков в организме человека? - чужеродные для живых организмов хим.вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. КСЕНОБИОТИК Накопление Выведение в неизмен. организм чел. Превращ. в аллергены виде Расщепление Превра щ. в мутагены. сверхканцеро ген Превращ. в безвредн. соед. Превращен. в канцероген и Билет №24 Задача 1. В стоматологическую клинику обратился пациент, у которого обнаружены сверхкомплектные зубы. 1. Охарактеризуйте основные направления эволюции зубов у позвоночных. 2. Что такое полифиодонтизм и дифиодонтизм? 3. Как происходила эволюция жевательной поверхности коренных зубов? 4. Какова зубная формула молочных и постоянных зубов у человека? 5. Приведите другие примеры онто-филогенетически обусловленных пороков развития зубов у человека. Ответ: 1. В эволюционном отношении зубы представляют собой производное эктодермального эпителия, преобразованного в чешую. Чешуя древних рыб, имевшаяся на челюстях, постепенно подвергалась значительному развитию и дала начало зубам.Простейшей формой зубов является коническая. У низших позвоночных конические зубы очень мелкие, но многочисленны (иногда тысячи). Все они одинаковы по форме (гомодонтная система). У более высокоорганизованных животных, в частности, у млекопитающих сформировались зубы различной формы (гетеродонтная система), приспособленные функционально к образу питания животного. 2. Полифиодонтизм-многократная смена зубов по мере их изнашивания(рыбы, амфибии, рептилии). Дифиодонтизм- двойная закладки зубного ряда: временные(молочные) и постоянные (млекопитающие-за некоторым исключением) 3. Гаплодонтные(конические, одновершинные, остробугорчатые) · Трикодонтные ( секторальные) · Тритуберкулярные (трехбугорчатые) · Тетратуберкулярные (остробугорчатые, четырехбугорчатые) · Тетратуберкулярные(тупобугорчатые) · 4. Формула молочных (2102, всего 20) и постоянных(2123, всего 32). Сроки прорезывания: молочные-6 мес. до 2 лет, постоянные-6 лет до 12 лет. 5. Адентия-отсутствие зуба, зубов. Нарушение формирования тканей зуба, сверхкомпектные зубы,аномалии величины и формы зубов. Задача 2. У одного человека образующиеся в результате гаметогенеза половые клетки одинаковы по набору хромосом, но отличаются по генетическому составу. 1. Назовите стадии гаметогенеза и дайте их характеристику. В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями, осуществляющих серию последовательных митотических делений, в результате которых их число возрастает. Генетическая формула клеток 2n2c до Sпериода и 2n4c после него. На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты 1 порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Генетическая формула клеток 2n4c. Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе сотавляют мейоз. После первого деления мейоза образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). Спермацит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка одну полноценую яйцеклетку и редукциооные тельца, не учавствующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. 2. На какой стадии происходит редукция числа хромосом? На стадии созревания образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка(n2c), а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка (nc). 3. Какие процессы в гаметогенезе обуславливают генетическое разнообразие гамет? Процессы, протекающие в редукционном делении обеспечивают генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом. К таким процессам относят кроссинговер, расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении. Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления. Расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы в случае гетерозиготности приводит к образованию гамет, различающихся по аллелям отдельных генов. Случайное расположение бивалентов в плоскости экватора и последующее расхождение в анафазе 1 мейоза обеспечивает перекомбинацию родительских групп сцепления в гаплоидном наборе гамет. 4. Назовите отличительные особенности овогенеза и сперматогенеза у человека. Сперматоцит 1 порядка дает 4 сперматиды, тогда как каждый овоцит 1 порядка – один ооцит 2 порядка и редукционные тельца, не учавствующие в размножении. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. 5. Укажите возможные механизмы нарушения числа хромосом в половых клетках. К чему приводят эти нарушения? Увеличение или уменьшения числа хромосом называют полиплоидией. Эти нарушения приводят к мутациям хромосомного типа. Задача 3. Деятельность человека приводит к изменению природных биоценозов, а в ряде случаев – к их преобразованию в антропогенные экосистемы. Среди созданных человеком экосистем наиболее сильно отличаются от природных ( естественных) города – урбаноценозы. Что происходит с круговоротом веществ в урбаноценозе? Как изменяется в урбаноценозе обмен энергии? Чем различаются способы ( механизмы) поддержания устойчивости естественных экосистем и урбаноценоза? Что такое квазиприродная среда? Чем она отличается от артеприродной? Какие виды созданных человеком экосистем , кроме урбаноценоза, вы знаете? Характеристика Натурценоз Агроценоз Урбаноценоз Природная среда Неизмененная или малоизмененная Измененная Измененная в значительной степени Абиотические компоненты Изменение исходных и появление новых компонентов - биотоп Неизменен Малоизменен Изменен - климатические факторы Не изменены Не изменены Изменены - продуценты Преобладают Снижено разнообразие. Преобладают монокультуры. Объем продуцентов снижен, в основном в городе декоративные виды, для питания консументов необходимо поступление вещества продуцентов из-за пределов системы. -консументы Соответствуют принципу пирамиды масс и чисел В животноводческих агроценозах могут преобладать Редуценты В состоянии минерализовать все мертвое органическое вещество Не в состоянии минерализовать все органические останки Резко преобладают: челк и небольшое число видов домашних и диких животных доминируют Огромная масса отходов должна удаляться за пределы экосистемы Пищевые цепи Многозвенные Короткие, малозвенные Очень короткие , часто случайные Энергия экосистемы Солнечная Солнечная и дополнительная энергия Система существует в основном за счет притока дополнительной энергии из-за пределов урбаноценоза Биотические компоненты: Круговорот веществ Замкнутый или частично разорванный Разорванный Разорванный Стабильность Обычно высокая Низкая, система постоянно подвергается разным антропогенным нарушениям Способность к саморегуляции Имеется или снижена Отсутствует Отсутствует Синантропные организмы Отсутствуют или небольшое число видов Увеличено число видов Огромное число видов Примеры экосистем Заповедники, озера, пруды, Фермы, заводы, предприятия Города, села, деревни. Квазиприродная среда- все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания, т.е. постепенно разрушаются без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека – грунтовые дороги, бульвары, лесопарки и т.д. Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе. Артеприродная среда – весь искусственный мир, созданный человеком, вещественноэнергитически не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Сюда можно отнести асфальтовые и бетонные покрытия, транспортные объекты, мебель и другие вещи, всю синтетику и т.