Основы биологии

Ответ 3. Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции. На современном этапе в третичном периоде к ним присоединился третий фактор -- развивающееся человеческое общество.

Жизнь зародилась на Земле свыше 3 млрд. лет назад. Первыми живыми существами были анаэробы, которые получали энергию путем брожения. Питание таких примитивных организмов зависело от опускавшихся на дно водоемов органических веществ, синтезируемых в поверхностных слоях воды абиогенным способом.

Недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза. Прогрессивное увеличение кислорода в воде за счет жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузии в атмосферу вызнало изменения в химическом составе оболочек Земли, прежде всего атмосферы, что в свою очередь сделало возможным и развитие более сложно организованных живых форм и быстрое распространение Жизни по планете. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление многоклеточных организмов.

В течение палеозойской эры живые существа не только заселили все моря, но и вышли на сушу. Развитие зеленых растений обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что создавало благоприятные условия для последующей прогрессивной эволюции.

В середине палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами и расход его в абиотических процессах, а также темпы его образования сравнялись.

С появлением человеческого общества в развитии биосферы намечается переход от биогенеза, обусловленного факторами биологической эволюции, к ноогенезу -- развитию под влиянием разумной созидательной деятельности человечества. Вернадский развивал материалистическое представление о ноосфере, представляя ее как нечто внешнее по отношению к биосфере, а как новый этап в развитии биосферы, заключающийся в разумном регулировании отношений человека и природы.

Билет 25

1. Наследственность и изменчивость - фундаментальные свойства живого, их диалектическое единство. Общие понятия о генетическом материале и его свойствах: хранение, изменение, репарация, передача, реализация генетической информации. Характеристика диплоидного и гаплоидного набора хромосом.

2. Простейшие. Классификация. Характерные черты организации. Значение для медицины как возбудителей протозойных заболеваний.

3. Внутренняя среда организма - гомеостаз. Состав и функции крови. Плазма, свертывание крови.

Ответ 1. Наследственность - свойство клеток или организмов в процессе самовоспроизведения передавать новому поколению способность к определенному типу обмена веществ и индивидуального развития, в ходе которого у них формируется общие признаки и свойства данного типа клеток и видов организмов, а также некоторые индивидуальные особенности родителей. Изменчивость - свойство живых систем приобретать изменения и существовать в различных вариантах. Несмотря на то, что по своим результатам наследственность и изменчивость разнонаправлены, в живой природе эти два фундаментальных свойства образуют неразрывное единство, чем достигается одновременно сохранение в процессе эволюции имеющихся биологически целесообразных качеств и возникновение новых, делающих возможным существование жизни в разнообразных условиях. Таким образом, частичный материал должен обладать способностью к самовоспроизведению, чтобы в процессе размножения передавать наследственную информацию, на основе которой будет осуществлено формирование нового поколения. Для обеспечения устойчивости характеристик в ряду поколений наследственный материал должен сохранять постоянно свою организацию. Также он должен обладать способностью приобретать изменения и воспроизводить их, обеспечивая возможность исторического развития живой материи в имеющихся условиях. Репарация - молекулярное восстановление. Механизм репарации основан на наличии в молекуле ДНК двух комплементарных цепей. Искажение последовательности нуклеотидов в одной из них обнаруживается специфическими ферментами. Затем соответствующий участок удаляется и замещается новым, синтезированным на второй комплементарной цепи ДНК. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления, их число равно гаплоидному набору хромосом. Диплоидный набор хромосом содержит 46 хромосом.

Ответ 2. К типу Простейшие относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, функционирующей, однако, как целый организм. Клетки простейших способны к самостоятельному питанию, передвижению, защите от врагов и к переживанию неблагоприятных условий.

Питание простейших происходит с помощью пищеварительных вакуолей, осуществляется за счет фаго - или пиноцитоза. Остатки непереваренной пищи выбрасываются наружу. Некоторые простейшие содержат хлоропласты и способны питаться за счет фотосинтеза.

Большинство простейших имеют органеллы передвижения: жгутики, реснички и псевдоподии (временные подвижные выросты цитоплазмы). Формы органелл движения лежат в основе систематики простейших.

Размножение простейших осуществляется обычно разными формами деления -- разновидностями митоза. Характерен также половой процесс: в виде слияния клеток -- копуляция -- или обмен частью наследственного материала -- конъюгация.

Большинство простейших имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные формы.

