Алексей Санаев
Дисциплина: <<Биология>> Тема: Все самостоятельные работы за II семестр.
Выполнил работу Студент группы 1КС1 Концевой Рустам.
Оренбург 2014.
Т: История изучения клетки. Впервые клетки удалось увидеть только после создания световых микроскопов, с того времени и до сих пор микроскопия остается одним из важнейших методов исследования клеток. Световая (оптическая) микроскопия, несмотря на своё сравнительно небольшое разрешение, позволяла наблюдать за живыми клетками. В ХХ веке была изобретена электронная микроскопия, давшая возможность изучить ультраструктуру клеток. Для изучения функций клеток и их частей используют разнообразные биохимические методы — как препаративные, например фракционирование методом дифференциального центрифугирования, так и аналитические. Для экспериментальных и практических целей используют методы клеточной инженерии. Все упомянутые методические подходы могут использоваться в сочетании с методами культуры клеток.
Т: Жизненный цикл клетки. Митоз
1) Жизненный цикл клетки - последовательность всех процессов, происходящих в клетке с момента её возникновения в результате митоза до следующего деления или гибели. митоза: Продолжительность митотического цикла для большинства клеток составляет от 10 до 50 ч. Длительность цикла регулируется путем изменения продолжительности всех его периодов. У млекопитающих время митоза составляет 1—1,5 ч, 02-периода интерфазы —2—5 ч, S-периода интерфазы — 6—10 ч. Биологическое значение митотического цикла состоит в том, что он обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений, образование клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации. Таким образом, цикл является всеобщим механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии. Хромосомы во взаимодействии с внехромосомными механизмами обеспечивают: а) хранение генетической информации, б) использование этой информации для создания и поддержания клеточной организации, в) регуляцию считывания наследственной информации, г) удвоение (самокопирование) генетического материала, д) передачу его от материнской клетки дочерним
Т: Последствия влияния алкоголя, никотина на развитие организма. Курение табака – одна из самых распространенных вредных привычек, приводящая иногда к серьезным нарушениям здоровья. Табак – это однолетнее растение семейства пасленовых. Его специальным образом обработанные листья служат сырьем для табачной промышленности. При курении происходит сухая перегонка табака и бумаги под воздействием высокой температуры (около 300 ˚С). При этом выделяется огромное количество различных вредных веществ: их известно около 1200! Среди них – производные почти всех классов органических веществ: предельные углеводороды, этиленовые и ацетиленовые соединения, ароматические углеводороды, стерины, спирты, эфиры, алкалоиды (среди них – никотин). Есть здесь и неорганические соединения мышьяка, меди, железа, свинца, полония (в том числе радиоактивного полония), есть в табачном дыми окись углерода, оксиды азота, синильная кислота. Недаром говорят, что список веществ, содержащихся в табачном дыме, заставляет содрогнуться: это целый справочник по вредным веществам. Ядовитые свойства никотина доказываются просто: пиявка, поставленная курильщику, вскоре отваливается в судорогах и погибает от высосанной крови, содержащей никотин. Весьма велики и перечень вредных последствий курения. Ученые находят все новые и новые причины связи курения с различными заболеваниями. Продолжительность жизни курильщиков на 7 – 15 лет меньше, чем их некурящих собратьев. Подсчитано, что курение ответственно за 90% случаев смерти от рака легкого, 75% - от бронхита и 25% - от ишемической болезни сердца у мужчин в возрасте до 65 лет. Если сравнить заболеваемость курящих и некурящих, то у первых она в несколько раз выше. Какое же влияние алкоголь оказывает на организм человека? Алкоголь является не только наркотическим веществом, но и ядом для печени. Он оказывает отрицательное влияние на различные виды обмена веществ в организме. Наряду с расстройствами обменных процессов (углеводного, жирового и др.) страдают и функции эндокринных органов (половые железы и др.). У людей, злоупотребляющих спиртными напитками, нарушается способность печени обезвреживать токсически действующие продукты, участвовать в обмене веществ, иммунологических и других защитных реакциях организма. Только у 10—11% людей, потребляющих спиртные напитки, не было выявлено значительных нарушений в печени. У 50% больных диагностирована замена активных клеток печени — гепатоцитов — инертной соединительной тканью, у 35%—ожирение печени и у 8% установлено тяжелое заболевание — цирроз печени. В печени нарушается углеводный обмен, что может проявляться в заболевании, напоминающем сахарный диабет. Нарушаются другие виды обмена веществ. Снижается способность крови свертываться; повышается