д. Современного человека , главным образом окружает артеприродная среда. деятельность человека приводит к изменению природных биоценозов в ряде случаев Билет №25 Задача 1. Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей, и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. Акродонтный- к верхнему краю челюсти. Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм (смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5. Происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями, как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2. В природе существует значительное разнообразие клеток, различающихся по размерам, форме, химическим особенностям. Число же главных типов клеточной организации ограничено двумя. 1)Выделяют прокариотический (бактерии,синезеленые водоросли)и эукариотический типы(простейшие,растения,грибы,животные) с подразделением второго на подтип, характерный для простейших организмов, и подтип, характерный для многоклеточных. 2) Прокариотическая Эукариотическая клетка клетка 1 представители: царство прокариоты, подцарство: бактерии и сине-зел водоросли. представители: империяэукариоты, царство –животные, растения, грибы. 2 размеры клеток: для кокков мах – 0.5 до микро метра. для палочек – 6 микрометров. размеры клеток: обычно в 10 (в кубе) 10 (в четвёртой) раз больше прокариотич. 3 наследств аппарат: ядро отсутствует (его функцию выполн нуклеойд). Кольцевая двунитчатая спираль ДНК в цитоплазме. Гистон белки отсутств. Имеются плазмиды – участки ДНК в цитоплазме не сзяз с нуклеотидом. Rплазмиды содерж гены которые обеспеч устойчивость бактерий к антибиотикам. Fплазмиды – отвечают за коньюгацию у бактерий. (за обмен ген инф) наследств аппарат: имеется ядро сост из 1-поверхност аппарата (кариотека) который включает кариолемму или ламину. 2-кариоплазмы (ядерный сок). 3-ядерного матрикса. 4-ядрышка или ядрышек. 5-хроматина (дезоксирибонуклеопротеидные комплексы на разных стадиях компактизации.) 4 не разделены процессы матричного синтеза во времени и пространстве (все процессы происход в цитоплазме) процессы матричного синтеза разделены в пространстве (в ядре происход – репликация и трансляция. в цитоплазме трансляция. транскрипция в пресентетич или в G1 периоде. репликация ДНК в S периоде. 5 белок синтезирующий аппарат: рибосомы 70S типа (S-коэффициент сигментации не связ с мембранами). малая субъединица 30S, большая- 40S. белок синтезирующий аппарат: рибосомы 80S типа на мембранах шерох. э.п.с. или в цитоплазме. Малая субъединица 40S. большая 60S.70S рибосомы в матриксе митохондрий и в строме пластид. 6 отсутств одномембран органойды. есть одномембран органойды в эпс, аппарате гольджи,мезосомах. 7 двухмембранные тож отсутствуют двухмембран органы: митохондрии и пластиды во всех клетках. 8 аэробное, анаэробное и факультативное дыхание. Дыхание осущ на мезосомах. дыхание в митохондриях аэробное. 9 фотосинтез – встреч у фотобактерий и у синезел водорослей. фотосинтез: осуществ на мембранах тилакойдов хлоропластах. хлорофилл, а участ в этом. 10 клеточный центр – отсутствует. клеточный центр представлен 2мя центриолями, каждая из которых состоит из 9 триплетов микротрубочек. У высш растклет центр- центросома. 0сновные белки альфа и бета тубулин. 11 жгутики: у бактерий- не окруж мембраной не содеж микротруб. Основ белок-флагемен. папобазальное тело отсутствует. жгутики окруж мембраной, содерж микротрубочки. основн бел альфа и бета тубулин. Основание жгутики прикрепл к базал мембране. 12 цитоплазма – циклоза нет, эндо и экзо-цитоз отсутствует. элементы цитоскелета- отсутств. цитоплазма: характерен цитоз. эндо и экзо цитоз характерен для жив. клеток. имеются элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежут филаменты) 13 цитоплазматич мембрана: основу составл гликокаликс, гликолипиды, фосфолипиды. холестерин отсутств. цитоплазматич мембрана: основу составл фосфолипиды 85%. имеется фосфотидил- холин (лецитин) фосфотидил серин. имеется холестерил. 14 над мембр комп-с: у бактерии – муреин клет стенка. у некотор есть слиз капскла. над мембр комп-с: у животгликокаликс, у раст- целлюлоза, у грибов- хитин. (клет стенк) 15 простое бинарное деление. деление: мейоз, шизогания, митоз, почкование. 16 азот фиксируют клубеньков бактерии. фиксация азота: не один организм не возмж. 3) 4) Участок ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белковой молекуле, называется ге́ном. Сумма всех нуклеотидных последовательностей (количество ДНК) содержащихся в гаплоидном наборе хромосом данного вида называется гено́мом. Большинство генов эукариот имеют мозаичное (прерывистое) строение — в них чередуются кодирующие (экзоны) и некодирующие области (интроны). Ген человека — это участок ДНК, который слева имеет начало гена (5' — конец), справа конец гена (3'— конец), и в середине расположенные экзоны и интроны (рис. 2). В процессе транскрипции снимается копия всего гена (про- и-РНК), затем при помощи специальных ферментов интроны вырезаются (рестрикция), а экзоны «склеиваются» (сплайсинг) между собой. Такие преобразования РНК называются процессинг Экзон-интронная организация генов характерна для геномов высших эукариот. 5) Основные отличия этапов синтеза белка у про-и эукариот? У ПРОКАРИОТ в биосинтезе белка отсутствует стадия «Посттранскрипция» или «Процессинг», т.к все участки гена информативные. у ЭУКАРИОТ в стадии «Посттранскрипции» вырезаются неинформативные участки и сшиваются информативные (сплайсинг). 2. эволюция приматов привела к возникновению группы австралопитеков 1.Австралопитек афарский и грацильный. C человеком австралопитеков сближает слабое развитие челюстей, отсутствие крупных выступающих клыков, хватательная кисть с развитым большим пальцем, опорная стопа и строение таза, приспособленное для прямохождения. Головной мозг относительно крупный (530 см³), но по строению мало отличающийся от мозга современных человекообразных обезьян. По объёму он составлял не более 35 % от средних размеров мозга современного человека. Размеры тела также были невелики, не более 120—140 см в высоту, телосложение стройное. Предполагается, что разница в размерах самцов и самок австралопитеков была больше, чем у современных гоминидов. Например, у современных людей мужчины в среднем лишь на 15 % крупнее женщин, в то время как у австралопитеков они могли быть на 50 % выше и тяжелее[6], что порождает дискуссии о принципиальной возможности столь сильного полового диморфизма у этого рода гоминидов. Одним из основных характерных признаков для парантропов является костяной стреловидный гребень на черепе, присущий самцам современных горилл, поэтому нельзя до конца исключить, что робустерные/парантропные формы австралопитеков являются самцами, а грацильные — самками, альтернативным объяснением может быть отнесение форм разных размеров к разным видам или подвидам. 2,3,4,5 Ключевой адаптацией приматов являются древесный образ жизни и наличие конечности хватательного типа с противопоставленным большим пальцем. Эти особенности способствовали формированию и развитию других адаптаций: отсутствие когтей и наличие ногтей, наличие пальцевых подушечек и кожных узоров, повышенная подвижность лучезапястного сустава, бинокулярное зрение, сильно развитые мозжечок и кора больших полушарий. Другой важнейшей особенностью приматов является выраженная социальность. Все эти черты организации приматов являются антропоморфозами, т.