В жизненном цикле большинства простейших выделяют стадию трофозоита -- активно питающуюся и перемещающуюся форму -- и стадию цисты. Циста -- неподвижная форма жизненного цикла простейших, покрытая плотной оболочкой и характеризующаяся резко замедленным обменом веществ. Паразитические простейшие инцистируются, попадая во внешнюю среду. При попадании цисты в благоприятные условия происходит эксцистирование и простейшее начинает активно функционировать в состоянии трофозоита. В настоящее время известно около 10 000 видов простейших.

Болезни, вызываемые простейшими, называют протозойными. Большинство простейших имеют время генерации от 6 до 24 ч. Один паразитический организм способен, размножившись, привести к гибели своего хозяина. В этом плане простейшие--возбудители заболеваний -- сходны с возбудителями инфекционных болезней, например с патогенными бактериями и вирусами.

Медицинское значение имеют простейшие, относящиеся к классам Саркодовые, Жгутиковые, Инфузории и Споровики.

Ответ 3. Гомеостаз

Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют внутреннюю среду организма. Основной внутренней средой является кровь, которая доставляет клеткам и тканям питательные вещества и кислород, и удаляет продукты обмена веществ. К жидкостным средам организма относят лимфу, которая находится в лимфатических сосудах. Кровь входит в группу соединительных тканей. Она состоит из двух основных компонентов: плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. Основные функции: 1) дыхательная функция, перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа наоборот. 2) трофическая функция - доставка питательных веществ к органам и тканям. 3) транспорт гормонов и ферментов, участие в гуморальной регуляции функций в организме. 4) перенос продуктов обмена веществ к месту их выделения. 5) поддержание постоянства температуры тела путем распространения тепла от органов с высоким уровнем обмена веществ к другим органам и тканям, где происходит теплоотдача (кожа). 6) участие в защитных функциях организма - транспорт лимфоцитов, способность свертывания при кровотечении. Плазма представляет собой бесцветную жидкость, в которой взвешены форменные элементы крови. Плазма содержит белки, аминокислоты, ферменты, гормоны, минеральные вещества. Белки участвуют в процессе свертывания крови, поддерживают постоянные реакции крови.(pH) При повреждении кровеносного сосуда образуется сгусток крови, который начинает свертываться. Свертывающиеся свойства крови предохраняют организм от кровопотери.

Стадии: - из поврежденных тромбоцитов и клеток тканей выделяется тромбопластина. Кровь не свертывается - гемофилия; - белок плазмы крови протромбин при участии тромбоцита превращается в активный фермент тромбин; - фибриноген вырабатывает фибрин. Свертывание крови - превращение жидкой крови в эластичный сгусток в результате перехода растворенного в плазме крови белка фибриногена в нерастворимый фибрин при истечении крови из поврежденного сосуда. Фибрин, полимеризуясь, образует тонкие нити, удерживающие кровяные тельца. Таким образом образуется сгусток крови, закупоривающий пораженное место. Время свертывания у разных организмов сильно различается (у человека 5-12 минут).

Билет 26

1. Классификация генов: гены структурного синтеза РНК, регуляторы. Свойства генов: дискретность, стабильность, лабильность, специфичность, плейотропия.

2. Смерть как заключительный этап онтогенеза. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация.

3. Проблемы окружающей среды и пути их решения.

Ответ 1. Элементарной функциональной единицей наследственного материала, определяющей возможность развития отдельного признака клетки или организма, является ген. Наследственная информация, записанная с помощью генетического кода, хранится в молекуле ДНК. Роль посредника, функцией которого является перевод наследственной информации, сохраненной в ДНК, в рабочую форму, играют рибонуклеиновые кислоты - РНК. Они представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар рибозу, фосфат и одно из 4 азотистых оснований - аденин, гуанин, урацил или цитозин. Важным фактором регуляции генной активности являются элементы генома, ответственные за синтез регуляторных белков, - гены-регуляторы. Они способствуют и препятствуют соединению РНК-полимеразы с промотором. Определяя возможность развития отдельного качества, присущего данной клетке или организму, ген характеризуется дискретностью действия. Ввиду того что в гене заключается информация об аминокислотной последовательности определенного полипептида, его действие является специфичным. Однако в некоторых случаях один и тот же ген как определенная нуклеотидная последовательность может детерминировать синтез не одного, а нескольких полипептидов. То наблюдается в случае альтернативного сплайсинга у эукариот и при перекрывании генов у фагов и прокариот. Такую способность следует оценить как множественное, или плейотропное, действие гена (хотя традиционно под плейотропным действием гена принято принимать участие его продукта - полипептида - в разных биохимических процессах, приводящих к формированию различных сложных признаков).

Ответ 2. Старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма. Последняя же представляет собой универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении.

