2 класс Жгутиковые - Flagellata

Размножение: бесполое - митотическое деление, половое - конъюгация, различные виды копуляции. Органоиды передвижения: жгутики (один или несколько). Медицинское значение имеют паразитические жгутиковые, т.к. вызывают различные заболевания: трипаносома (Trypanosoma gambiense) возбудитель трипаносомоза (африканской сонной болезни); лейшмании (дерматотропные - Leishmania tropica, L. major и др.; висцеротропные - L. donovani, L. infantum и др.) возбудители лейшманиозов; трихомонады (кишечная Trichomonas hominis и урогенитальная T. vaginalis) возбудители трихомонадозов; лямблия (Lamblia intestinalis) возбудитель лямблиоза.

3 класс Инфузории - Infusoria

Размножение: бесполое - митотическое деление, половое - конъюгация. Органоиды передвижения: реснички. Медицинское значение имеют паразитические инфузории, т.к. вызывают различные заболевания: балантидий (Balantidium coli) возбудитель балантидиаза.

4 класс Споровики - Sporozoa

Размножение: бесполое - спорообразование, эндогония и шизогония, половое - оогамия. Органоиды передвижения: отсутствуют. Все споровики - паразитические организмы, они вызывают различные заболевания. Малярийный плазмодий является возбудителем малярии: Plasmodium vivax - трехдневной малярии, P. malariae - четырехдневной малярии, P. falciparum - тропической малярии, P. ovale - малярии типа трехдневной. Друг от друга они отличаются морфологически, биологически, сроками развития в организме человека и характером патогенного воздействия. Человек - промежуточный хозяин, окончательный хозяин - комары рода Anopheles.

Цикл развития малярийного плазмодия (Plasmodium vivax)

Самка комара заражается от больного человека в стадии приступа. К ней в желудок попадают шизонты (перевариваются) и гаметоциты. Из последних развиваются половые клетки: макрогаметы (женские) и микрогаметы (мужские). После слияния гамет образуется подвижная зигота - оокинета, которая движется в подслизистый слой стенки желудка комара. Там она сильно увеличивается в размерах и становится ооцистой. Внутри ооцисты происходит множественное деление (спорообразование) и образуется огромное количество спорозоитов. Ооциста разрывается, спорозоиты разносятся гемолимфой по всему телу комара, при этом максимальное их количество оседает в слюнных железах.

При укусе здорового человека зараженной самкой комара через ранку проникают спорозоиты и попадают в кровяное русло. Через 30 мин. большая часть их оказывается в печени и проникает в гепатоциты (спорозоиты, не достигшие печени, погибают) и идет массовая тканевая шизогония. Тканевые шизонты попадают в кровяное русло и через 30 мин. они проникают в эритроциты (шизонты, не попавшие в эритроциты, погибают), там они превращаются в трофозоитов, которые питаются эритроцитами, растут и делятся: идет массовая эритроцитарная шизогония. В результате образуются эритроцитарные шизонты, которые снова внедряются в эритроциты. При каждом выходе эритроцитарных шизонтов у человека начинается приступ малярии, т.к. вместе с шизонтами в кровь выходят продукты их метаболизма, которые оказывают токсическое воздействие на человека. После нескольких циклов эритроцитарной шизогонии начинается гаметогония: после мейотического деления образуются гаметоциты. Они способны к самостоятельному проживанию в кровяном русле в течение 2-2,5 недель, если они не попадают в организм комара, то они погибают.

Тема: Тип Плоские черви. Тип Круглые черви

Цель: Уметь определять видовую принадлежность важнейших представителей плоских и круглых червей, патогенных для человека. На основании знания жизненных циклов уметь обосновать методы лабораторной диагностики и профилактики.

Задания для самоподготовки

Тип Плоские черви. Общая характеристика, систематика (характеристика основных классов), основные представители, значение для медицины.

Класс Сосальщики. Общая характеристика, систематика (характеристика основных классов), основные представители, значение для медицины.

Кошачий сосальщик. Систематическое положение, морфология, цикл развития. Диагностика. Профилактика.

Класс Ленточные черви. Общая характеристика, систематика (характеристика основных классов), основные представители, значение для медицины.

Свиной цепень. Систематическое положение, морфология, цикл развития. Диагностика. Профилактика.

Тип Круглые черви. Общая характеристика, систематика, морфология, основные представители, значение для медицины.

Аскарида. Систематическое положение, морфология, цикл развития. Диагностика. Профилактика.

Заполнить таблицы 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 (см. Приложение 2).

Тип Плоские черви - Plathelminthes являются первичноротыми организмами и характеризуются следующими признаками:

1. Трехслойность (развитие экто-, энто - и мезодермы у эмбрионов).

2. Наличие кожно-мускульного мешка.

3. отсутствие полости тела (пространство между органами заполнено паренхимой).

4. Билатеральная (двухсторонняя) симметрия.

5. Тело сплюснуто в дорсо-вентральном (спино-брюшном) направлении.

6. Наличие разных систем органов (мышечной, пищеварительной, выделительной, нервной, половой).

Тип Плоские черви подразделяется на 3 класса, 2 из которых Сосальщики - Trematodes и ленточные черви - Cestodea имеют медицинское значение, т.к. включают паразитических червей, вызывающих различные гельминтозы.

1 класс Сосальщики - Trematodes

Все трематоды являются паразитическими организмами. Марита - половозрелая гермафродитная стадия: тело сплющено в дорсо-вентральном направлении, рот расположен терминально на переднем конце тела и вооружен мускулистой присоской, другая присоска располагается на брюшной стороне для прикрепления к органам хозяина.

Покровы тела: стенка тела - кожно-мускульный мешок, покрытый снаружи тегументом, под которым находится базальная мембрана, а под ней расположены слои гладкой мускулатуры (кольцевые, продольные и диагональные волокна).

