БИЛЕТ № 20

 

1. Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики, ферментативность, энтропия).

2. Генетика и теория эволюции Ч. Дарвина. Взаимоотношения эволюционного процесса и отбора в популяциях (С. С. Четвериков). Закон Харди-Вайнберга. Содержательные и математические выражения. Использование для расчёта частот гетерозиготного носительства аллелей у людей. Популяция и её генофонд (аллелофонд).

3. Общая характеристика типа простейших. Паразитические представители классов саркодовых и жгутиконосцев. Представители класса жгутиконосцев – возбудители природно-очаговых заболеваний.

 

1.Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики, ферментативность, энтропия).

Обмен веществ (метаболизм), совокупность химических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма.

Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит как расходование свободной энергии, так и накопление ее в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран.

Принципиальное отличие обмена веществ в живом организме от обмена в неживых системах заключается в различной направленности термодинамических процессов. В результате обмена в неживой природе происходит разрушение вещества, с уменьшением количества свободной энергии. В живом организме в результате обмена веществ накапливается энергия, за счет которой осуществляются пластические процессы, рост и развитие организма..

Особенности биоэнергетики.

С позиций термодинамики метаболизм представляет собой совокупность процессов, в которой реакции, потребляющие энергию из внешней среды, сопрягаются с энергодающими реакциями, что позволяет живым существам оказывать постоянное сопротивление нарастанию энтропии. Выяснение биохимических механизмов, приводящих к генерации различных форм биологической энергии, является предметом биоэнергетики. Источником энергии служат реакции, в ходе которых соединения, содержащие атомы углерода в высоковосстановленном состоянии, подвергаются окислению, а специальные дыхательные переносчики присоединяют протоны и электроны (восстанавливаются) и в таком виде транспортируют атомы водорода к дыхательной цепи.

2.

Генетика (от греч. genesis — происхождение) — наука о законах наследственности и изменчивости Предложен в 1906 г. английским биологом Бейтсоном.

Задачи генетики:

1. В области с/х. - выведение новых сортов растений и новых пород животных, а также усовершенствование существующих

2. Медицинская генетика - разработка методов диагностики наследственных заболеваний, разработка их профилактики

3. Генная инженерия

Предмет и задачи генетики человека. Генетика человека, или медицинская генетика, изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных (физических, творческих, интеллектуальных способностей) и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предопределенности и условий окружающей среды, в том числе от социальных условий жизни.

Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

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

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

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, 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 за существование.

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

Закон Харди-Вайнберга:

Закон Харди — Вайнберга — это закон популяционной генетики — в популяции бесконечно большого размера, в которой не действует отбор, не идет мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению:

p? + 2pq + q? = 1

Где p? — доля гомозигот по одному из аллелей; p — частота этого аллеля; q? — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2pq — доля гетерозигот

Практическое значение закона Харди–Вайнберга

1. В здравоохранении – позволяет оценить популяционный риск генетически обусловленных заболеваний, поскольку каждая популяция обладает собственным аллелофондом и, соответственно, разными частотами неблагоприятных аллелей. Зная частоты рождения детей с наследственными заболеваниями, можно рассчитать структуру аллелофонда. В то же время, зная частоты неблагоприятных аллелей, можно предсказать риск рождения больного ребенка.

2. В селекции – позволяет выявить генетический потенциал исходного материала (природных популяций, а также сортов и пород народной селекции), поскольку разные сорта и породы характеризуются собственными аллелофондами, которые могут быть рассчитаны с помощью закона Харди-Вайнберга. Если в исходном материале выявлена высокая частота требуемого аллеля, то можно ожидать быстрого получения желаемого результата при отборе. Если же частота требуемого аллеля низка, то нужно или искать другой исходный материал, или вводить требуемый аллель из других популяций (сортов и пород).

3. В экологии – позволяет выявить влияние самых разнообразных факторов на популяции. Дело в том, что, оставаясь фенотипически однородной, популяция может существенно изменять свою генетическую структуру под воздействием ионизирующего излучения, электромагнитных полей и других неблагоприятных факторов. По отклонениям фактических частот генотипов от расчетных величин можно установить эффект действия экологических факторов

Элементарной единицей эволюции является популяция (каждая популяция обладает собственной эволюционной судьбой).