При прекращении работы сердца и остановке дыхания наступает смерть. Организму не хватает кислорода; недостаток кислорода обусловливает отмирание мозговых клеток. В связи с этим при оживлении основное внимание следует сосредоточить на деятельности сердца и легких.

Смерть состоит из двух фаз - клинической и биологической смерти. Во время клинической смерти, человек уже не дышит, сердце перестает биться, однако необратимые изменения в клетках головного мозга не происходят. Клиническая смерть - это переходное состояние от жизни к смерти.

Различные органы человеческого тела сохраняют способность жить после смерти разное время. Предельный срок клинической смерти 5-6 минут, т.е. время, в течение которого сохраняет жизнедеятельность кора головного мозга. После этого срока наступает биологическая смерть. Если клиническая смерть является обратимым явлением, то биологическая смерть в настоящее время необратима. Реанимация - (от лат. animatio - оживление) восстановление резко нарушенных или утраченных жизненно важных функций организма. Проводится при терминальных состояниях, в том числе при клинической смерти. Реанимация включает: массаж сердца, искусственное дыхание, нагнетание крови в артерии и др. меры.

Ответ 3. Среда - совокупность элементов, которые действуют на особь в месте ее обитания. Для современного состояния развития человеческого общества характерна интенсивная урбанизация. Наиболее выражены здесь преобразования человеком природной среды, что часто приводит к отрицательным последствиям. Промышленные и бытовые отходы загрязняют почву, воду и воздушный бассейн. Аэрозольные загрязнения воздуха приводят к повышению облачности и образованию туманов, нарушают теплообмен. Деятельность человека сказывается на изменении состава атмосферы, рек и океана. Санитарная охрана биосферы стала важнейшей проблемой всего человечества. Необходимо расширят земельные пространства, обогащать кислородом воздух, охранять животных и способствовать их размножению. Промышленные предприятия обязуются устанавливать очистные установки для сбрасываемых вод, дымоуловители. Каждое производство должно создать замкнутую систему с использованием всех отходов, чтобы вредные вещества не вводились в биологический круговорот. Добыча ископаемых, лесозаготовка учитывает баланс природных ресурсов и возможность последующего нарушения равновесия природных явлений. Несовершенные технологии в промышленном и сельскохозяйственном производстве породили проблему загрязнения природной среды отходами, токсичными для живых организмов, в том числе и для человека. Неграмотное использование химических удобрений, предназначенных для повышения урожайности сельскохозяйственных культур применение химических препаратов (пестицидов) для борьбы с сорной растительностью и вредными животными привели к загрязнению почвы и воды. Истончение озонового слоя возрастание концентрации диоксида углерода в атмосфере, которое может привести к глобальному потеплению, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана; кислотные осадки, уничтожающие леса и водоемы, -- вот некоторые негативные последствия деятельности человека в настоящее время.

Сила воздействия человека на природу в современную эпоху научно-технического прогресса столь велика, что порождает мысли о вытеснении биосферы «техносферой», т. е. средой насыщенной продуктами технической деятельности человека. Возникший экологический кризис в отношениях человека и природы может быть разрешен при условии осознания человеком себя частицей биосферы.

Билет № 27

Хромосомные мутации: аберрация, полиплоидия, гетероплоидия; механизмы их возникновения. Значение для биологии и медицины.

Ауто- , гемо- и гетеротрансплантация. Пути преодоления тканевой несовместимости. Искусственные органы.

Эхинококк и альвеококк. Систематическое положение, морфология, цикл развития, пути заражения. Лабораторная диагностика, профилактика. Отличия личиночный стадий развития. Распространение в России, в Башкортостане.

Ответы

1. В основе изменения структуры хромосомы, как правило, лежит первоначальное нарушение ее целостности - разрывы, которые сопровождаются различными перестройками, называемыми хромосомными мутациями или аберрациями.

Разрывы хромосом происходит закономерно в ходе кроссинговера, когда они сопровождаются обменом соответствующими участками между гомологами. Разрывы хромосом могут возникать также под влиянием различных мутагенных факторов, главным образом физических (ионизирующего и др. видов излучения), некоторых химических соединений, вирусов. Нарушение целостности хромосомы может сопровождаться поворотом ее участка, находящегося между двумя разрывами, на 1800 - инверсия.

Хромосомные перестройки, как правило, появляются в изменение морфологии хромосом.

Особую категорию хромосомных мутаций представляют аберрации, связанные с центрическим слиянием или разделением хромосом, когда две негомологические структуры объединяются в одну - робертсоновская транслокация, или одна хромосома образует две самостоятельные хромосомы. При таких мутациях не только появляются хромосомы с новой морфологией, но и изменяется их количество в кариотипе. Чаще всего такие структурные изменения хромосом отрицательно сказываются на жизнеспособности отдельных соматических клетках организма.