Пищеварительная система: рот мускулистая глотка пищевод разветвленный слепой кишечник.

Нервная система: окологлоточное нервное кольцо и 3 пары нервных стволов, которые связаны между собой перемычками.

Выделительная система: протонефридии, центральный выделительный канал располагается посередине тела.

Половая система: гермафродиты, осеменение обычно перекрестное. Мужская половая система: парные семенники и семяпроводы, которые сливаются в семяизвергательный канал, копулятивный орган - циррус. Женская половая система: яичник (формирует яйцеклетки), желточники (продуцируют питательный материал для яиц) и семяприемник открываются в оотип, где происходит оплодотворение и окончательное формирование оплодотворенных яиц. Из оотипа яйца перемещаются в матку, где происходит их полное созревание, и выводятся наружу через половое отверстие.

Основные представители: печеночный сосальщик - Fasciola hepatica, возбудитель фасциолеза; кошачий сосальщик - Opisthorchis felineus, возбудитель описторхоза; ланцетовидный сосальщик - Dicrocoelium lanceatum, возбудитель дикроцелиоза и др.

2 класс ленточные черви - Cestodea

Все цестоды являются облигатными эндопаразитами. Их тело сплющено в дорсо-вентральном направлении, на переднем конце находится головка - сколекс, далее - шейка и сторобила, состоящая из члеников - проглоттид. Сколекс снабжен приспособлениями для прикрепления к стенке кишечника - присоски, присасывательные щели (ботрии) и крючья. Новые членики отпочковываются от шейки, а образовавшиеся ранее отодвигаются назад.

Покровы тела: кожно-мускульный мешок, покрытый снаружи тегументом, под которым расположены слои гладкой мускулатуры (кольцевые, продольные и диагональные волокна).

Пищеварительная система отсутствует, т.к. цестоды живут в питательной среде в кишечнике хозяина и впитывают питательные вещества осмотически.

Выделительная система: протонефридии, главные стволы которых располагаются по бокам тела.

Нервная система: передний ганглий в сколексе и 2 боковых ствола вдоль всего тела. Органы чувств, кроме органов осязания, отсутствуют.

Половая система: вначале по длине стробилы появляются мужские, а затем женские органы. Гермафродитные проглоттиды находятся в средней части стробилы. Осеменение перекрестное. Концевые проглоттиды содержат только сильно разветвленную матку с яйцами, которая занимает весь членик. Гермафродитные половозрелые проглоттиды содержат яичник, желточник, влагалище, оотип и матку, а также семенники, протоки которых сливаются в семяизвергательный канал, конец которого представляет собой копулятивный орган - циррус.

Развитие: яйцо с онкосферой (шестикрючный зародыш) попадает в промежуточного хозяина и преобразуется в мышцах в финну, которая содержит личинку, специфичную для каждого вида цестод:

1) цистицерк - пузырь с ввернутой внутрь головкой с присосками (вооруженный и невооруженный цепни);

2) ценур - пузырь с несколькими ввернутыми внутрь головками;

3) цистицеркоид - спереди вздутая часть с ввернутой головкой, сзади с хвостовидным придатком (карликовый цепень);

4) эхинококк - пузырь с дочерними и внучатыми пузырями внутри, в каждом пузыре - сколекс (эхинококк, альвеококк);

5) плероцеркоид - червеобразный формы с присасывательными бороздками (лентец широкий). Личинка превращается в половозрелую форму в кишечнике окончательного хозяина.

Основные представители: вооруженный (свиной) цепень - Taenia solium, возбудитель тениоза; невооруженный (бычий) цепень - Taeniarhynchus saginatus, возбудитель тениаринхоза; карликовый цепень - Hymenolepis nana, возбудитель гименолепидоза; эхинококк - Echinococcus granulosus, возбудитель эхинококкоза; альвеококк - Alveococcus multilocularis, возбудитель многокамерного эхинококкоза; лентец широкий - Diphyllobotrium latum, возбудитель дифиллоботриоза и др.

Тип Круглые черви - Nemathelminthes являются вторичноротыми организмами и характеризуются следующими признаками:

1. Трехслойность (развитие экто-, энто - и мезодермы у эмбрионов).

2. Наличие первичной полости тела - псевдоцели.

3. Наличие кожно-мускульного мешка.

4. Билатеральная (двухсторонняя) симметрия.

5. Вытянутое несегментированное тело более или менее округлое в поперечном сечении.

6. Наличие разных систем органов (мышечной, пищеварительной, выделительной, нервной, половой).

7. Раздельнополость.

8. Появление заднего отдела пищеварительной системы с анальным отверстием.

Тип подразделяется на 5 классов, из которых медицинское значение имеет класс собственно круглые черви - Nematoda, куда входят паразитические черви.

Класс круглые черви - Nematoda

Покровы тела: кожно-мускульный мешок образован кутикулой, гиподермой и мускулатурой, которая состоит из отдельных клеток, сгруппированных в 4 тяжа продольных мышц.

Пищеварительная система: рот с тремя "губами", передняя, средняя и задняя кишки, анальное отверстие.

Выделительная система: 1-2 одноклеточные кожные железы, от которых отходят 2 боковых канала, лежащие в боковых валиках гиподермы. Сзади каналы оканчиваются слепо, а в передней части соединяются в один непарный канал, открывающийся наружу пурой позади "губ".

Нервная система: окологлоточное кольцо и 4 нервных ствола, соединенных друг с другом комиссурами. Органы чувств развиты слабо (органы осязания и химического чувства).

Половая система: раздельнополые организмы, половые органы трубчатые, парные у самок (яичники, яйцеводы, матки, обе матки соединяются в общее влагалище, открывающееся на брюшной стороне) и непарные у самцов (семенник, семяпровод, семяизвергательный канал, открывающийся в заднюю кишку).