Популяция – это…

– самовоспроизводящаяся группировка особей одного вида,

– более или менее изолированная от других подобных группировок,

– населяющая определенный ареал в течение длительного ряда поколений,

– образующая собственную генетическую систему,

– формирующая собственную экологическую нишу

Для описания генетической структуры популяций используются термины «аллелофонд» и «генофонд».

Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции.

В простейшем случае рассматриваемый признак определяется двумя аллелями одного гена: А и а. Такое определение признака называется моногенным диаллельным. В этом случае структура аллелофонда описывается уравнением: pA+qa=1.

3.

Простейшие (Protozoa)— древнейшая группа живых организмов.

Особенности простейших:

• состоят из одной клетки, осуществляющей все функции жизнедеятельности;

• обладают всеми особенностями эукариотической клетки;

• свободноживущие простейшие имеют дополнительные органоиды, позволяющие им вести самостоятельный образ жизни;

• у внутриклеточных паразитических простейших отсутствуют Пищеварительные вакуоли и органеллы движения; у них сложный жизненный цикл, иногда со сменой хозяина; они обладают высокой плодовитостью;

• иногда простейшие образуют синцитий — многоядерные клетки.

Особенности жизнедеятельности простейших:

• обитают в воде, влажной почве, в других организмах;

• питание гетеротрофное или миксотрофное. Способы питания: фагоцитоз, пиноцитоз, диффузия, осмос;

• выделение продуктов обмена через сократительные вакуоли, а также путем диффузии;

• дыхание у свободноживущих аэробное, у паразитических форм — анаэробное (брожение);

• раздражимость проявляется в положительных и отрицательных таксисах;

• размножение бесполое — путем митотического деления или шизогонии; половое — путем копуляции или коньюга-ции;

• неблагоприятные условия переживают в виде цисты.

Роль простейших в природе и жизни человека:

• являются непременными участниками круговорота веществ и энергии в экосистемах, выступая в роли микрокон-сументов и редуцентов;

• образуют геологические залежи известняка, мела;

• служат объектами научного исследования;

• многие — паразиты человека и животных, а также возбудители заболеваний.

Систематика:

Тип: Protozoa

Класс: Sarcodina

Класс: Flagellata

Класс: Sporozoa

Класс: Infuzoria.

Класс Саркодовые. Основная характерная черта – способность образовывать псевдоподии, или ложноножки, служащие для движения и захватывания пищи.

Класс Жгутиковые. Характерно наличие 1, 2, а иногда и более жгутиков, служащих для передвижения. Иногда имеется ундулирующая мембрана. Форма тела обычно постоянная. Являются гетеротрофами.

Класс Споровики. Характерная черта – отсутствие у зрелых форм каких-либо органоидов движения, а так же прохождение сложных жизненных циклов с чередованием полового и бесполового размножения. Они не имеют органов питания и пищеварения. Питание, дыхание, выделение производится всей поверхностью тела. Большинство является паразитами.

Класс Инфузории. Наиболее сложно устроенные простейшие. Органоиды движения – реснички. В каждой особи 2 ядра.

Паразитические представители классов саркодовых и жгутиконосцев.

Тип: Protozoa

Класс: Sarcodina

Вид: Entamoeba histolytica

Морфологические особенности: в кишках человека встречается в 3 формах: крупной вегетативной тканевой, патогенной (forma magna), мелкой вегетативной, обитающей в просвете кишок (forma minuta), цисты. Характерная особенность цист – наличие в них 4 ядер. Размеры цист от 8 до 16 мкм.

Цикл развития: в кишки человека может попасть в форме цисты. Здесь оболочка проглоченной цисты растворяется и из нее выходят 4 малые амебы (forma minuta). Их диаметр 12-25 мкм. Обитает эта форма в содержимом кишок. Видимого ущерба здоровью не наносит. Если условия не благоприятствуют переходу в патогенную форму, то амебы, попадая в нижний отдел кишок, инцистиируются и выводятся во внешнюю среду с фекалиями. Если условия способствуют переходу в патогенную форму (forma magna), амеба увеличивается до 23 мкм, но может и до 50 мкм, и приобретает способность выделять ферменты, растворяющие тканевые белки. Вследствие этого разрушается эпителий слизистой оболочки кишок, амебы проникают в ткань и образуют кровоточащие язвы толстой кишки. В цитоплазме крупной формы видны в цитоплазме заглоченные эритроциты. В период затухания болезни forma magna перемещается в просвет кишки, где переходит в forma minuta, а затем в цисту. Различные неблагоприятные условия способствуют переходу forma minuta в forma magna.