Полиплоидия - увеличение в кариотипе зиготы числа набора хромосом. Во втором делении мейоза она вступает не гаплоидной, а диплоидной. Из нее образуются диплоидные гаметы. Оплодотворение таких гамет приводит к образованию триплоидных организмов.

Гетероплоидные - изменения числа хромосом не кратные гаплоидному набору.

Несмотря на неблагоприятные последствия хромосомной мутации, иногда они оказываются совместимыми с жизнью клетки и организма и обеспечивает возможность эволюции структуры хромосом, лежащей в основе биологической эволюции.

2. ТРАНСПЛАНТАЦИЯ (на средневековой латыни transplantatio - пересаживание), пересадка органов и тканей человека и животных. Используется трансплантация кожи, мышц, нервов, роговицы глаза, жировой и костной ткани, костного мозга, сердца, почек и др. Особый вид трансплантации - переливание крови. При экспериментах на животных и в клинической медицине применяют ауто - (трансплантация собственных тканей), гомо-(трансплантация от донора того же вида) и гетеротрансплантацию (трансплантация от донора другого вида, например собаке от кролика). Проблемы трансплантации изучает трансплантология.

Пересадка тканей. Гомотрансплантаты, т.е. ткани одного и того же организма или однояйцовых близнецов (например, при пересадке кожи или пластических операциях), обычно хорошо приживляются на новом месте. Иммунологическая реакция не развивается, так как гены и кодируемые ими белки в пересаженной ткани и клетках реципиента абсолютно одинаковы. Если же ткань взята от донора, не связанного с реципиентом близким родством, она может сохраняться на месте пересадки некоторое время, но затем отторгается. Подбор донора по тканевой совместимости с реципиентом имеет жизненно важное значение при пересадках сердца, почек и других органов. Гены, ответственные за приживляемость или отторжение пересаженной ткани, образуют т.н. «главный комплекс гистосовместимости».

3. Эхинококк - возбудитель эхинококкоза. Половозрелая форма имеет головку с крючьями и 3-4 членика разной степени зрелости. Последний из них зрелый, он содержит около 800яиц. Общая длина тела до 5 мм. Яйца по форме и размерам сходны с яйцами свиного и бычьего цепней. Эхинококкоз у человека распространен во всех географических и климатических зонах, преимущественно в регионах с развитым отгонным животноводством.

Жизненный цикл эхинококка связан с хищными животными семейства Псовых (волками, шакалами, собаками), которые являются его окончательными хозяевами. Взрослые членики способны активно ползать, распространяя яйца по шерсти хозяина и в окружающей среде. Их могут проглотить травоядные животные - коровы, овцы, олени или человек, становясь промежуточными хозяевами. Финна (промежуточная форма паразита) эхинококка - пузырь, нередко достигающий 20 см. в диаметре. Он заполнен жидкостью с ограниченным количеством молодых сколексов, постоянно почкующихся от внутренней поверхности стенки финны. Окончательный хозяин заражается, поедая пораженные органы промежуточного.

Растущая финна сдавливает органы, вызывает их атрофию. Постоянное поступление продуктов диссимиляции в организм хозяина вызывает его истощения. Очень опасен разрыв эхинококкового пузыря: жидкость, заключенная в нем, может вызвать токсический шок. При этом мелкие зародышевые сколексы могут распространяться по организму, поражая другие органы. Множественный эхинококкоз заканчивается смертью хозяина.

Личная профилактика заражения - мытье рук после контактов с пастушьими собаками.

Общественная профилактика - обследование и дегельминтизация собак, недопущение скармливания им органов больных животных.

Альвеококк - возбудитель альвеококкоза. Половозрелая форма отличается от эхинококка меньшими размерами тела (до 2 мм) и деталями строения крючьев и матки. Финнозная стадия состоит из множества мелких пузырьков, постоянно почкующихся друг от друга наружу, благодаря чему финна представляет собой постоянно растущий узел. В каждом пузырьке находится зародышевая головка паразита. Рост финны разрушает окружающие ткани наподобие злокачественной опухоли. Возможен и отрыв отдельных пузырьков с распространением патологического процесса по организму. Природные очаги альвеококкоза имеются в Сибири, Средней Азии, на Урале и Дальнем Востоке, а также в Северной Америке, в Центральной и Южной Европе.

Жизненный цикл - принципиально не отличается от эхинококка, но окончательными хозяевами этого паразита являются дикие хищники - лисы, песцы, волки, реже домашние - собаки, промежуточными - мышевидные грызуны, иногда человек.