проницаемость мелких сосудов. Возможно появление кровоизлияний под оболочками головного мозга. Нарушается антитоксическая защитная функция печени. Начальные стадии поражения печени иногда внешне не проявляются. Затем у больного отмечаются снижение аппетита, подташнивание, чувство слабости, вялость. Обращает на себя внимание желтушность кожных покровов, глазных яблок. Жировое перерождение печени постепенно переходит в алкогольный гепатит, а затем в цирроз. Т: Наследственные заболевания человека О наследственных заболеваниях и их возникновении Мы согласны подарить детям свою не слишком блестящую внешность и невыдающиеся мозги. Даже допускаем у наследника немного оттопыренные уши. Но вот чего бы нам, ни при каких условиях не хотелось передать малышу, так это какое-нибудь заболевание. Можно ли избежать «плохого наследства»? Ведь наследственные болезни человека, их профилактика и лечение зачастую избегаются при помощи некоторых средств. В настоящее время более 4500 болезней классифицируется как генетические заболевания. Только небольшая часть из них картирована и для еще меньшей установлен биохимический механизм, с помощью которого ген осуществляет свою функцию. Рецессивные генетические болезни, такие как муковисцидоз и недостаточность аденозиндезаминазы, проявляются в том случае, если повреждены оба аллеля гена. В доминантных аутосомных болезнях, такой является болезнь Хантингтона, эффект больного гена проявляется, даже если другой аллель здоров. Наконец, заболевания, сцепленные с Х-хромосомой, проявляются у мужчин, тогда как дамы, как правило, как в случае синдрома хрупкости Х-хромосомы, болеют не всегда, и носят в себе ген, передавая его потомкам и награждая своих сыновей болезнью. Объективно говоря, от данного риска не застрахован ни один родитель. Каждый из нас несет в себе в среднем ю-12 дефектных генов, которые мы получили от своих родных и, возможно, передадим собственным детям. Сегодня науке известно около 5000 наследственных заболеваний, которые развиваются из-за неполадок в генетическом аппарате человека — в генах или хромосомах.Они подразделяются на три основные группы: моногенные, полигенные и хромосомные. Сегодня практически любую патологию можно объяснить с точки зрения генетики. Хронический тонзиллит — наследственным дефектом иммунитета, желчнокаменную болезнь — наследственным нарушением обмена веществ. Возникновение Н. б. обусловлено, как правило, наследственно закрепленными изменениями генетического кода, называемыми мутациями (см. Изменчивость, Мутагенез). Мутации могут вызываться как факторами окружающей среды (ионизирующая радиация, нек-рые биологически активные химич. соединения), так и возникать естественно под влиянием внутренних условий в клетке и в организме в целом. Типы наследственных заболеваний В зависимости от соотношения некоторых факторов все наследственные заболевания человека можно условно разделить на следующие группы: Наследственные болезни, во время которых появление патологических мутаций практически не зависит от воздействия окружающей среды, но она может определять только степень выраженности признаков болезни. К заболеваниям первой группы можно отнести все генные и хромосомные наследственные болезни с полным проявлением, к примеру, болезнь Дауна, гемофилия и фенилкетонурия; Мультифакториальные болезни. В их основу положен принцип взаимодействия средовых и генетических факторов. К заболеваниям этой группы врачи относят гипертоническую болезнь, язвенную болезнь двенадцатиперстной кишки и желудка, атеросклероз, аллергические заболевания, сахарный диабет, большинство пороков развития, различные формы ожирения. Эксперты утверждают, что генетическая предрасположенность ребенка предусматривает учет нескольких факторов - воздействие вредных или неблагоприятных факторов окружающей среды (умственного или физического переутомления, нарушения сбалансированности и режима питания и т.п.). Для некоторых из них влияние среды имеет меньшее, для других — большее значение. Помимо того, к мультифакториальным заболеваниям также относят состояния, во время которых значение генетического фактора играет один единственный ген, однако проявляется подобное состояние лишь при достижении определенных условиях. К примеру, таким состоянием может стать дефицит глюкозофосфата; Что касается клинической классификации наследственных болезней, то она построена по системному и органному принципам. В соответствии с подобной классификацией, наследственные болезни бывают следующими: нервные, эндокринные, дыхательные и сердечно-сосудистые, болезни желудочно-кишечного тракта, печени, почек, системы крови, уха, кожи, глаз, носа и т.п. В значительной степени эта классификация является условной, поскольку большинство этих болезней характеризуется участием в патологическом процессе одновременно нескольких органов или системным поражением различных тканей.