Основные представители: аскарида человеческая - Ascaris lumbricoides, возбудитель аскаридоза; трихинелла - Trichinella spiralis, возбудитель трихинеллеза; острица - Enterobius vermicularis, возбудитель энтеробиоза.

РАБОТА 1

Строение ланцетовидного сосальщика (Dicrocoelium lanceatum)

При малом увеличении рассмотрите строение ланцетовидного сосальщика. На переднем конце тела располагается ротовая присоска. от нее отходит кишечник, который разделяется на два неразветвленных ствола и тянется по бокам тела к заднему концу, где слепо заканчивается. Недалеко от разветвления кишечника располагается брюшная присоска. Позади нее расположены два округлых семенника. Позади семенников находится маленький округлый яичник. всю заднюю часть тела червя занимает сильно развитая матка.

Зарисуйте в альбоме строение червя и сделайте обозначения: ротовая присоска, кишечник, брюшная присоска, семенники, яичник, матка.

РАБОТА 2

Строение вооруженного (свиного) цепня (Taenia solium)

При малом увеличении рассмотрите строение свиного цепня. На переднем конце находится головка - сколекс, на которой хорошо различимы три из четырех присоски и сверху венчик из крючьев, далее - несегментированная шейка и затем стробила, состоящая из члеников - проглоттид.

Зарисуйте в альбоме строение червя и сделайте обозначения: сколекс, присоски, крючья, шейка, стробила, проглоттиды.

РАБОТА 3

Строение невооруженного (бычьего) цепня (Taeniarhynchus saginatus)

При малом увеличении рассмотрите строение бычьего цепня. На переднем конце находится головка - сколекс, на которой хорошо различимы три из четырех присоски, далее - несегментированная шейка и затем стробила, состоящая из члеников - проглоттид.

Зарисуйте в альбоме строение червя и сделайте обозначения: сколекс, присоски, шейка, стробила, проглоттиды.

РАБОТА 4

Строение финны

При малом увеличении рассмотрите строение финны.

Зарисуйте в альбоме строение финны и сделайте обозначения: оболочка финны, личинка червя (цистицерк).

Занятие 18

ТЕМА: Организм и среда. Биосфера.

ЦЕЛЬ: Уметь разбираться в строении и эволюции земной коры. Уметь объективно оценивать изменения параметров жизнедеятельности человека под влиянием экологических факторов и воздействие человека на окружающую среду.

Задание для самоподготовки

Основные понятия экологии.

Абиотические факторы среды.

Биотические факторы среды, цепи питания, формы взаимодействия организмов в биоценозах.

Антропогенный фактор. Положительное и отрицательное воздействие.

Биогенез. Биоценоз, биотоп.

Биосфера как естественно-историческая система, состав биосферы, функции.

Эволюция биосферы. Этапы развития.

Заполнить таблицы 50, 51, 52, 53, 54 (см. Приложение 2).

ЭКОЛОГИЯ - наука, занимающаяся изучением закономерностей взаимоотношений организмов между собой и со средой их обитания.

СРЕДА - это окружающий нас мир живой и неживой природы, это совокупность элементов, которые действуют не особь в месте ее обитания. Элементы окружающей среды, оказывающие определенное воздействие на организмы, называют ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ. Все многообразие экологических факторов делится на две большие группы - АБИОТИЧЕСКИЕ и БИОТИЧЕСКИЕ.

К абиотическим факторам относят проявление свойств неживой природы, биотическим - влияние живой природы, в этом числе и воздействие человека. Существование каждого вида организмов ограничено определенным максимумом и минимумом каких-либо факторов. Такие факторы называют ЛИМИТИРУЮЩИМИ или ОГРАНИЧИВАЮЩИМИ.

Ограничивающий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма (за пределы допускаемого максимума и минимума света, температуры и т.д.). Но существует и ОПТИМАЛЬНЫЙ фактор, при котором развитие организма происходит при более благоприятной интенсивности экологического фактора. Граница, за пределами которой невозможно существование организма, называется пределами выносливости.

Абиотические факторы определяются элементами неживой природы, их физическим состоянием, химическим составом. Это свет, вода, температура, воздух, почва, рельеф.

СВЕТ - биологическое действие солнечного света обуславливается его спектральным составом, интенсивностью, направленностью светового потока и суточной и сезонной продолжительностью освещения (фотопериодизм). Растения по отношению к свету делятся на светолюбивые, теневыносливые, тенелюбивые; на длиннодневные и короткодневные. На растения свет влияет прямо, на животных - косвенно (дневные, ночные и сумеречные животные).

ВОДА - один из наиболее важных факторов. По степени требовательности к воде выделяют организмы гидрофильные (живут в воде), гигрофильные (необходима повышенная влажность), мезофильные (необходимо среднее количество воды), ксерофильные (могут выдерживать недостаток влаги).

ТЕМПЕРАТУРА - важный ограничивающий фактор. По отношению к температуре среди животных выделяют организмы гомойотермные (способны поддерживать постоянную температуру тела - теплокровные) и пойкилотермные (неспособны поддерживать постоянную температуру тела, она зависит от температуры окружающей среды - холоднокровные). По отношению к температуре среди растений выделяют морозостойкие и теплолюбивые организмы. Приспособления к температурным колебаниям: у животных теплокровность, зимняя спячка, анабиоз, оцепенение (у рыб); у растений состояние покоя.

Воздух обеспечивает различные физиологические процессы: дыхание, фотосинтез и др. Воздух содержит 78% азота, 21% кислорода, 0,03% углекислого газа и 0,9% инертных газов и паров воды; также он может содержать твердые частицы, микроорганизмы, семена и споры. Воздух характеризуется возможностью перемещаться за счет разницы атмосферного давления, в результате чего возникает ветер. У живых организмов появляются различные приспособления к воздушным колебаниям: изменение формы организмов (для уменьшения пагубного влияния ветра - перекати-поле, стальники, мощные корневые системы и др.), редукция или сильное развитие различных органов (как правило крыльев).