е. необходимыми преадаптациями к появлению человека. Выделяют следующие стадии антропогенеза: древнейшие люди – архантропы, древние люди – палеоантропы, современные люди – неоантропы (указать исторические сроки обитания, дать краткую характеристику). Решающими на стадии прегоминидной эволюции являются факторы биологической эволюции, и, в первую очередь, естественный отбор. Результатом действия естественного отбора является образование новых видов. В процессе антропогенеза всё большее значение приобретают социальные факторы эволюции, что значительно ускоряет антропогенез. Значение факторов биологической эволюции снижается, новые виды Homo не образуются. В то же время, человек как живой организм подвергается действию факторов биологической эволюции, но относительное их значение меняется: естественный отбор утрачивает ведущую роль, в то время как мутационная изменчивость в условиях глобального загрязнения планеты может оказать значительное влияние на будущее человечества. Билет №26 Задача 1. В процессе развития висцерального черепа человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований висцеральных дуг в ряду челюстноротых. 1. Челюстная дуга (1-я висцеральная дуга)- образует первичные челюсти (у хрящевых рыб). Состоит из двух парных элементов: небно-квадратный хрящ (верхняя часть) и Меккелев хрящ (нижняя часть). Подъязычная дуга (2-я висцеральная дуга). Служит для укрепления челюстей. Верхний элементгиомандибулярный хрящ (подвесок); нижний элемент- гиоид. 2. Гиомандибулярный хрящ – стремечко ( сначала у земноводных он преобразуется в столбик) Меккелев хрящ- молоточек. Небно - квадратный хрящ- наковальна. 3. У человека из подъязычной дуги образуется стремя, подъязычная кость и шиловидный отросток височной кости. 4. Жаберные дуги на суше преобразуются: 1 пара- задние рожки и тело подъязычной кости. 2 и 3 пара- щитовидный хрящ. 4 и 5 пара – хрящи гортани. 6 и 7 пара- хрящи трахеи. 5. Пороки: развитие только одной слуховой косточки- столбика, незаращение твердого неба, увеличение числа костных элементов и др. Задача 2.Органогенез является важным этапом 1. Какие органы первыми закладываются у хордовых? Вначале происходит формирование осевых органов — нервной системы, хорды и пищеварительной трубки 2. Кроме нервной системы из эктодермы развивается наружный покров кожи — эпидермис, и его производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы), эпителий рта, носа, анального отверстия, выстилка прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие клетки органов слуха, обоняния, зрения и т. д. Из энтодермы развиваются эпителиальные ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник, дыхательные пути, легкие или жабры, печень, поджелудочную железу, эпителий желчного и мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, щитовидную и околощитовидную железы. Производными мезодермы являются соединительнотканная основа кожи (дерма), вся собственно соединительная ткань, кости скелета, хрящи, кровеносная и лимфатическая системы, дентин зубов, брыжейка, почки, половые железы, мускулатура. 3. В какой период эмбриогенеза человека начинается закладка органов? Органогенез — последний этап эмбрионального индивидуального развития, которому предшествуют оплодотворение, дробление, бластуляция и гаструляция. В органогенезе выделяют нейруляцию, гистогенез 4. к какому времени эмбриогенеза заложены все органы Плодный период развития продолжается с 12 недели и до момента рождения – это второй и третий триместры беременности. В этот период образование органов закончилось 5. Критические периоды:1)имплатнтация(внедрение зиготы в матку),2)плацентация (образование плаценты) ,3)перинатальный период (роды) Задача 3. Большинство экологически негативных последствий деят. людей, проявл. в изменении биосферы-её физ. и хим. состава. Загрязнения природной среды изменяет установившейся, в течение длительной эволюции, качества среды планеты и имеет огромное знач. в развитии болезней человека. 1. Назовите виды антропического загрязнения среды, источники каждого вида? ФИЗИЧЕСКОЕ загрязнение (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное) ХИМИЧЕСКОЕ з. (оксиды серы, азота, углерода; пестициды; тяжелые Ме, Нитраты; Кисл.дожди и т.д) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ з. (Аэрозольные) БИОЛОГИЧЕСКОЕ з. (биогенные, микробиолог. микробные) ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ - Не знаю, что здесь имели в виду????? 2. Как поступают загрязнители в организм чел.? орг.дыхания Комплексное воздействие Воздух вода+воздух кожа организм чел. воздух+пища Вода вода+пища пищев.путь вода+воздух+пища Пища 3. Какова судьба различных загрязнит. хим. природы в экосистеме? а) НЕСТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются быстро небиологическими процессами; - входят в естеств. круговорот в-в. Живые организмы расщепляют его до безвредных соединений. б) СТОЙКИЕ хим. загрязнители – разрушаются медленно небиологическими процессами., в круговорот в-в не входят, в живые орг. не включаются. - входит в жив. организм и быстро выводится, его повреждающее действие зависит от поступления. - входит в жив. орг. и медленно выводится, может накапливаться в биол.цепях (биоаккумуляция) 4. Биоконцентрирование или Биоаккумуляция. Примеры? – накопление в организме загрязняющих веществ, поступающих из окружающей среды через легкие, кожу и пищеварительный тракт. Накапливаются обычно вещества стойкие и имеющие способность к быстрому разложению в организме. Обычно этот термин применяется в отношении накопления металлов, а также по отношению к накоплению стойких синтетических веществ, как например, органохлорсодержащих соединений. К стойким веществам (с большим периодом биологического полураспада) относятся хлорированные углеводороды, тяжелые металлы и т.д. У человека хлорированные углеводороды накапливаются в жировых тканях, а, например, кадмий — в почках. Особенно в больших масштабах Б. обнаруживается в водных организмах. Многие организмы усваивают загрязнители селективно. Так, некоторые виды съедобных грибов накапливают кадмий. 5. Ксенобиотики. Превращение ксенобиотиков в организме человека? - чужеродные для живых организмов хим.вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. КСЕНОБИОТИК Накопление Выведение в неизмен. организм чел. Превращ. в аллергены виде Расщепление Превращ. в мутагены. Превращ. в безвредн. соед. Превращен. в канцероген и сверхканцероген Билет №27 Задача 1. Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей, и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих. 1. Назовите этапы формирования жевательной поверхности зубов млекопитающих и человека · Гаплодонтный тип зубов (одновершинный, конический) · Трикодонтный ( трехвершинный, вершины в одной плоскости, древние ископаемые млекопитающие) · Тритуберкулярный (трехбугорчатый, бугорки в разных плоскостях, низшие приматы) · Тетратуберкулярный ( четырехбугорчатый, высшие приматы). Тупобугорчатый в виде прямоугольника у человека. 