Т: Клонирование животных Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в конце 40-х начале 50-х гг. в опытах на амфибиях, когда российский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов разработал метод пересадки (трансплантации) ядер в яйцеклетку лягушки. В июне 1948 года он отправил в «Журнал общей биологии» статью, написанную по материалам собственных экспериментов. Однако на беду Лопашова в августе 1948 года состоялась печально известная сессия ВАСХНИЛ, утвердившая по воле коммунистических вождей беспредельное господство в биологии малограмотного агронома Т.Д. Лысенко, и набор статьи Лопашова, принятой к печати, был рассыпан, потому что она доказывала ведущую роль ядра и содержащихся в нём хромосом в индивидуальном развитии организмов. Работу Лопашова забыли, а в 50-х гг. американские эмбриологи Бриггс и Кинг выполнили сходные опыты, и приоритет достался им, как это часто случалось в истории российской науки. Клонирование овец Уиландсин ещё в 1986 году показал, что эмбрионы овец на 16-клетоной стадии развития сохраняют свою тотипотентность. Реконструированные яйцеклетки, содержащие ядра бластомеров 16-клетоных зародышей, развивались нормально до стадии бластулы в перевязанном яйцеводе овцы (в агаровом цилиндре), а после освобождения от агара, пересаживали в матку овцы – второго реципиента – ещё на 60 дней. В другом случае донорами служили ядра 8-клетоных зародышей и были получены три живых ягнёнка, фенотип которых соответствовал породе овцы-донора. В 1989 году Смит и Уилмут трансплантировали ядра клеток 16-клетосного эмбриона и ранней бластулы в лишённые ядра неоплодотворенной яйцеклетки овец. В первом случае было получено два живых ягнёнка, фенотип которых соответствовал породе овец – доноров ядер. Во втором случае один полностью сформировавшийся ягнёнок погиб во время родов. Его фенотип также соответствовал породе-донору. Авторы считали, что в ходе дифференцировки эмбрионных клеток происходит инактивация некоторых важных для развития генов и в результате ядра бластулы уже не могут репрограммироваться в цитоплазме яйцеклетки и обеспечить нормальное развитие реконструированного зародыша. Поэтому, по мнению авторов, в качестве доноров ядер лучше использовать 16-клеточные эмбрионы или культивированные in vitro линии эмбриональных клеток, ядра которых обладают тотипотентностью. Позднее, в 1993-95 гг., группа исследователей под руководством Уилмута получила клон овец – пять идентичных животных, донорами ядер которых была культура эмбриональных клеток. Клеточную культуру получали следующим образом: выделяли микрохирургическим путём эмбриональный диск из 9-дневного овечьего эмбриона (бластулы) и культивировали клетки in vitro в течение многих пассажей (по крайней мере, до 25). Сначала клеточная культура напоминала культуру стволовых дифференцированных эмбриональных клеток, но вскоре, после 2-3 пассажей, клетки становились уплотнёнными и морфологически сходными с эпителиальными. Эта линия клеток из 9-дневного зародыша овцы была обозначена как TNT4.