РЕЛЬЕФ. В зависимость от высоты над уровнем моря изменяется атмосферное давление, что приводит к различиям в видовом составе организмов в горах и на равнине (высокогорные и долинные организмы).

ПОЧВА. Значение почвы определяется, во-первых, тем, что она представляет собой опорный субстрат для растений, а во-вторых, тем, что из нее растения получают необходимые для жизни минеральные вещества и воду. На растения влияют физические свойства почвы - механический состав, структурность, влагоемкость, воздухопроницаемость и др., а также химические - общий элементарный состав, кислотность, солевой режим и др.

По отношению к общему содержанию питательных веществ в почве выделяют следующие экологические группы растений: эутрофные растения произрастают на почвах, богатых питательными веществами (марь белая, ландыш майский, пустырник пятилопастной); олиготрофные растения довольствуются небольшим количеством питательных веществ (сосна лесная, вереск обыкновенный, белоус торчащий).

Отношением к содержанию в почве отдельных веществ определяются различные экотипы растений. Нитрофилы - растения, особенно требовательные к повышенному содержанию азота в почве (чистотел большой, крапива жгучая, белена черная). Кальциефилы - растения карбонатных (щелочных) почв (венерин башмачок большой, мордовник обыкновенный, лиственница сибирская). Кальциефобы - растения, избегающие почв с большим содержанием извести (береза пушистая, андромеда многолистная, сфагновые мхи). Галофиты - растения засоленных почв (сведа простертая, солерос европейский, лебеда бородавчатая).

Псаммофиты - растения, приспособленные к существованию на песчаных почвах. Анатомо-морфологические приспособления этих растений направлены на более прочное закрепление в субстрате и добычу или сохранение влаги: мощная сильно разветвленная корневая система в поверхностном слое песка (максимальное использование атмосферной влаги) или очень длинные, достигающие грунтовых вод; часто это растения ярко выраженного ксероморфного облика (склерофиты, суккуленты). Это такие растения как бессмертник песчаный, кошачья лапка двудомная, ива остролистная. Ацидофилы - растения, предпочитающие кислые почвы с небольшим значением рН (багульник болотный, щавелек малый, сфагновые мхи). Базофилы - растения, предпочитающие щелочные почвы (мать-и-мачеха обыкновенная, очиток едкий, горчица полевая). Нейтрофилы - растения почв с нейтральной реакцией (сныть обыкновенная, лисохвост луговой, дуб черешчатый). Существует также большая группа растений, безразличных к кислотности почв и способных произрастать в широком диапазоне рН: сосна обыкновенная, брусника. Оксилофиты - растения торфяных болот, приспособившиеся к повышенной кислотности почвы в сочетании с сильным увлажнением и анаэробиозом (росянка круглолистная, багульник болотный, пушица влагалищная).

Рассмотренные выше экологические группы были выделены по влиянию на них одного отдельно взятого фактора. В действительности среда влияет на организмы как нераздельное целое, и адаптации вырабатываются у них ко всему комплексу факторов. В результате чего возникают сходные морфофизиологические черты организации, т.е. создается определенная форма их существования или жизненная форма у растений. Жизненная форма растений - совокупность приспособительных признаков.

Биотические факторы определяются воздействием на организм других живых существ: фитогенные, зоогенные и антропогенные.

В результате воздействия на организм всех других существ возникают межвидовые и внутривидовые взаимоотношения, которые выражаются в пищевых связях, конкуренции и т.д. Источником энергии является солнце. организмы, способные к самостоятельному образованию органических соединений используя энергию света, являются растения - ПРОДУЦЕНТЫ (автотрофы). Следующими звеньями за продуцентами могут быть организмы, использующие готовые органические вещества и энергию, накопленную в продуцентах, это животные - КОНСУМЕНТЫ (гетеротрофы). Конечным звеном цепи питания будут микроорганизмы и грибы, которые используют мертвую органику, извлекая из нее оставшуюся энергию - РЕДУЦЕНТЫ (сапротрофы).

ЦЕПЬ ПИТАНИЯ - это цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества.

Выделяют два основных типа взаимодействия организмов: симбиотические взаимодействия (не приносящие ущерба) и антибиотические взаимодействия (причиняющие ущерб одному из партнеров). Формы симбиотических связей: симбиоз (длительное сожительство организмов разных видов, приносящее пользу обоим партнерам), мутуализм (взаимовыгодное сожительство организмов разных видов, раздельное существование которых невозможно), синойкия (квартирантство - один организм использует другой как жилище, не принося ему ни пользы, ни вреда), комменсализм (нахлебничество - один организм использует другой как жилище и источник питания, не причиняя ему вреда). Формы антибиотических связей: хищничество (один организм использует другой в качестве пищи, убивая его), конкуренция (борьба организмов в одинаковых условиях среды), паразитизм (один организм использует другой как жилище и источник питания с заметным, но не смертельным ущербом), антибиоз (одни организмы оказывают угнетающее воздействие на другие, чаще всего в результате выделения особых веществ различной химической природы - антибиотиков, фитонцидов).

Охрана природы - комплекс государственных, общественных и научных мероприятий, направленных на рациональное природопользование, восстановление и умножение естественных ресурсов; не сохранять в нетронутом виде, а установить равновесие между использованием и восстановлением природы.

Заповедник - участок территории суши или воды, полностью исключенный из всех видов хозяйственного использования (кроме научного), где естественные ландшафты сохраняются в ненарушенном состоянии.