2. Охарактеризуйте типы прикрепления зубов к челюсти. Акродонтный- к верхнему краю челюсти. Плевродонтный- к боковой, внутренней поверхности челюсти. Текодонтный- в специальных ячейках альвеолярного отростка челюстей. 3. Из каких зародышевых листков развиваются эмаль, дентин, и пульпа зуба? Эмаль зубов развивается из эктодермы. Дентин - из склеротома ( мезодерма). Пульпа – из спланхнотома (мезодерма). 4. Какие эволюционные преобразования зубной системы отмечаются у человека? Зубная система человека – гетеродонтная ( зубы различаются по форме и выполнению функций, служат для захвата, удерживания и размельчения пищи). Характерен дифиодонтизм (смена молочных зубов на постоянные). Общее количество зубов у млекопитающих уменьшается и достигает у высших приматов 32. Зубы располагаются только на альвеолярных дугах челюстей, в ячейках. Основание зуба сужается, образуя корень. Зубы человека по сравнению с другими приматами уменьшены в размерах, особенно клыки. Моляры имеют четырехбугорчатое строение. Зубная дуга округлой формы. В связи с дифференцировкой зубов увеличилась продолжительность их функционирования, в результате чего в онтогенезе сменяются только два их поколения: молочные и коренные. 5. Происхождение онто-филогенетических пороков зубной системы человека: У человека возможны атавистические аномалии зубной системы, связанные с нарушениями, как дифференцировки зубов, так и с их количества. Редкой аномалией является гомодонтная зубная система, в которой все зубы имеют коническую форму. Более частой патологией является трехбугорчатое строение коренных зубов. Нередко встречается прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами, иногда даже на твердом нёбе. Это свидетельствует о том, что у человека возможно образование большего количества зубных зачатков, чем 32, как это в норме встречается у низших млекопитающих и представителей более отдаленных классов позвоночных. Свидетельством тенденции к дальнейшему уменьшению количества зубов у человека является то, что нередко последние коренные зубы, так называемые «зубы мудрости», вообще не прорезываются, а если и прорезываются, то это происходит поздно — до 25 лет. Кроме того, эти зубы имеют явно рудиментарный характер, уменьшены в размерах и часто слабо дифференцированы. Задача 2. Возрастной состав популяции в экономически развитых странах изменился в сторону увеличения числа людей пожилого и старческого возраста. Это явление антропологи объясняют увеличением средней продолжительности жизни и снижением рождаемости. 1. Как влияют условия и образ жизни на темпы старения? 2. Что такое биологический и хронологический возраст человека? 3. Дайте краткую характеристику основным теориям старения? 4. Какие факты подтверждают генетический контроль старения? 5. Возможно ли увеличить активное долголетие человека? 1). Индивидуальные темпы старения, как и развития, могут существенно различаться у людей одинакового хронологического возраста. Курение, наркомания, алкоголизм ускоряют темпы старения и как следствие сокращают продолжительность жизни. Характер питания оказывает существенное влияние на состоянии здоровья человека. Так употребление жирной мясной пищи приводит к развитию атеросклероза, инсультам, инфарктам. Ожирение – фактор повышенного риска смерти. 2). Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст. Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический возраст которых достиг 60—74 лет, называют пожилыми, 75—89 лет—старыми, свыше 90 лет—долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индвидуальным колебаниям. - биологический возрастаст – определяется по состоянию органов и систем. - хронологический возраст – длительность жизни. 3). Основные теории старения: - гипотеза ошибок – согласно этой теории во время синтеза ДНК могут происходить ошибки, которые повлияют на структуру белков, ферментов. С возрастом количество ошибок и поломок увеличивается. - гипотеза свободных радикалов – согласно ей увеличивается накопление свободных радикалов в процессе обмена веществ, они могут соединяться с ДНК, РНК и вызвать изменения их структуры. Поэтому один из способов борьбы со старением – применение антиоксидантов ( витамины С, Е, каротин, селен) - теория В.М. Дильмана – причина старения заключается в нарушении гормональной регуляции организма. - теория И.П. Павлова – перенапряжения нервной системы – стрессы ускоряют процессы старения. 4). Процесс старения проявляется на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Снижается интенсивность молекулярной репарации ДНК, снижается уровень транскрипции, трансляции. В клетках уменьшается количество митохондрий. Типичной чертой старения нервных клеток является нарастающее с возрастом накопление в цитоплазме пигмента липофусцина. В кардиомиоцитах обнаружена деструкция микрофибрилл, во многих клетках накапливаются свободные радикалы. В настоящее время доказано существование генетического контроля процессов старения. Несмотря на все указанные механизмы старения можно противостоять наступлению старости. У человека существует специальные приспособительные механизмы торможения старости, например, высокий уровень социальнотрудовой активности, сохранение умственной и физической работоспособности до глубокой старости. Продлевает жизнь также прием низко калорийной пищи, систематические физические упражнения и т.п. 5). До настоящего времени видовая продолжительность жизни человека не определена. Достоверные максимальные сроки жизни редко превышают 120 лет. По-видимому, достижение медицинской и других наук помогут человечеству увеличить продолжительность жизни. Задача 3. При раскопках в Южн. Африке были обнаружены костные останки древних гоминид. Возраст 2,8-1,5 млн. Лет, прямоходящие, объем мозга 700 см3. 1. К какому этапу антропогенеза относятся эти гоминиды? Название? Homo habilis (человек умелый), относится к 1-му этапу антропогенеза –Древнейшие стадии гоминизации-происхождение родаHomo, который есть чисто биологическая эволюция. 2. Основные этапы Антропогенеза? 1эт. Древнейшие стадии гоминизации-происхождение рода Homo. 2.эт. Эволюция рода Homo до возникновения современного человека. 3эт. Эволюция современного человека. 3.Основные биологические факторы Антропогенеза? - Естественный отбор -Наследственная изменчивость - Мутации -Дрейф генов - Изоляция -Популяционные волны - Борьба за существование 4.