Патогенез: амебы, внедряясь в стенки кишок образуют кровоточащие язвы.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Leishmania donovani

Морфологические признаки: практически неотличимы от кожных лейшманий. Переносчиками являются москиты, заражающиеся от больных лейшманиозом людей и собак, а в дикой природе от песчанок и шакалов, и других животных семейства псовых и грызунов.

Цикл развития: проходят 2 стадии: безжгутиковую, округлой или овальной формы (в организме человека и других позвоночных). Жгутиковую, которая образуется также в искусственных источниках.

Патогенное значение: заболевание сопровождается непериодическим повышением температуры, увеличением селезенки и печени, уменьшением количества эритроцитов в крови.

Природная очаговость: встречается в странах Средиземноморья и Средней Азии, в ряде стран Азии, Африки и Южной Америки.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Leishmania tropica major et minor

Морфологические особенности: лейшмании очень малы 2-4 мкм. Внутриклеточный паразит. Естественным резервуаром для Leishmania tropica minor – человек, а для Leishmania tropica major – грызуны.

Цикл развития: проходят 2 стадии: безжгутиковую, округлой или овальной формы (в организме человека и других позвоночных). Жгутиковую, которая образуется также в искусственных источниках.

Патогенное значение: при кожном лейшманиозе образуются округлые, долго не заживающие язвы на открытых частях тела, преимущественно на лице. После заживления остаются рубцы. Перенесенное заболевание дает иммунитет на всю жизнь.

Природная очаговость: ряд стран Европы, Азии, Америки, имеющих субтропический климат.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Tripanosoma gambiense

Морфологические особенности: размеры 13-39 мкм. Тело изогнутое, сплющенное в одной плоскости, суженное на обоих концах, снабженное одним жгутиком и ундулирующей мембраной. Питается осмотически. Размножается бесполым путем (продольным делением).

Жизненный цикл: возбудитель развивается со сменой хозяев. Первая часть жизненного цикла трипаносомы проходит в пищеварительном тракте мухи це-це за пределами ареала этих мух трипаносомоз не встречается. Вторая часть жизненного цикла проходит у нового хозяина, которым является человек и некоторые млекопитающие. Человек – основной резервуар для лейшмании.

Патогенное значение: у больного трипаносомозом наблюдается мышечная слабость, истощение, умственная депрессия, сонливость. Болезненное состояние длится 7-10 лет и при отсутствии лечения заканчивается смертью.

Природная очаговость: встречается в ряде экваториальных районов Западной Африки.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Lamblia intestinalis

Морфологические особенности: размеры 10-18 мкм. Тело грушевидной формы, разделенное продольно на правую и левую половину. Между ядрами 2 опорные нити. Посреди тела парабазальные ядра полулунной формы. Со вентральной стороны расположен присасывательный диск. Имеет 4 пары жгутиков. Питание осмотическое.

Цикл развития: лямблии способны образовывать цисты, которые с фекалиями выносятся наружу.

Патогенное значение: заражение происходит при заглатывании цист, попавших на овощи, фрукты или в питьевую воду. Вызывают воспалительные процессы в органах локализации, преимущественно у детей.

Профилактика лямблиоза: соблюдение личной гигиены, термическая обработка пищи и питьевой воды.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Trichomonas hominis

Морфологические особенности: размер 5-15 мкм, овальной формы, с одни м пузыревидном ядром, 3-4 жгутика с ундулирующей мембраной. Тело пронизано опорным стержнем, заканчивающимся заостренным шипом на заднем конце тела.

Цикл развития: размножается продольным делением, образование цист не установлено.

Патогенное значение: заражение происходит через пищу и воду, загрязненные фекалиями, содержащими трихомонады. Патогенное значение не установлено.

Профилактика: соблюдение личной гигиены, термическая обработка пищи и питьевой воды.

Тип: Protozoa

Класс: Flagellata

Отряд: Protomonodina

Вид: Trichomonas vaginalis

Морфологические особенности: имеет значительно большие размеры, чем кишечная трихомонада, 7-10 мкм. Форма тела грушевидная, имеет 4 жгутика, ундулирующая мембрана и опорный стержень, заканчивающийся шипом.

Патогенное значение: вызывает воспалительные процессы в половых путях. Заражение происходит половым путем, а также при пользовании общей постелью, бельем и предметами личной гигиены.

Профилактика: соблюдение личной гигиены.