Заказник - участок территории суши или воды, где временно запрещается использование определенных видов природных ресурсов.

Национальный парк - территория суши или воды, исключенная из хозяйственной эксплуатации с целью сохранения природных комплексов, имеющих особую экологическую, историческую, эстетическую ценность, а также используемые для отдыха и в культурных целях.

БИОГЕОЦЕНОЗ - элементарная структура биосферы, совокупность растений, животных и условий окружающей среды на определенной территории.

Состав населения биогеоценоза определяет условие среды. Организмы, взаимодействуя со средой, очень изменяют ее. Обычно условия жизни в биогеоценозе называют БИОТОПОМ, а его население - БИОЦЕНОЗОМ.

В структуре биогеоценоза можно выделить четыре звена, которые взаимосвязаны между собой:

Абиотическое окружение - комплекс факторов неживой природы.

Комплекс зеленых растений и хемосинтезирующих организмов - продуценты.

Комплекс всевозможных организмов - консументы.

Комплекс организмов, разлагающих органические соединения - редуценты.

Совокупность всех биогеоценозов нашей планеты создает гигантскую глобальную экосистему, называемую биосферой.

БИОСФЕРА - оболочка Земли, которая населена и активно преобразуется живыми существами. Согласно В.И. Вернадскому, биосфера - это тонкая оболочка, в которой существует или существовала в прошлом жизнь и которая подвергалась или подвергается воздействию живых организмов. Она включает:

ЖИВОЕ вещество, образованное совокупностью организмов.

БИОГЕННОЕ вещество, которое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, известняки и др.).

КОСНОЕ вещество, которое образуется без участия живых организмов (продукты тектонической деятельности: лава, базальт, пемза и др.).

БИОКОСНОЕ вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Границы биосферы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Благодаря биотическому круговороту, биосфере присущи определенные геохимические функции:

ГАЗОВАЯ - биогенная миграция газов в результате фотосинтеза и азотфиксации.

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ - аккумуляция живыми организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ - превращение веществ, содержащих атомы с переменной валентностью (например, Fe, Mn, Cr).

БИОХИМИЧЕСКАЯ - процессы, протекающие в живых организмах.

Эволюция органического мира прошла несколько этапов. Первый из них - возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом. В процессе развития от неживого к живому различают несколько стадий:

Стадия неорганического фотосинтеза;

Стадия коацервации;

Стадия образования оболочек или мембран;

Стадия появления метаболизма;

Стадия воспроизведения (редупликация).

В результате возникли прокариотические клетки.

Второй этап эволюции биосферы связан с усложнением структуры биотического компонента биосферы в результате появления многоклеточных организмов. Оба эти этапа I и II объединяются в период БИОГЕНЕЗА.

Третий этап связан с возникновением социальной материи и ноосферы в результате появления человеческого общества - НООГЕНЕЗ.

Тема: Зачетное занятие по биологии\

ЦЕЛЬ: Контроль знаний по курсу биологии.

Приложения

Приложение 1. Типовые задачи по генетике и способы их решения.

Образование гамет при моно-, ди - и полигибридном скрещивании

Пример. Сколько типов гамет, и какие именно образуют следующие организмы:

а) организм с генотипом ААВВ

б) дигибрид АаВв

в) гетерозигота по n парам генов

г) организм с генотипом АаввССDd?

Решение: а) Гены А и В неаллельные, лежат в негомологичных хромосомах и при мейозе распределяются в одну гамету: ААВВ>АВ. Таким образом, организм ААВВ образует один тип гамет АВ.

б) Гены А и а аллельные, лежат в гомологичных хромосомах и при мейозе распределяются в разные гаметы. Гены А и В неаллельные, лежат в негомологичных хромосомах и при мейозе распределяются в разные гаметы. Возможны 4 варианта гамет:

в) Особь гетерозиготная по одной паре аллельных генов (А и а) продуцирует только два типа гамет: А и а (2¹=2), особь гетерозиготная по двум парам аллельных генов (АаВв) продуцирует четыре типа гамет: (2²=4), общее число типов гамет, продуцируемых особью, равно 2ⁿ, где n - число пар аллельных генов, в которых аллели не одинаковы.

г) Организм с генотипом АаввССDd - гомозигота по двум (в и С) и гетерозигота по двум (A и D) парам генов. Дигетерозигота образует 2²=4 типа гамет. Гомозигота образует один тип гамет и не влияет на ассортимент гамет, которые способен произвести данный организм. Таким образом, организм с генотипом АаввССDd образует 4 типа гамет:

1. Сколько типов гамет и какие образует особь с генотипом ААВвСс?

2. Сколько типов гамет и какие образует особь:

а) тригетерозиготная DdКkМм?

б) дигомозиготная Аавв?

в) дигетерозиготная АаВв?

3. Какие и сколько гамет образует особь, имеющая генотип ССDDUUMm?

4. Рецессивный ген в, обусловливающий черный цвет тела у мухи дрозофилы, локализован во II паре хромосом. В этой же хромосоме находится рецессивный ген y, детерминирующий зачаточные крылья. Сколько и какие типы гамет продуцирует дигетерозиготная по черному цвету тела и зачаточным крыльям самка дрозофилы ВвУу?

Определение генотипа и фенотипа потомков по генотипу родителей

Пример. У пшеницы ген карликового роста (А) доминирует над геном нормального роста (а). Определите генотип потомства от скрещивания: а) гомозиготной карликовой пшеницы с нормальной; б) двух гетерозиготных карликовых растений пшеницы.

Решение. Для решения задач важно правильно записать условия задачи и схему скрещивания с использованием генетической символики.

Запись признаков генов, их определяющих, лучше делать в виде данных под названием "Дано", при этом необходимо указать название организма и признак:

Дано:		Схема скрещивания
пшеница - рост
А - карликовый рост
а - нормальный рост
генотипы F1 - ?