Влияние социальных факторов на эволюцию человека? ( Соц. факторы-. труд. деятельность, обществ. образ жизни, речь, мышление, культура.) Главной движущей силой эволюции человека, начиная с момента возникновения древнейших людей и до появления человека современного тина, была трудовая деятельность. Результатом трудовой деятельности явились морфофизиологические особенности человека, высокоразвитая центральная нервная система, разделение функций нижних и верхних конечностей, неспециализированная рука. Кроме того, труд способствовал сплочению древних людей в коллективы, т. е. созданию общества взамен стада, Общественный труд оказал большое влияние на развитие мозга и органов чувств. В ходе совместной трудовой деятельности возникала жизненная необходимость в обмене информацией. В процессе эволюции у предков современного человека произошли такие изменения голосового аппарата и мозга, которые способствовали появлению речи. Трудовая деятельность, коллективный труд и связанная с ним членораздельная речь сделали необходимым условием жизни людей передачу накопленного опыта следующим поколениям. Преимущество перед другими получили племена, которые не только поддерживали физически сильных особей, но и сохраняли престарелых членов общества — хранителей информации о способах выживания и деятельности в различных условиях (охотников, мастеров по выделке шкур, изготовлению орудий труда, знатоков лекарственных растений и т. д.). Если особенности строения и физиологии человека передаются по наследству на основе генетической информации, то социальная информация передается с помощью слова и обучения и определяет духовный облик индивидуума. Каждое взрослое поколение передает молодому опыт, знания, духовные ценности в процессе воспитания и образования. Билет №28 Задача 1. Во время медосмотра у пациента был обнаружен шейный свищ. 1. С чем связано образование такого порока, как шейные свищи и к каким осложнениям это может привести? 2. Как преобразуются глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека? Ответы: 1. У млекопитающих в эмбриогенезе начинается закладка жаберных щелей, у низших для дыхания в начальном отделе пищеварительной системы в частности глотка. Глотка прорезана жаберными щелями, у человека щели закладываются, но не прорываются, они находятся со стороны кожи, а со стороны глотки навстречу щелям закладываются жаберные карманы. При нарушении эмбриогенеза во время закладки зачатков жаберных щелей они могут прорываться и даже сохраняться в постэмбриональном периоде. Это латеральные свищи шеи. Они открываются на боковой поверхности шеи, другим концом впадают в глотку. В результате сохранения в постнатальном развитии жаберных карманов они могут заполняться жидкостью и склонны к малигнизации. Необходимо их хирургическое удаление. 2. Глоточный (жаберный) отдел в онтогенезе человека преобразуется в: • Первая пара - евстахиевы трубы и барабанные полости. • Вторая пара - небные миндалины • Третья пара – первая пара щитовидных желез и тимус • Четвертая пара – вторая пара щитовидных желез • Пятая пара – рудиментальная пара, фаликулярные клетки врастающие в ткань щитовидной железы. 3. Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. 4. В филогенезе происходит редукция органов утративших свое значение, что связано с появлением другого органа, функционально замещающего первый (субституция) - замещение головной почки на туловищную, редукция дуг жаберных артерий. Степень редукции может быть различна: 1. Орган исчезает полностью и у зародыша и у взрослой особи. 2. Орган имеется у зародыша, но исчезает у взрослой особи. 3. Орган остается недоразвитым у взрослой особи. Если такой редукции не происходит, то у человека формируются филогенетически обусловленные пороки развития. Рекапитуляция (от лат. recapitulatio – повторение) — понятие, используемое в биологии для обозначения повторения в индивидуальном развитии признаков, свойственных более ранней стадии эволюционного развития. 5. срединная расщелина твердого нёба; боковые свищи шеи; гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул); сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных); Задача 2. В природе существует значительное разнообразие клеток, различающихся по размерам, форме, химическим особенностям. Число же главных типов клеточной организации ограничено двумя. 1)Выделяют прокариотический (бактерии,синезеленые водоросли)и эукариотический типы(простейшие,растения,грибы,животные) с подразделением второго на подтип, характерный для простейших организмов, и подтип, характерный для многоклеточных. 2) Прокариотическая Эукариотическая клетка клетка 1 представители: царство представители: империя- прокариоты, подцарство: бактерии и сине-зел водоросли. эукариоты, царство –животные, растения, грибы. 2 размеры клеток: для кокков мах – 0.5 до микро метра. для палочек – 6 микрометров. размеры клеток: обычно в 10 (в кубе) 10 (в четвёртой) раз больше прокариотич. 3 наследств аппарат: ядро отсутствует (его функцию выполн нуклеойд). Кольцевая двунитчатая спираль ДНК в цитоплазме. Гистон белки отсутств. Имеются плазмиды – участки ДНК в цитоплазме не сзяз с нуклеотидом. Rплазмиды содерж гены которые обеспеч устойчивость бактерий к антибиотикам. Fплазмиды – отвечают за коньюгацию у бактерий. (за обмен ген инф) наследств аппарат: имеется ядро сост из 1-поверхност аппарата (кариотека) который включает кариолемму или ламину. 2-кариоплазмы (ядерный сок). 3-ядерного матрикса. 4-ядрышка или ядрышек. 5-хроматина (дезоксирибонуклеопротеидные комплексы на разных стадиях компактизации.) 4 не разделены процессы матричного синтеза во времени и пространстве (все процессы происход в цитоплазме) процессы матричного синтеза разделены в пространстве (в ядре происход – репликация и трансляция. в цитоплазме трансляция. транскрипция в пресентетич или в G1 периоде. репликация ДНК в S периоде. 5 белок синтезирующий аппарат: рибосомы 70S типа (S-коэффициент сигментации не связ с мембранами). малая субъединица 30S, большая- 40S. белок синтезирующий аппарат: рибосомы 80S типа на мембранах шерох. э.п.с. или в цитоплазме. Малая субъединица 40S. большая 60S.70S рибосомы в матриксе митохондрий и в строме пластид. 6 отсутств одномембран органойды. есть одномембран органойды в эпс, аппарате гольджи,мезосомах. 7 двухмембранные тож отсутствуют двухмембран органы: митохондрии и пластиды во всех клетках. 8 аэробное, анаэробное и факультативное дыхание. Дыхание осущ дыхание в митохондриях аэробное. на мезосомах. 9 фотосинтез – встреч у фотобактерий и у синезел водорослей. фотосинтез: осуществ на мембранах тилакойдов хлоропластах. хлорофилл, а участ в этом. 10 клеточный центр – отсутствует. клеточный центр представлен 2мя центриолями, каждая из которых состоит из 9 триплетов микротрубочек. У высш растклет центр- центросома. 0сновные белки альфа и бета тубулин. 11 жгутики: у бактерий- не окруж мембраной не содеж микротруб. Основ белок-флагемен. папобазальное тело отсутствует. жгутики окруж мембраной, содерж микротрубочки. основн бел альфа и бета тубулин. Основание жгутики прикрепл к базал мембране. 12 цитоплазма – циклоза нет, эндо и экзо-цитоз отсутствует. элементы цитоскелета- отсутств. цитоплазма: характерен цитоз. эндо и экзо цитоз характерен для жив. клеток. имеются элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежут филаменты) 13 цитоплазматич мембрана: основу составл гликокаликс, гликолипиды, фосфолипиды. холестерин отсутств. цитоплазматич мембрана: основу составл фосфолипиды 85%. имеется фосфотидил- холин (лецитин) фосфотидил серин. имеется холестерил. 14 над мембр комп-с: у бактерии – муреин клет стенка. у некотор есть слиз капскла. над мембр комп-с: у животгликокаликс, у раст- целлюлоза, у грибов- хитин. (клет стенк) 15 простое бинарное деление. деление: мейоз, шизогания, митоз, почкование. 16 азот фиксируют клубеньков бактерии. фиксация азота: не один организм не возмж. 