Альвеококкоз - более тяжелое заболевание, чем эхинококкоз, в связи с инвазивным характером роста финны.

Личная профилактика - как при эхинококкозе, общественная - соблюдение правил гигиены при обработки шкур промысловых животных, а также запрещение скармливания собакам тушек грызунов.

Билет № 28

Структурные нарушения (аберрации) хромосом. Классификация и зависимость от изменения наследственного материала. Механизм возникновения, значение для биологии и медицины.

Биологические ритмы. Медицинское значение хронобиологии.

Клещи. Систематика, морфология, развитие. Значение для медицины. Как переносчиков природно-очаговых заболеваний, примеры.

Ответы

1. В основе изменения структуры хромосомы, как правило, лежит первоначальное нарушение ее целостности - разрывы, которые сопровождаются различными перестройками, называемыми хромосомными мутациями или аберрациями.

Разрывы хромосом происходит закономерно в ходе кроссинговера, когда они сопровождаются обменом соответствующими участками между гомологами. Нарушение кроссинговера, при котором хромосомы обмениваются неравноценным генетическим материалом, приводят к появлению новых групп сцепления, где отдельные участки выпадают - делеции - или удваиваются - дупликации. При таких перестройках изменяется число генов в группе сцепления.

Поворот участка хромосомы, находящегося между двумя разрывами, на 1800 - инверсия.

Фрагмент хромосомы, отделившийся от нее при разрыве, может быть утрачен клеткой при очередном митозе, если он не имеет центромеры. Чаще такой фрагмент прикрепляется к одной из хромосом - транслокация. Нередко две поврежденные негомологичные хромосомы взаимно обмениваются оторвавшимися участками - реципрокная транслокация. Возможно присоединение фрагмента к своей хромосоме, но в новом месте - транспозиция. Таким образом, различные виды инверсии и транслокации характеризуются изменением локализации генов.

Описанные структурные изменения хромосом сопровождаются изменением генетической программы, получаемой клетками нового поколения после деления материнской клетки. Чаще всего такие структурные изменения хромосом отрицательно сказываются на жизнеспособности отдельных соматических клетках организма.

Конъюгация и последующее расхождение структур, образованными хромосомами, приводит к появлению новых хромосомных перестроек. В результате гаметы, получая неполноценный материал, не способны обеспечить формирование нормального организма нового поколения.

Изменения хромосомной организации, чаще всего оказывающие неблагоприятное воздействие на жизнеспособность клетки и организма, с определенной вероятностью могут быть перспективными, наследоваться в ряду поколений клеток и организмов и создавать предпосылки для эволюции хромосомной организации наследственного материала.

2. Биологические ритмы -- фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды.

Биоритмы - циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам - суточным (колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (биологические процессы у организмов, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.). Наука о биологических ритмах - хронобиология.

Хронобиология - наука, комбинирующая исследования и количественно оценивающая механизмы временной структуры. Одна из современных областей биологии, изучает механизмы регуляции суточных ритмов митотической активности, что имеет важное значение для медицины.

3. Медицинская арахноэнтомология изучает представителей типа Членистоногие Arthopoda. Он характеризуется наличием хитинового покрова - скелетного и защитного образования - и членистых конечностей.

Отряд Клещи Acari

Представители этого отряда имеют несегментированное тело. Ротовой аппарат представлен сложно устроенным хоботком, в состав которого входят хелицеры и дополнительное образование - гипостом. Педипальты выполняют обонятельную осязательную функции. Развитие клещей происходит с метаморфозой. Из яйца вылупляется личинка, имеющая три пары ног. За ней следует стадия нимфы. У нее по четыре пары конечностей, но половая система не развита. Нимфа превращается во взрослую стадию - имаго, отличающая более крупными размерами и развитой половой системой. Некоторые виды имеют несколько стадий нимфы.

У клещей - временно кровососущих эктопаразитов ротовой аппарат предназначен для прокалывания кожи и всасывания крови, пищеварительная система и покровы тела сильно растяжимы, что позволяет им питаться редко, иногда только один раз в жизни. Выделяемая в ранку слюна клещей обладает местным раздражающим и общетоксическим действием. Примеры: иксодовый (таежный, собачий, пастбищный), аргазовые, гамазовые клещи.

Один из путей борьбы - использование животных, паразитирующих на клещах и на яйцах, вызывающих их гибель или снижающих жизнеспособность.

У клещей - обитателей человеческого жилища ротовой аппарат грызущего типа. Способны к активным передвижениям в поисках пищи. Питаются пищевыми запасами - зерно, мукой, копченым мясом и рыбой, сушеными овощами и фруктами, а также эпидермальными чешуйками, сливающимися с поверхности кожи человека, и спорами плесневых грибов.