Далее определяем генотипы и продуцируемые гаметы родительских форм.

а) По условию задачи растения с карликовым ростом гомозиготно, следовательно, его генотип АА. Вторая родительская форма имеет нормальный рост. Поскольку ген нормального роста рецессивен, растение может быть только гомозиготным и иметь генотип аа (иначе проявится доминантный ген). Записываются эти данные в виде схемы скрещивания. Родительские формы обозначаются буквой Р, первое поколение - F₁, второе поколение - F₂. Затем определяем типы гамет, продуцируемых родительскими формами. Поскольку оба родителя гомозиготны, они производят только один тип гамет. Пшеница карликового роста дает гаметы, несущие ген А, пшеница нормального роста - гаметы, несущие ген а. Гаметы записываем на следующей строчке под генотипом родителей, на третей строчке записываем генотип потомков первого поколения F₁ - Аа, т.к. они получают от одного родителя ген А, от другого ген а. Следовательно, все потомки в F₁ гетерозиготны. Поскольку ген А доминантен, все растения имеют карликовый рост.

б) По условию скрещиваются два гетерозиготных организма. Надо определить фенотип потомков. Сначала определяем, какие типы гамет продуцируют исходные формы - это два типа гамет: половина А, половина а. Сочетание этих гамет дает три генотипа: ј особей имеет генотип АА, Ѕ - генотип Аа, ј - генотип аа.

Особи с генотипом АА и Аа фенотипически одинаковые, и имеют карликовый рост. Особи с генотипом аа - имеют нормальный рост.

При решении задач такого типа в отношении человека следует иметь в виду, что говорить о точном количественном соотношении генотипов в потомстве нельзя, т.к. у человека число детей слишком мало для достоверности результатов, поэтому можно говорить только о вероятности количественных соотношений генотипов.

5. Желтый цвет семян гороха (А) доминирует над зеленым (а). Определите фенотип и генотип потомства от скрещивания гомозиготного растения с желтыми семенами с растением с зелеными семенами.

6. Желтый цвет семян гороха (А) доминирует над зеленым (а). Определите фенотип и генотип потомства от скрещивания двух гетерозиготных растений с желтыми семенами.

7. Желтый цвет семян гороха (А) доминирует над зеленым (а). Определите фенотип и генотип потомства от скрещивания гетерозиготного растения с желтыми семенами с растением с зелеными семенами.

8. У томатов ген, определяющий красную окраску плодов, доминантен по отношению к гену желтой окраски. Полученные из гибридных семян 3021 куст томатов имел желтую окраску плодов, а 9114 кустов - красную. Определите примерное количество гетерозиготных растений в рассаде.

9. Ген черной окраски тела крупного рогатого скота доминирует над геном красной окраски. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гетерозиготных особей.

10. Ген черной окраски тела крупного рогатого скота доминирует над геном красной окраски. Какое потомство можно ожидать от скрещивания красного быка и гетерозиготных коров.

11. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым. Определите генотипы потомков, если гомозиготный кареглазый мужчина женился на голубоглазой женщине.

12. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым. Определите генотипы потомков, если и муж и жена были кареглазыми и гетерозиготными.

13. У человека ген полидактилии (шестипалости - Р) является доминантным по отношению к гену, детерминирующему нормальное строение кисти (р). Определите генотипы и фенотипы потомков, если от брака гетерозиготного шестипалого мужчины и женщины с нормальным строением кисти родились два ребенка.

14. У человека ген полидактилии (шестипалости - Р) является доминантным по отношению к гену, детерминирующему нормальное строение кисти (р). Определите генотипы и фенотипы потомков, если от брака гомозиготного шестипалого мужчины и женщины с нормальным строением кисти родился один ребенок.

15. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые. Определите генотипы и фенотипы потомков.

16. Миоплегия (периодические параличи) наследуется как доминантный признак. Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.

17. Одна из форм гемералопии (неспособность видеть при сумеречном и ночном освещении) наследуется по аутосомно-доминантному типу. Определите вероятность рождения больных детей от гетерозиготных больных родителей.

18. Одна из форм гемералопии (неспособность видеть при сумеречном и ночном освещении) наследуется по аутосомно-доминантному типу. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает данным заболеванием, а другой здоров и оба супруга гомозиготны.

19. Гепатоцеребральная дистрофия (нарушение обмена меди) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает данным заболеванием, а другой здоров и имеет здоровых родителей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОТИПА РОДИТЕЛЕЙ ПО ФЕНОТИПУ ДЕТЕЙ

Пример 1. У мухи дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. При скрещивании серых и черных мух в потомстве половина особей имела серую окраску тела, половина - черную. Определите генотипы родительских форм.

Решение: соотношение в потомстве мух с серой и черной окраской тела 1:

1. Такое соотношение характерно для потомства при анализирующем скрещивании, когда скрещивается гетерозиготная особь с генотипом Вв и гомозиготная по рецессивному гену особь с генотипом вв. Следовательно, одна родительская особь гетерозиготна и имеет генотип Вв, другая гомозиготна и имеет генотип вв.

Пример 2. У мухи дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. В серии опытов при скрещивании серых мух в потомстве оказалось 1392 особи с серым телом и 467 - с черным. Определите генотипы родительских форм.

Решение: определяем соотношение мух с серой и черной окраской тела. Черные мухи составляют примерно ј от общего числа потомков, следовательно, имеет место расщепление признаков в соотношении 3:

1. Такое расщепление характерно при скрещивании двух гетерозиготных организмов, т.е. родительские формы гетерозиготны и их генотипы Вв и Вв.