3) 4) Участок ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белковой молекуле, называется ге́ном. Сумма всех нуклеотидных последовательностей (количество ДНК) содержащихся в гаплоидном наборе хромосом данного вида называется гено́мом. Большинство генов эукариот имеют мозаичное (прерывистое) строение — в них чередуются кодирующие (экзоны) и некодирующие области (интроны). Ген человека — это участок ДНК, который слева имеет начало гена (5' — конец), справа конец гена (3'— конец), и в середине расположенные экзоны и интроны (рис. 2). В процессе транскрипции снимается копия всего гена (про- и-РНК), затем при помощи специальных ферментов интроны вырезаются (рестрикция), а экзоны «склеиваются» (сплайсинг) между собой. Такие преобразования РНК называются процессинг Экзон-интронная организация генов характерна для геномов высших эукариот. 5) 5. Основные отличия этапов синтеза белка у про-и эукариот? У ПРОКАРИОТ в биосинтезе белка отсутствует стадия «Посттранскрипция» или «Процессинг», т.к все участки гена информативные. у ЭУКАРИОТ в стадии «Посттранскрипции» вырезаются неинформативные участки и сшиваются информативные (сплайсинг). Задача 3. в экономически развитых странах антропологи отмечают увеличение средней продолжительности жизни снижение уровня рождаемости 1. Старость — Старость период жизни человека от утраты способности организма к продолжению рода до смерти. Характеризуется ухудшением здоровья, умственных способностей, затуханием функций организма Геронтоло́гия (от др.-греч. γέρων «старик» + λόγος «знание, слово, учение») — наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение). Возникла около века назад. Составными частями геронтологии являются гериатрия — учение о болезнях, связанных с инволюционными изменениями, а также особенностях лечения и профилактики заболеваний в пожилом и старческом возрасте, герогигиена, которая изучает вопросы общей и специальной гигиены людей старших возрастных групп, и геронтопсихология, которая изучает психологоповеденческие особенности людей пожилого и престарелого возраста. 2. Хронологический возрасттакже еще называют паспортным или календарным и его следует понимать как период жизни от рождения до момента, когда проводится исчисление. Хронологический возраст всегда определяется четкими временными показателями: датой рождения (годом, месяцем, числом) и сроком жизни – количеством прожитых лет (месяцев, дней). Биологический возрастчеловека – это совокупность биологических (структурных и функциональных) признаков и их изменений, характеризующих период развития организма. 3. Возрастные периоды взрослого человека включают: 1) Юношеский возраст – у женщин от 16-и до 20 лет, у мужчин от 17-и лет до 21 года. 2) Взрослый (молодой) возраст – у женщин от 20-и до 35 лет, у мужчин от 21-го года до 35-и лет. 3) Зрелый возраст – у женщин от 35-и до 55 лет, у мужчин от 35-и до 60-ти лет. 4) Пожилой возраст – от 55-и лет (у женщин) или 60-и лет (у мужчин) продолжается до 75 лет. 5) Старческий возраст – свыше 75 лет. 4. Основные теории старения: гипотеза ошибок – согласно этой теории во время синтеза ДНК могут происходить ошибки, которые повлияют на структуру белков, ферментов. С возрастом количество ошибок и поломок увеличивается. гипотеза свободных радикалов – согласно ей увеличивается накопление свободных радикалов в процессе обмена веществ, они могут соединяться с ДНК, РНК и вызвать изменения их структуры. Поэтому один из способов борьбы со старением – применение антиоксидантов ( витамины С, Е, каротин, селен) теория В.М. Дильмана – причина старения заключается в нарушении гормональной регуляции организма. теория И.П. Павлова – перенапряжения нервной системы – стрессы ускоряют процессы старения. 5. Доказательством генетического контроля старения служат: видовая продолжительность жизни, наследственное долгожительство, сходство продолжительности жизни и темпов старения у однояйцовых близнецов, а также наследственные формы раннего старения (как у данного ребенка). На процессы старения влияют также социально-экономичсекие условия, рацион питания, загрязнение среды, вредные привычки, образ жизни. Билет №29 Задача 1. В практике стоматолога встречаются пороки зубо-челюстной системы: сверхкомплектные зубы, наличием трем и диастем, конические зубы. 1. Как с точки зрения филогенеза зубо-челюстной системы можно объяснить происхождение этих пороков? 2. Какой закон отражает связь индивидуального и исторического развития организма и в чем его сущность? 3. Охарактеризуйте основные эволюционные преобразования зубо-челюстной системы позвоночных? 4. Гомологами каких структур низших позвоночных явл-ся зубы? 5. Назовите основные преобразования зубо-челюстной системы человека? Ответ : 1. Это атавистические пороки развития зубной системы, связанные с недоразвитием органов на том этапе морфогенеза, когда они рекапитулировали (повторили) предковое состояние, т.е. эти аномалии когда-то являлись нормой для более или менее отдаленных предков. Диастема – наличие широкой плотней костной перегородки между центральными резцами, адентия, аномалии формы и величины зубов, наличие сверхкомплектных зубов, У гоминид имели место большой клык и диастема. Редукция клыка, вероятно, связана с утратой последним функции защиты и нападения и перехода этой функции к руке. При этом передний отдел зубной системы значительно сократился. Следовательно, вначале уменьшаются размеры резцов и клыков. Далее наступает очередь редукции жевательных зубов; при этом роль ключевого зуба переходит от второго моляра к первому. Параллельно идет редукция премоляров. Этот процесс заметен уже у синантропа. У неандертальца уже резко выражены признаки редукции всех зубов. Дальнейшая редукция зубов характеризуется увеличением случаев врожденного отсутствия третьих моляров, уменьшением зубов, усилением степени редукции бугорков. 2. закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии и повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом 3. Основные преобразования зубо-челюстной системы позвоночых (вопрос №5) 4. Зубы – гомологи плакоидной чешуи, эмаль - из эктодермы 5. Основные преобравзования зубо-челюстной системы человека: ü Уменьшение количества зубов, их размеров ü Дифиодонтизм ü Гетеродонтная зубн.сист. ü Увеличение кол-ва бугров на жев. поверхности (тетратуберкулярные тупобугорчатые) ü Прикрепление Тектодонтное (в ячейках альвеолярных отростков) ü Зубы параболической формы ü Без выступающих клыков и промежутков между зубами ü Зубная дуга округлой формы и т.п. Задача 2. Исследования, проводимые в течение последних 40 лет, позволили выявить причины возникновения таких серьезных наследственных заболеваний человека, как пигментная ксеродерма, трихотиодистрофня, Прогирия, анемия Фанкони. Одной из них является нарушение механизма репарации ДНК. 2) В чем заключается процесс репарации ДНК? Каково его значение? 3) Какие свойства и особенности организации ДНК лежат в основе репарации? 4) Назовите виды репарации, опишите различия между ними. 5) Какие ферменты обеспечивают дорепликативную репарацию? Какова их роль в процессе репарации? 6) Какие процессы, кроме репарации, обеспечивают поддержание генетического гомеостаза? 1). Репарация -молеку­лярное восстановление исходной нуклеотидной последовательности ДНК. Механизм репарации основан на наличии в мо­лекуле ДНК двух компле­ментарных цепей. Искаже­ние последовательности нуклеотидов в одной из них обнаруживается специ­фическими ферментами. Исправление ошибок в молекуле ДНК может происходить в разные периоды клеточного цикла и с участием ферментов репарации.