Опасность для здоровья человека: 1 портят пищевые продукты, 2 кусают человека, вызывая зерновую чесотку, чесотку продавцов бакалейных товаров и др. С продуктами питания могут попадать в пищевую систему человека, вызывая тошноту, рвоту, понос. Некоторые виды клещей способны переходить в анаэробных условиях кишечника и даже размножаться там. При попаданию с пылью в дыхательные пути и легкие эти клещи вызывают акаридоз дыхательной системы. Примеры: домашний клещ.

Борьба с домовыми клещами состоит в первую очередь в частых влажных уборках помещений, использование мебели, подушек и матрацев из синтетических материалов, в которых эти животные не могут поселяться.

У клещей - постоянных паразитов человека крайне мелкие размеры тела - 0,1 - 0,4 мм, сильная редукция конечностей, малая подвижность и цикл развития, полностью проходящей на хозяине.

К ним относятся чесоточный зудень - возбудитель чесотки человека. Чесотка может поражать чесоточные зудни лошадей, коз, верблюдов, собак и др. животных. Они вызывают характерные поражения кожи, но на человеке живут не долго и почти не размножаются.

Перемещаясь в толщи кожи, клещи раздражают нервные окончания и вызывают нестерпимый зуд, усиливающийся ночью. При расчесывания ходов клещей они переносятся на др. участки кожи или на др. человека.

Железница угревая - возбудитель демодикоза. Эти клещи обитают в сальных железах и волосяных фолликулах кожи лица, шеи и плеч, располагаясь головным концом вниз, обычно группами по 4 особи.

Массовые нападения клещей могут быть причиной не только поражений кожи - клещевых дерматитов, но и тяжелых лихорадочных состояний и нервных расстройств. Особенную опасность представляет не сколько питание кровью, способность быть переносчиком возбудителей пригодно - очаговых протозойных, бактериальных, вирусных болезней, а также заболеваний, вызываемых риккетсиями.

Билет № 29

Генные мутации, молекулярные механизмы их возникновения, частота мутаций в природе. Биологические антимутационные механизмы.

Популяционная структура вида. Генетическая структура популяции.

Значение медико-биологических дисциплин для формирования мировоззрения специалиста по электронной медицинской аппаратуры.

Ответы

1. Генные мутации - нескорректированные изм. хим. структуры генов, воспроизводимые в последовательных циклах репликации и проявляющиеся у потомства в виде новых вариантов признаков.

Мутации по типу замена азотистых оснований. Эти мутации происходят в силу причин: одной из них может быть возникающее случайно или под влиянием конкретных хим. агентов изменения структуры основания, уже вкл. в спираль ДНК. Если такая измененная форма основания остается не замеченной ферментами репарации, то при ближайшем цикле, репликации она может присоединять к себе др. нуклеотид.

Мутации со сдвигом рамки считывания. Этот тип мутации составляет значительную долю спонтанных мутаций. Они происходят вследствие выпадения или вставки в нуклеотидную последовательность ДНК одной или нескольких пар комплементарных нуклеотидов.

Мутации по пути инверсии нуклеотидных последовательностей в гене. Данный тип мутации происходит вследствие поворота участка ДНК на 1800. Этому предшествует образование молекулой ДНК петли, в пределах которой репликация идет в направлении, обратном правильному.

Антимутационные механизмы: речь идет об особенностях функционирования ДНК - полимеразы, отбирающей требуемые нуклеотиды в процессе репликации ДНК, а также осуществляющей самокоррекцию при образовании новой цепи ДНК наряду с редактирующей экдонуклеазой.

Фактором защиты против неблагоприятных последствий генных мутаций служит парность хромосом в диплоидном кариотипе соматических клеток эукариот. Парность аллейных генов препятствует фенотипическому проявлению мутаций, если они имеют рецессивный характер.

В снижение вредных последствий генных мутаций вносит явление экстракопирование генов, кодирующих жизненно важные макромолекулы. Пример, гены рРНК, тРНК, гистоновых белков, без которых жизнедеятельность любой клетки невозможна.

Перечисленные механизмы способствуют сохранению отобранных в ходе эволюции генов и одновременно накоплению в генофонде популяции различных ей аллелей, формируя резерв наследственной изменчивости.

2. Видом называют совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию (ареал), в природных условиях скрещивающихся исключительно между собой и при этом производящих плодовитое потомство.