20. У кур розовидная форма гребня доминирует над простой формой. Птицевод подозревает, что некоторые из его виандоттов, имеющих розовидный гребень, гетерозиготны по этому признаку. Каким образом можно определить гетерозиготных по данному признаку кур?

21. Ген комолости (безрогости) у крупного рогатого скота доминирует над геном рогатости. определите генотип родительских форм, если комолая корова при отеле принесла двух телят: безрогого и рогатого.

22. Ген комолости (безрогости) у крупного рогатого скота доминирует над геном рогатости. какое потомство можно ожидать при скрещивании рогатого быка с гомозиготной комолой коровой?

23. При скрещивании норок коричневого и голубовато-серого цвета все потомки имели коричневую окраску шерсти. При скрещивании гибридных норок среди полученных потомков 167 зверьков имели коричневую окраску шерсти, а 58 - голубовато-серую. Определите генотипы родительских форм и их потомков в обоих поколениях.

24. У фигурной тыквы белая окраска плодов доминирует над желтой. При скрещивании белоплодной тыквы с желтоплодной тыквой половина полученных потомков имели белые плоды, а половина - желтые. Определите генотипы родительских растений.

25. У человека ген полидактилии (шестипалости) является доминантным по отношению к гену, детерминирующему нормальное строение кисти. Определите генотипы родителей и детей в семье, где отец и один из детей - шестипалые, а мать и другой ребенок имеют нормальное строение кисти.

26. У человека ген полидактилии (шестипалости) является доминантным по отношению к гену, детерминирующему нормальное строение кисти. определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалий в семье, где мать шестипалая, а отец и первый ребенок имеют нормальное строение кисти.

27. У человека ген наследственной глухонемоты определенного типа рецессивен по отношению к гену нормального слуха. Глухонемая женщина вышла замуж за мужчину с нормальным слухом, у них родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей и ребенка.

ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ

Пример 1. У морских свинок ген вихрастой (розеточной) шерсти - Р доминирует над геном гладкой шерсти - р, а ген черной окраски шерсти (В) - над геном белой окраски (в). Гомозиготная вихрастая черная свинка скрещивается с гладкошерстной белой свинкой. Определите генотип у потомков первого и второго поколений.

Решение: записываем условия задачи и определяем генотипы родителей и их гаметы. Генотип вихрастой свинки с черной шерстью - РРВВ, гладкошерстной белой свинки - ррвв. Оба родителя гомозиготны и производят только один тип гамет - РВ и рв. Для определения генотипа и фенотипа в F₁ напишем схему скрещивания:

Согласно схеме скрещивания все потомки F₁, имеют генотип РрВв и единообразный фенотип. Родителями F₂ будут гетерозиготы по обоим признакам. Определяем типы гамет. Гены разных аллельных пар свободно комбинируются, поэтому каждый родитель будет производить по четыре типа гамет: РВ, Рв, рВ, рв. Для определения генотипов потомков следует использовать решетку пеннета.

F2	G	РВ	Рв	рВ	рв
	РВ	РРВВ	РРВв	РрВВ	РрВв
		вихр., чер.	вихр., чер.	вихр., чер.	вихр., чер.
	Рв	РРВв	РРвв	РрВв	Ррвв
		вихр., чер.	вихр., бел.	вихр., чер.	вихр., бел.
	рВ	РрВВ	РрВв	ррВВ	ррВв
		вихр., чер.	вихр., чер.	гладк., чер.	гладк., чер.
	рв	РрВв	Ррвв	ррВв	ррвв
		вихр., чер.	вихр., бел.	гладк., чер.	гладк., бел.

Затем подсчитываем количество особей с разными фенотипами: 9/16 - вихрастые черные, 3/16 - вихрастые белые, 3/16 - гладкошерстные черные, 1/16 - гладкошерстные белые. Здесь имеет место расщепление по фенотипу в соотношении 9: 3: 3: 1 и 3: 1 по каждому признаку в отдельности (12/16 вихрастых и 4/16 гладкошерстных; 12/16 черных и 4/16 белых).

Пример 2. У человека ген близорукости (М) доминирует над геном нормального зрения (м), а ген карих глаз (В) - над геном голубых глаз (в). Определите генотипы всех членов семьи, если единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение.

Решение:

Ребенок голубоглазый, поэтому по цвету глаз он гомозиготен, иначе появился бы доминантный ген карего цвета глаз. В отличие от родителей ребенок имеет нормальное зрение, поэтому он тоже гомозиготен, т.к. при гетерозиготности появилась бы близорукость. Следовательно, генотип ребенка - ммвв. Для каждого признака от получил от каждого из родителей по одному рецессивному гену. Отсюда, оба родителя гетерозиготны по обоим признакам, их генотип - МмВв.

28. Ген комолости (безрогости) у крупного рогатого скота доминирует над геном рогатости, а ген черной окраски тела доминирует над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах гомологичных хромосом. Определите генотипы и фенотипы телят при скрещивании гетерозиготной по обоим генам черной комолой коровы с таким же быком.

29. Ген комолости (безрогости) у крупного рогатого скота доминирует над геном рогатости, а ген черной окраски тела доминирует над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах гомологичных хромосом. Определите генотипы родителей и количество черных телят в хозяйстве, где от 1000 рогатых красных коров получено 984 теленка, из них красных 472, комолых 483, рогатых 501.

30. У человека ген карих цвет глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой над леворукостью. Обе пары генов находятся в разных парах гомологичных хромосом. Определите генотипы и фенотипы потомков, если родители гетерозиготны по обоим признакам.

31. У человека ген карих цвет глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой над леворукостью. Обе пары генов находятся в разных парах гомологичных хромосом. Определите генотипы и фенотипы потомков, если отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглазая, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками.

32. Полидактилия (шестипалость) и близорукость наследуются как аутосомно-доминантные признаки. Определите вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обоими недостатками, но являются гетерозиготными по обоим признакам.