Затем соответствующий участок удаляется и заме­щается новым, синтезиро­ванным на второй комплементарной цепи ДНК. Такую репарацию называют эксцизионной, т. е. с «вырезанием». Она осуществляется до очередного цикла репликации, поэтому ее называют также дорепликативной. 2). Молекула ДНК отличается химической инертностью, устойчивостью к внешним воздействиям, точностью самокопирования, способностью к самокоррекции, что лежит в основе поддержания генетического гомеостаза. Несмотря на эффективность самокоррекции в молекуле ДНК могут возникать ошибки, в результате спонтанно происходящих процессов, действия УФ-облучения, реакционно-способных соединений, нарушающих нормальное спаривание нуклеотидов. 3). Различают: · Дорепликативную репарацию- процесс восстановления поврежденной ДНК к ее удвоение. Простейших случаях разрывы могут быть восстановлены ферментом лигазы. В других случаях используется полная ферментативная система репарации. · Репликативыную репарацию-совокупность процессов восстановления ДНК в ходе репликации. При этом поврежденный участок удаляется протяжении репликации в зоне роста цепи. В обеспечении высокой точности репликации значительная роль принадлежит механизму самокоррекции, который осуществляется ДНК-полимеразой или тесно связанным с ней ферментом эндонуклеазой. Этот процесс связан с определением ошибке включенного в цепь нуклеотида, отщеплением его и заменой на соответствующий. В результате этого частота ошибок снижается в 10 раз. Пострепликативна репарация. ее механизм точно не изучен. При пострепликативний репарации происходит вырезание поврежденного участка и сшивания концов. При этом клетка может сохранять жизнеспособность и передавать дефектную ДНК дочерним клеткам. Допускают возможность разных вариантов синтеза ДНК на поврежденной матрице. · пострепликативную репарацию – осуществяется путем рекомбинации ( обмена фрагмента) между двумя вновь образованными двойными спиралями ДНК. 4). Восстановление исходной структуры ДНК требует участия ряда ферментов. Важным моментом в запуске механизма репарации является обнаружение ошибки в структуре ДНК. Нередко такие ошибки возникают во вновь синтезированной цепи в процессе репликации. Ферменты репарации должны обнаружить именно эту цепь. У многих видов живых организмов вновь синтезированная цепь ДНК отличается от материнской степенью метилирования ее азотистых оснований, которое отстает от синтеза. Репарации при этом подвергается неметилированная цепь. Объектом узна­вания ферментами репарации могут также служить разрывы в цепи ДНК. У высших организмов, где синтез ДНК происходит не непрерывно, а отдельными репликонами, вновь синтезируемая цепь ДНК имеет разрывы, что делает возможным ее узнавание. Восстановление структуры ДНК при утрате пуриновых оснований одной из ее цепей предполагает обнаружение дефекта с помощью фермента эндонуклеазы, которая разрывает фосфоэфирную связь в месте повреждения цепи. Затем изменен­ный участок с несколькими примыкающими к нему нуклеотидами удаляется фер­ментом экзонуклеазой, а на его месте в соответствии с порядком оснований комплементарной цепи образуется правильная нуклеотидная последовательность. При изменении одного из оснований в цепи ДНК в восстановлении исходной структуры принимают участие ферменты ДНК-гликозилазы числом около 20. Они специфически узнают повреждения, обусловленные дезаминированием, алкилиро- ванием и другими структурными преобразованиями оснований. Такие модифици­рованные основания удаляются. Возникают участки, лишенные оснований, которые репарируются, как при утрате пуринов. Если восстановление нормальной структуры не осуществляется, например в случае дезаминирования азотистых оснований, происходит замена одних пар комплементарных оснований другими —пара Ц—Г может заменяться парой Т—А и т. п. Образование в полинуклеотидных цепях под действием УФ-лучей тиминовых димеров (Т—-Т) требует участия ферментов, узнающих не отдельные измененные основания, а более протяженные повреждения структуры ДНК. Репаративный процесс в этом случае также связан с удалением участка, несущего димер, и восстановлением нормальной последовательности нуклеотидов путем синтеза на комплементарной цепи ДНК. 5). Саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, экзонно-интронная организация генома, митотическое деление клеток Задача 3. Некоторые трематодозы, например шистомозы. 1) Компонентами природного очага являются: 1) возбудитель; 2) восприимчивые к возбудителю животные — резервуары: 3) соответствующий комплекс природно- климатических условий, в котором существует данный биогеоценоз. Особую группу природно-очаговых заболеваний составляют трансмиссивные болезни, такие, как лейшманиоз, трипаносомоз, клещевой энцефалит и т.д. Поэтому обязательным компонентом природного очага трансмиссивного заболевания является также наличие переносчика. 2)Шистосомоз относится к тропической инвазии,которая наблюдается только в метсности с тропическим климатом. Шистосомы передаются через загрязненную фекалиями воду, примечательно, что в данных странах наблюдается довольно плохое качество воды и почти полное отсутствие общественной гигиены и санитарии. 3) Возбудителем данного заболевания является легочный сосальщик Paragonimus westermani. Одним из промежуточных хозяев,через него происходит заражение окончательных хозяев, является краб, который обитает на территории Приморского края и Приамурья. 4) Известно, что заражение опситорхозом происходит посредством употребления зараженной пресноводной рыбы(второй промежуточный хозяин). В данных регионах хорошо развита рыбная промышленность,но в то же время наблюдается слив канализационных отходов в бассейны рек,что лишь увеличивает риск заражения и делает данный природный очаг более устойчивым (нетрансмиссивный) 5) Фасциолез относится к нетрансмиссивным, убиквитарным инвазиям, так как скотоводство развито почти во всех странах. И именно через мясо крупного рогатого скота происходит инвазия (второй промеж.хозяин) Билет№30 Задача 1. В строении висцерального черепа представителей классов наземных позвоночных отмечается сходство многих структурных элементов. Однако у млекопитающих и человека в висцеральном черепе произошли существенные изменения: изменился характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу, уменьшилось число костей, некоторые элементы преобразовались в структуры органа слуха и опорного аппарата дыхательной системы. 1. Каков характер прикрепления челюстного аппарата к мозговому черепу у млекопитающих и человека? 2. Назовите структурные элементы челюстной и подъязычной висцеральных дуг. 3. Какие структуры висцерального черепа в эмбриональном развитии млекопитающих преобразуется в слуховые косточки среднего уха? 4. Из каких элементов висцерального черепа формируются подъязычная кость, хрящи гортани и трахеи? 5. Назовите онтофилогенетические пороки у человека, связанные с нарушением развития висцерального черепа? Ответ: 1. Аутостильный тип прикрепления черепа: небно-квадратный элемент срастается с основанием черепа. 