Важнейшим фактором объединения организмов в виды служит половой процесс. Представители одного вида, скрещиваясь друг с другом, обмениваются наследственным материалом. Это ведет к перекомбинации в каждом поколении генов (аллелей), составляющих генотипы отдельных особей. Благодаря половому процессу происходит также объединение генов (аллелей), распределенных по генотипам разных особей, в общий генофонд (аллелофонд) вида.

Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений).

Генетически популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом). Он представлен совокупностью аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. Наследственное разнообразие заключается в присутствии в генофонде одновременно различных аллелей отдельных генов.

Генетическое единство популяции обусловливается достаточным уровнем панмиксии. В условиях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов последовательных поколений является весь генофонд популяции.

3. Анатомия человека и животных - наука о внутреннем строении. Гистология - наука о тканях. Физиология - наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей. Биохимия - наука изучающая входящие в состав организма химические вещества, их структуру, распределение, превращения и функции. Биофизика - наука о физических и физико-химических явлениях живых организмов. Генетика - наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Патологическая физиология - это наука о патологических физиологических процессах в организме. Цитология - наука о клетках.

Билет № 30

Модификационная изменчивость. Норма реакции генетически детерминированных признаков. Фенокопии. Адаптивный характер модификации. Роль наследственности и среды в развитии, обучение и воспитание человека.

История становления эволюционной идеи. Сущность представлений Ч. Дарвина о механизме органической эволюции. Современный период синтеза дарвинизма и генетики.

Токсоплазмоза. Систематика, морфология, цикл развития, пути заражения. Лабораторная диагностика и профилактика.

Ответы

1. Фенотипические изменения, возникающие на основе одного и того же генотипа в различных условиях ее реализации, наз. модификациями. Примеры модификации: содержание жира в молоке животных или массы тела в зависимости от их питания, количество эритроцитов в крови, в зависимости от парциального давления кислорода в воздухе, и др.

Т. к. фенотипическое проявление наследственной информации может модифицироваться условиями среды, в генотипе организма запрограммировано лишь возможность их формирования в определенных пределах, называемых нормой реакции. Норма реакции представляет собой пределы модификационной изменчивости признака, допускаемой при данном генотипе.

Фенотипическое проявление информации, заключенный в генотипе, хар. показателями пенетрантности и экспрессивности. Пенетрантность отражает частоту фенотипического проявления имеющейся в генотипе информации. Она соответствует проценту особей, у кот. доминантный аллель гена проявился в признак, по отношению ко всем носителям этого аллеля.

Экспрессивность также явл. показателем, характеризующим фенотипическое проявление наследственной информации. Она хар. степень выраженности признака и зав. от дозы соответствующего аллеля гена при моногенном наследовании или от суммарной дозы доминантных аллелей генов при полигенном наследии и от факторов среды.

2. Гераклит 6-5 в. до н. э. сформулировал положение о постоянно происходящих в природе изменениях. Эмпедокл 5 в. до н. э. выдвинул одну из древнейших теорий эволюции. Аристотель выстроил все известные ему организмы в ряд по мере их усложнения. Шарль Бонне - «лестница природы». Жан Батист Ламарк предположил что в течении жизни каждая особь изменяется приспосабливаясь к окружающей среде. Приобретенные ее на протяжении всей жизни новые признаки передаются потомству (ошибка - приобретенные признаки не наследуются). Чарльз Дарвин.

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Они охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями,

В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой засуществование.

Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Синтетическая теория эволюции возникла в начале 40-х годов XX века. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма.

Основные постулаты синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом (по Н. Н. Воронцову).

Материалом для эволюции служат наследственные изменения -- мутации (как правило, генные). Мутационная изменчивость -- поставщик материала для отбора -- носит случайный и ненаправленный характер.

Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

Наименьшей эволюционирующей единицей является популяция.

Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов, но каждый вид имеет единственный предковый вид, единственную предковую популяцию.

Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6. Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц -- подвидов и популяций. Однако известно немало видов с ограниченными ареалами, в пределах которых не удается выделить самостоятельные подвиды, а реликтовые виды могут состоять из единственной популяции. Существование таких видов, как правило, недолговечно.

Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»)

Поскольку основным критерием вида является его репродуктивная изоляция, то этот критерий неприменим к формам, у которых отсутствует половой процесс (прокариоты, низшие эукариоты).

Макроэволюция на уровне выше вида (род, семейство, отряд, класс и др.) идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

10.Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофияетическое происхождение.