Т: Сравнительная таблица естественного и искусственного отбора
Т:С охранение биологического многообразия как основы устойчивости биосферы и прогрессивного ее развития Биологический прогресс — это направление эволюции, в ходе которого таксон оптимально адаптируется к условиям окружающей среды, а его численность и ареал растут. Биологический прогресс приводит к процветанию таксона и обычно сопровождается усложнением организации: появление теплокровности у птиц и млекопитающих, семени у цветковых растений и т. д. Однако упрощение организации также может способствовать биологическому прогрессу. Примером служат многие паразитические организмы, а также животные-биофильтраторы (двустворчатые моллюски и др.). Показатели биологического прогресса: увеличение численности особей таксона; расширение ареала обитания; появление подчиненных систематических групп (популяций в видах, видов в родах и т. д.).Показатели биологического регресса: уменьшение численности особей таксона; сужение ареала обитания; уменьшение числа подчиненных систематических групп.В настоящее время основным фактором, вызывающим биологический регресс множества видов, является антропогенное воздействие, т. е. влияние человека на биосферу. В состоянии же биологического прогресса находятся преимущественно виды, чье существование неразрывно связано с человеком (домашние животные и культурные растения, паразиты и сорняки, виды-квартиранты вроде тараканов и др Вершинами эволюции на нашей планете являются высшие растения, членистоногие, теплокровные позвоночные. Однако существует множество других гораздо проще организованных таксонов. Причина этого связана с тем, что усложнение строения вовсе не является обязательной целью эволюции. Цель состоит в достижении максимальной приспособленности к условиям окружающей среды, которая может наступить и на относительно низком уровне организации. Этому способствуют стабильные, «монотонные» условия обитания, наличие постоянного, не очень интенсивного источника энергии (пищи). Примерами служат многие организмы-редуценты (бактерии, черви, грибы), кишечнополостные и губки, бактерии-хемосинтетики. Основные направления эволюции охарактеризованы в классических работах российских ученых А. Н. Северцова и И. И. Шмальгаузена. В числе прочего они выделили изменения, которые ведут к общему подъему организации живых существ, повышают интенсивность их жизнедеятельности и не являются узкими приспособлениями к определенным условиям обитания. Вымирание видов может происходить по нескольким причинам. Во-первых, вид может не выдерживать конкуренции со сходными видами (бычок-ротан вытесняет других рыб из водоемов средней полосы России). Во-вторых, в результате адаптации вид может стать высокоспециализированным (приспособиться к экстремальным условиям обитания или строго определенной пище). При быстром изменении условий он может не успеть измениться, что особенно справедливо по отношению к видам-эндемикам. Вымирание может быть также результатом эпидемии или глобальных природных катаклизмов. В настоящее время основной фактор вымирания — антропогенные воздействия, приводящие как к изменению условий обитания, так и к прямому истреблению вида (дронт, морская корова).. Генетическая эрозия — это сокращение и обеднение генофонда вида. Она приводит к тому, что вид теряет возможность быстро реагировать на изменение условий окружающей среды. Кроме того, растет вероятность близко- родственного скрещивания, а значит, проявления неблагоприятных рецессивных мутаций. В результате малочисленные изолированные популяции и даже целые виды могут исчезать.
Т: Геохронологическая шкала и история развития живых организмов
Т: Основные этапы эволюции человека.
40 тыс. лет назад 200—500 тыс. лет назад 1—1,3 млн. лет назад 2—2,5 млн. лет назад 9 млн. лет назад 25 млн. лет назад
Т: Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни Жизнь - одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе ее развития. Организмы отличаются от неживых объектов обменомвеществ, раздражимостью, способностью к размножению, росту, развитию, регуляции состава и функций, к различным формам движения, приспособляемостью к среде и т.п. Абиогенез - теория, согласно которой живое может возникнуть из неживого. В широком смысле абиогенез - попытка представить возникновение живого из неживого. Биогенез - теория, согласно которой живое может возникнуть только из живого. Витализм - теория, согласно которой всюду присутствует “жизненная сила”, которую достаточно лишь “вдохнуть”, и неживое станет живым. Креационизм - теории, согласно которой жизнь возникла в результате некоего сверхъестественного события в прошлом, что чаще всего означает божественное творение. Панспермия - теория, согласно которой “семена жизни” были занесены на Землю из космоса вместе с метеоритами или космической пылью. Коацерваты - белковые комплексы, обособленные от массы воды, способные обмениваться веществами с окружающей средой и избирательно накапливать различные соединения. Пробионты - примитивные гетеротрофные организмы, возникшие в“первичном бульоне”. Это распространённый вопрос. Но ответов на него ровно столько, сколько и тех, кто работает над ним. Вот моё мнение:
Т: Передача вещества и энергии в цепи питания экосистем и агроценозах. Существование любого биоценоза возможно только при постоянном притоке энергии. По существу, вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических веществ. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других живых существ, то есть связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах — это механизм передачи энергии от одного организма к другому или другим. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть, так как организмы любого вида являются потенциальными объектами для пищи многих других видов. Например, врагами тлей служат личинки и жуки божьих коровок, личинки мух, пауки, насекомоядные птицы и многие другие животные. За счет дубов в лиственных лесах могут жить несколько сотен форм различных членистоногих, фитонематод, паразитических грибков и т.д.; хищники обычно легко переключаются с одного вида на другой. Некоторые хищники могут потреблять в определенной мере и растительную пищу. Трофические сети в биоценозах очень сложны. Однако первое впечатление о том, что энергия в трофических сетях может долго мигрировать от одного организма к другому, обманчиво. На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной растениями, короток, он может передаваться не более, чем через 4 — 5 звеньев, состоящих из последовательно питающихся друг другом организмов. Устойчивые цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, называются цепями питания. Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень — это всегда продуценты, растения, создатели органического вещества, биомассы; второй трофический уровень составляют травоядные животные — потребители или консументы 1 порядка; потребители травоядных животных — плотоядные — составляют следующий трофический уровень, являются консументами 2 порядка; потребители плотоядных форм относятся к консументам 3 порядка и т.д. по трофической цепи. При этом имеет значение пищевая специализация организмов-консументов. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевую цепь на различных трофических уровнях. Например, человек в рацион которого входят и растительная и животная пища, может явиться в разных пищевых цепях консументом первого, второго и третьего порядков. Количество энергии, расходуемой на поддержание собственной жизнедеятельности, в цепи трофических уровней растет, а продуктивность падает. Энергетический баланс консументов складывается следующим образом. Поглощенная пища обычно усваивается не полностью. Неусвоенная пища вновь возвращается во внешнюю среду в виде экскрементов и в последующем может быть вовлечена в другие цепи питания. Процент усвояемости зависит от состава пищи и набора пищеварительных ферментов организма. У животных усвояемость варьирует от 12 — 20% (некоторые сапрофаги) до 75% у плотоядных видов. Большая часть энергии усвоенной пищи используется на поддержание физиологических процессов в организме, а продукты обмена удаляются из организма в составе мочи, пота, выделений желез и углекислого газа, образующегося при дыхании. Энергетические затраты на поддержание метаболических процессов в организме называют тратой на дыхание. Меньшая часть усвоенной энергии идет собственно на ассимиляцию, то есть на образование тканей, биомассы самого организма или на запасание питательных веществ. Обычно продуктивность каждого последующего трофического уровня не более, как уже было сказано, 5 — 20% от продуктивности предыдущего. Траты на дыхание во много раз больше энергетических затрат на увеличение массы организма. Конкретные соотношения зависят от стадии развития и физиологического состояния особей. У молодых траты на рост достигают больших величин, тогда как взрослые особи используют энергию пищи в основном на поддержание обмена веществ и созревание половых клеток. Таким образом, большая часть энергии в цепи питания при переходе с одного уровня на другой теряется. К следующему звену в цепи питания поступает только та энергия, которая заключена в массе предыдущего поедаемого звена. Потери энергии составляют около 90% при каждом переходе через трофическую цепь. Например, если энергия растительного организма составляет 1000 Дж, то при полном поедании его травоядным животным в теле последнего ассимилируется всего 100 Дж, в теле хищника 10 Дж, а если этот хищник будет съеден другим, то в его теле ассимилируется только 1 Дж энергии, то есть 0,1%. В результате энергия, накопленная зелеными растениями в цепях питания, стремительно иссякает. Поэтому пищевая цепь не может включать более 4 — 5 звеньев. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только за счет поступления новых ее порций. В экосистемах не может быть круговорота энергии, подобно круговороту веществ. Жизнь и функционирование любой экологической системы возможны только при односторонне направленном потоке энергии в виде солнечного излучения или при притоке запасов готового органического вещества.
Т: Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах В современной ландшафтной архитектуре выделяют понятия природного и антропогенного ландшафта. Природный ландшафт - значительные по размерам открытые пространства, сохранившие свой естественный характер, например, лесные массивы, долины рек, возвышенности, обширные акватории. Они весьма чутки к изменениям, вызываемым процессом урбанизации, промышленного и сельскохозяйственного освоения, поэтому можно говорить лишь о частичном сохранении нетронутого ландшафта в градостроительстве. В практике градостроительного и ландшафтного проектирования под термином «природный» понимают взаимосвязанные элементы природы, противопоставляемые застройке, инженерно-техническим системам города, в том числе и те, которые имеют антропогенное происхождение (лесопарки, водохранилища, сады, композиции из растительности и камней, газонные покрытия и т. п.). Связи город-природа должны рассматриваться как исходная и решающая, а не второстепенная позиция проектирования (после решения селитебных, производственных, транспортных, коммунально-хозяйственных, парадно-репрезентативных вопросов). По критерию взаимосвязи с природой города находятся в неодинак
|