2. Челюстная дуга сост. из 2-х парных эл-тов = верхняя-небно-квадратный хрящ + нижняя-меккелев хрящ Подъязычная дуга- для прикрепления челюстей = верхн. – гиомандибулярный хрящ (подвесок) + нижн. – гиоид 3. Небно-квадратный хрящ ( первичная в/ч) – превр. в наковальню Меккелев хрящ ( первичная н/ч) – в молоточек Гиомандибулярный хрящ после преобразований – слуховая косточка-столбик- стремячко 4. Подъязычная кость, стремя и шиловидный отросток – из подъязычной дуги; Подъязычная кость – из гиоид, 1-ая жаберная дуга, Щитовидный хрящ - 2 и 3 жаберные дуги Надгортанник – 4 жаб дуга Черпаловидные хрящи- 5 жаберная дуга 5. Нарушение дифференцировки элементов челюстной жаберной дуги в слуховые косточки является механизмом формирования такого порока развития среднего уха, как расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки — столбика, что соответствует строению звукопередающего аппарата земноводных и пресмыкающихся. Задача 2. Возрастной состав популяции в экономически развитых странах изменился в сторону увеличения числа людей пожилого и старческого возраста. Это явление антропологи объясняют увеличением средней продолжительности жизни и снижением рождаемости. 1. Как влияют условия и образ жизни на темпы старения? 2. Что такое биологический и хронологический возраст человека? 3. Дайте краткую характеристику основным теориям старения? 4. Какие факты подтверждают генетический контроль старения? 5. Возможно ли увеличить активное долголетие человека? 1). Индивидуальные темпы старения, как и развития, могут существенно различаться у людей одинакового хронологического возраста. Курение, наркомания, алкоголизм ускоряют темпы старения и как следствие сокращают продолжительность жизни. Характер питания оказывает существенное влияние на состоянии здоровья человека. Так употребление жирной мясной пищи приводит к развитию атеросклероза, инсультам, инфарктам. Ожирение – фактор повышенного риска смерти. 2). Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст. Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический возраст которых достиг 60—74 лет, называют пожилыми, 75—89 лет—старыми, свыше 90 лет—долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индвидуальным колебаниям. - биологический возрастаст – определяется по состоянию органов и систем. - хронологический возраст – длительность жизни. 3). Основные теории старения: - гипотеза ошибок – согласно этой теории во время синтеза ДНК могут происходить ошибки, которые повлияют на структуру белков, ферментов. С возрастом количество ошибок и поломок увеличивается. - гипотеза свободных радикалов – согласно ей увеличивается накопление свободных радикалов в процессе обмена веществ, они могут соединяться с ДНК, РНК и вызвать изменения их структуры. Поэтому один из способов борьбы со старением – применение антиоксидантов ( витамины С, Е, каротин, селен) - теория В.М. Дильмана – причина старения заключается в нарушении гормональной регуляции организма. - теория И.П. Павлова – перенапряжения нервной системы – стрессы ускоряют процессы старения. 4). Процесс старения проявляется на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Снижается интенсивность молекулярной репарации ДНК, снижается уровень транскрипции, трансляции. В клетках уменьшается количество митохондрий. Типичной чертой старения нервных клеток является нарастающее с возрастом накопление в цитоплазме пигмента липофусцина. В кардиомиоцитах обнаружена деструкция микрофибрилл, во многих клетках накапливаются свободные радикалы. В настоящее время доказано существование генетического контроля процессов старения. Несмотря на все указанные механизмы старения можно противостоять наступлению старости. У человека существует специальные приспособительные механизмы торможения старости, например, высокий уровень социальнотрудовой активности, сохранение умственной и физической работоспособности до глубокой старости. Продлевает жизнь также прием низко калорийной пищи, систематические физические упражнения и т.п. 5). До настоящего времени видовая продолжительность жизни человека не определена. Достоверные максимальные сроки жизни редко превышают 120 лет. По-видимому, достижение медицинской и других наук помогут человечеству увеличить продолжительность жизни. Задача 3. Деятельность человека приводит к изменению природных биоценозов, а в ряде случаев – к их преобразованию в антропогенные экосистемы. Среди созданных человеком экосистем наиболее сильно отличаются от природных ( естественных) города – урбаноценозы. Что происходит с круговоротом веществ в урбаноценозе? Как изменяется в урбаноценозе обмен энергии? Чем различаются способы ( механизмы) поддержания устойчивости естественных экосистем и урбаноценоза? Что такое квазиприродная среда? Чем она отличается от артеприродной? Какие виды созданных человеком экосистем , кроме урбаноценоза, вы знаете? Характеристика Натурценоз Агроценоз Урбаноценоз Природная среда Неизмененная или малоизмененная Измененная Измененная в значительной степени Абиотические компоненты Изменение исходных и появление новых компонентов - биотоп Неизменен Малоизменен Изменен - климатические факторы Не изменены Не изменены Изменены - продуценты Преобладают Снижено разнообразие. Преобладают монокультуры. Объем продуцентов снижен, в основном в городе декоративные виды, для питания консументов необходимо поступление вещества продуцентов из-за пределов системы. -консументы Соответствуют принципу пирамиды масс и чисел В животноводческих агроценозах могут преобладать Редуценты В состоянии минерализовать все мертвое органическое вещество Не в состоянии минерализовать все органические останки Резко преобладают: челк и небольшое число видов домашних и диких животных доминируют Огромная масса отходов должна удаляться за пределы экосистемы Пищевые цепи Многозвенные Короткие, малозвенные Биотические компоненты: Очень короткие , часто случайные Энергия экосистемы Солнечная Солнечная и дополнительная энергия Система существует в основном за счет притока дополнительной энергии из-за пределов урбаноценоза Разорванный Круговорот веществ Замкнутый или частично разорванный Разорванный Стабильность Обычно высокая Низкая, система постоянно подвергается разным антропогенным нарушениям Способность к саморегуляции Имеется или снижена Отсутствует Отсутствует Синантропные организмы Отсутствуют или небольшое число видов Увеличено число видов Огромное число видов Примеры экосистем Заповедники, озера, пруды, Фермы, заводы, предприятия Города, села, деревни. Квазиприродная среда- все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания, т.е. постепенно разрушаются без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека – грунтовые дороги, бульвары, лесопарки и т.д. Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе. Артеприродная среда – весь искусственный мир, созданный человеком, вещественноэнергитически не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Сюда можно отнести асфальтовые и бетонные покрытия, транспортные объекты, мебель и другие вещи, всю синтетику и т.д. Современного человека , главным образом окружает артеприродная среда. деятельность человека приводит к изменению природных биоценозов в ряде случаев