11.Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

3. Токсоплазма - возбудитель токсоплазмоза. Имеет форму полумесяца, один конец которого заострен более другого. В центре располагается крупное ядро. Дина паразита 4-7 мкм. Жизненный цикл токсоплазмы типичен для споровиков: в нем чередуются стадии шизогонии, гаметогонии и спорогонии. Основные хозяева паразита - домашние кошки и дикие виды семейства Кошачьи. Они заражаются, поедая больных грызунов, птиц или инвазированное мясо крупных животных. Паразиты у них сосредотачиваются в клетках кишечника, размножаются шизогонией, а затем образуют гаметы. После копуляции гамет формируются ооцисты, которые выделяются во внешнюю среду. В них происходит спорогония, т.е. деление зиготы под оболочкой.

Своеобразной особенностью цикла развития токсоплазм является то, что промежуточные хозяева могут заражаться ими не только от основного хозяина, но и при поедании друг друга. Возможно и внутриутробное заражение плода от больной беременной самки, когда паразиты проникают через плаценту.

В соответствии с этим и человек как промежуточный хозяин может заразиться токсоплазмозом разными путями: 1) при поедании мяса инвазированных животных; 2) с молоком и молочными продуктами; 3) через кожу и слизистые оболочки; 4) внутриутробно через плаценту; 5) при медицинских манипуляциях переливания крови и лейкоцитарной массы, при пересадках органов, сопровождающихся приемом иммунодепрессивных препаратов.

Наиболее опасным является трансплацентарное заражение. При этом возможно рождение детей с множественными врожденными пороками развития, в первую очередь головного мозга. Для исследования используют плаценту, печень, кровь, лимфатические узлы, головной мозг.

Профилактика - термическая обработка животных продуктов питания, санитарный контроль на бойнях и мясокомбинатах, предотвращение тесных контактов детей и беременных женщин с домашними животными.

Генетика - это наука изучающая наследственность и изменчивость, а также закономерности передачи наследуемых признаков от поколения к поколению.

Наследственность - это способность организмов сохранять и передавать особенности своего строения, функций и развития своему потомству. Свойство обеспечивать материальную и функциональную преемственность в ряду поколений и характер индивидуального развития при постоянно меняющихся условиях окружающей среды.

Изменчивость - явление противоположное наследственности. Оно заключается в изменении наследственных особенностей и их проявлений в процессе развития организма.

Ген - это элементарная единица наследственности, участок молекулы ДНК, определенный локус хромосомы. Один ген кодирует одну полипептидную цепь, тем самым определяя развитие признака. В диплоидном наборе соматических клеток эукариот содержатся 2 гомологичные хромосомы и соответственно 2 гена, определяющие развитие какого-либо одного признака.

Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и контролирующие развитие одного признака называются аллельными генами.

Кроме аллельных могут быть и неаллельные гены. Гены могут неоднократно мутировать, сто приводит к появлению нового варианта признака. В результате возникает несколько аллельных генов. Совокупность таких аллельных генов, определяющих многообразие вариантов проявления признака называется серией множественных аллелей.

Генотип - это совокупность всех генов одного организма. В зависимости от того, какие аллельные гены определяют развитие конкретного признака в популяции может быть 3 варианта генотипов.

Признак по своему проявлению может быть доминантным или рецессивным или гетерозиготным. Если в генотипе аллельные гены одинаковые, то оба контролируют проявление доминантного признака, то такие особи называются гомозиготными по доминантному признаку, если рецессивных признаков, то гомозиготные по рецессивному признаку. Если признак контролируется разными аллельными генами, то гетерозиготным.

Наследуемый признак называется феном, совокупность всех признаков организма - фенотипом.

Совокупность всех генов популяции называется генофонд.

Геном - совокупность гаплоидного набора хромосом, полученных от отцовской и материнской особи.

Каждая соматическая клетка имеет диплоидный набор хромосом, каждая хромосома имеет гомологичную парную хромосому. Исключение составляют 2 половые хромосомы, которые в зависимости от пола могут иметь или не иметь гомологичных себе. Они называются парой половых хромосом. Остальные одинаковые хромосомы называются аутосомами. У человека 46 хромосом в соматических клетках. Половые клетки, гаметы, содержат гаплоидный одинарный набор хромосом.

З-ны Менделя:

1. Закон единообразия гибридов первого поколения.

2. Закон расщепления.

3. Закон независимого наследования признака.

Принцип чистоты гамет.

Закон Моргана. Закон сцепленного наследования генов.

Методы диагностики:

Близнецовый метод

Клинико-генеалогический метод

Цитогенетический (цитологический)

Популяционно-статистический

Биохимический (иммунологический)

Онтогенетический

Дерматоглифический

Метод моделирования

Геномная дактилоскопия

Методы клинической генетики:

Метод изучения ДНК

Метод секвинирования нуклеотидных последовательностей.

Размещено на Allbest.ru