33. У человека ген близорукости (М) доминирует над геном нормального зрения (м), а ген карих глаз (В) - над геном голубых глаз (в). Определите генотипы родителей и детей в семье, где голубоглазый близорукий мужчина, мать которого имела нормальное зрение, женился на кареглазой женщине с нормальным зрением, у них родилось двое детей: первый - кареглазый и близорукий, второй - голубоглазый близорукий.

34. У человека ген косолапости (Р) доминирует над геном нормального строения стопы (р), а ген нормального обмена углеводов (О) - над геном сахарного диабета (о). Женщина, имевшая нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов вышла замуж за косолапого мужчину. От этого брака родилось двое детей, у одного из которых развилась косолапость, а у другого - сахарный диабет: а) можно ли определить генотипы родителей по фенотипу их детей? б) какие генотипы и фенотипы детей еще возможны в этой семье?

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

35. У львиного зева растения с кремовыми цветками при скрещивании дают потомство с кремовыми цветками, а растения с красными цветками - потомство с красными цветками. В результате скрещивания их между собой появляются растения с розовыми цветками. Какие потомки будут от скрещивания двух растений с розовыми цветками? А от скрещивания растений с розовыми и кремовыми цветками?

36. Кохинуровые норки появляются при скрещивании белых норок с темными норками. Скрещивание белых норок дает белое потомство, темных - темное. Какое потомство будет при скрещивании кохинуровых норок? А при скрещивании кохинуровых с белыми?

37. Обнаружено, что в потомстве платиновых лисиц наблюдается расщепление в соотношении 2/3 платиновые и 1/3 черно-бурые лисицы. При скрещивании платиновых лисиц с черно-бурыми всегда наблюдается расщепление 1:

1. Объясните полученные результаты.

38. У мексиканского дога ген, вызывающий отсутствие шерсти, в гомозиготном состоянии ведет к гибели потомства. При скрещивании двух нормальных догов часть потомства погибала. При скрещивании того же дога с другой самкой гибели потомства не было. Но при скрещивании потомков от этих скрещиваний опять наблюдается гибель щенков. Определите генотип всех скрещиваемых догов.

Примеры решения задач о наследовании групп крови

Пример 1. Какие группы крови возможны у детей, если у отца I группа крови, а у матери II группа?

Решение:

Пример 2. У мальчика I группа крови, у его сестры - IV. Определите группы крови их родителей.

Решение: У мальчика генотип J^OJ^O, у сестры - J^AJ^B. Такие зиготы образуются при слиянии гамет J^O, J^A, J^B. Следовательно, генотипы родителей J^AJ^O и J^BJ^O, т.е. у родителей II и III группы крови.

39. У матери первая группа крови, а у отца - четвертая. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из своих родителей?

40. Мать гомозиготна, имеет вторую группу крови. Отец гомозиготен, имеет третью группу крови. Какие группы крови возможны у детей?

41. Мужчина гомозиготный по третей группе крови, женился на женщине с первой группой крови. Определите генотип детей.

42. В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного имеют первую и вторую группу крови, родители другого - вторую и четвертую. Анализ показал, что дети имеют первую и четвертую группы крови. Определите, кто чей сын.

Примеры решения задач о наследовании резус-фактора

Пример 1. Мужчина, имеющий резус-положительную кровь, женился на женщине с резус-отрицательной кровью. Какова вероятность рождения резус-положительного ребенка и наступления резус-конфликта?

Пример 2. Генотип мужа rhrh J^AJ^O (II группа крови Rh-), жены - Rhrh J^BJ^B (III группа крови Rh+). Какова вероятность рождения резус-положительного ребенка с IV группой крови?

43. Резус-положительная женщина со второй группой крови, отец которой имел резус-отрицательную кровь первой группы, вышла замуж за резус-отрицательного мужчину с первой группой крови. Какова вероятность, что ребенок унаследует оба признака от отца?

44. Мужчина, имеющий резус-отрицательную кровь четвертой группы, женился на женщине с резус-положительной кровью третей группы. У отца жены резус-отрицательная кровь первой группы. В семье два ребенка: у первого - резус-отрицательная кровь третьей группы, у второго - резус-положительная кровь первой группы. Судебно-медицинская экспертиза установила, что один из детей внебрачный. По какой из этих двух пар аллелей исключается отцовство?

45. Какова вероятность наступления резус-конфликта при браке резус-положительного мужчины, чья мать имела резус-отрицательную кровь, с резус-отрицательной женщиной?

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

46. У попугайчиков-неразлучников цвет перьев определяется двумя неаллельными генами. Наличие в генотипе двух доминантных генов (хотя бы по одному из каждого аллеля) определяет зеленый цвет, наличие в генотипе доминантного аллеля в сочетании с рецессивными аллелями другого гена определяет желтый или голубой цвет. Рецессивные дигомозиготы имеют белый цвет. При скрещивании зеленых попугайчиков получено потомство из 54 зеленых, 18 желтых, 18 голубых и 6 белых. Определите форму взаимодействия генов и генотипы родителей и потомства.

47. У дрозофил коричневый цвет глаз обусловлен наличием в генотипе доминантного аллеля А, ярко-красный - доминантного аллеля В, красный - совместным присутствием А и В. Белый наблюдается у рецессивных дигомозигот. Определите форму взаимодействия генов. Какое отношение потомков в F₂ получится при скрещивании чистоаллельных мух ААвв, ааВВ?

48. При скрещивании черных мышек (ААвв) с альбиносами (ааВВ) все первое поколение будет иметь серую окраску, обусловленную неравномерным распределением пигмента по волосу. Определите форму взаимодействия генов. Какие соотношения потомков можно ожидать в F₂, если мыши с генотипом аавв будут альбиносами?