Ответы к коллоквиуму №1 биология


Ответы к коллоквиуму №1 по биологии.
1) Определение науки биологии. Её предмет, методы изучения. Определение сущности жизни.
2) Основные свойства живых организмов. Уровни организации живого.
3) Клеточная теория, этапы развития, современнее положения клеточной теории.
4) Возникновение клеточной организации в процессе эволюции.
5) Этапы эволюции клетки. Гипотезы происхождения эукариотических клеток.
6) Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетке.
7) Элементарный химический состав живых систем. Микроэлементы и их значение. Вода и неорганические вещества, их роль в клетке.
8) Структура и функции белков.
9) Строение и биологическое значение жиров и углеводов в организме.
10) Нуклеиновые кислоты, их строение, значение, локализация в клетке
11) Кодирование и реализация биологической информации в клетке. Кодовая система ДНК.
12) Строение и функции клеточных мембран. Способы переноса веществ через биологические мембраны диффузии, активный и пассивный транспорт, эндо- и экзоцитоз. Клеточное соединение (контакты)
13) Цитоплазматический матрикс, органеллы и включения клетки. Рецепторы клеток.
14) Строение и функции ядра клеток. Хроматин и хромосомы, их взаимосвязь и тонкое строение. Гетеро- и эухроматин. Виды и законы хромосом, понятие о кариотипе.
15) Жизненный и митотический цикл клеток. Дифференциация и специализация клеток.
16) Регуляция митотической активности клеток, проблема клеточной пролиферации в медицине.
17) Амитоз, эндомитоз, политения, их характеристика и значение.
18) Размножение, формы и эволюция. Преимущества полового размножения.
19) Гаметогенез (овогенез, сперматогенез), его периоды.
20) Мейоз, цитологическая и цитогенетическая характеристика. Отличие мейоза от митоза.
21) Оплодотворение, биологическое значение. Партеногенез, его формы. Гиногенез и андрогенез. Половой диморфизм, его генетическое, морфологическое значение, эндокринное и поведенческое выражение.
22) Онтогенез, его типы и периоды.
23) Характеристика эмбрионального развития ланцетника. Понятие о презумптивных зачатках
24) Эмбриональное развитие земноводных.
25) Эмбриональное развитие птиц.
26) Зародышевые и провизорные органы у позвоночных животных в эмбриогенезе.
27) Взаимодействие частей развивающего зародыша. Эмбриональная индукция. Физиологические градиенты.
28) Роль наследственности и среды в эмбриогенезе. Критические периоды эмбриогенеза. Тератогенные факторы среды.
29) Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез, эго периоды. Взаимодействие роста и дифференцировки в процессе развития, нейрогуморальная регуляция роста и развития.
30) Биологические аспекты старения и смерти. Теория старения. Проблемы долголетия. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация и её практическое значение.
31) Регенерация органов и тканей, её виды. Способы репаративной регенерации. Регуляция регенерации. Медицинское значение.
32) Гомеостаз, его закономерности в живых организмах. Генетические, клеточные и системные основы гомеостатических реакций
33) Роль нервной и эндокринной системы в обеспечении постоянства внутренней среды и адаптивных изменений. Стресс - реакции.
34) проблемы трансплантации и её медицинское значение. Иммунологический механизм
35) Биологические ритмы на различных уровнях организации. Медицинское значение хронобиологии.
1) Определение науки биологии. Её предмет, методы изучения. Определение сущности жизни.
Биология - наука изучает общие закономерности, характерные для всего живого и раскрывающие сущность жизни, её формы и развитие.
Методы изучения биологии:
1)наблюдение и описание – самый старый (традиционный) метод биологии. Этот метод широко используется и в наше время (в зоологии, ботанике, цитологии, экологии и др.)
2)сравнение, т.е. сравнительный метод дает возможность найти сходства и различия, общие закономерности в строении организмов.
3)опыт или эксперимент. Например, опыты Г.Менделя или работы И.П.Павлова в физиологии.
4)моделирование – создание определенной модели или процессов и их изучения. Например, моделирование условий и процессов (недоступных наблюдению) происхождения жизни.
5)исторический метод – Биология(bios – жизнь и logos – учение) – комплексная наука, изучающая закономерности, изучение закономерности появления и развития организмов.
Определение сущности жизни (по Энгельсу) – жизнь – способность существования белковой клетки, существенный момент которой является постоянный обмен веществ с окружающей седой в результате которого происходит самообновление состава структур этих белковых тел. Прекращение этого обмена – прекращение жизни.
Определение жизни М.В.Волькенштейном (более современная версия): «Живые тела представляют собой открытые саморегулирующиеся, самовоспроизводящиеся системы, построенные из полимеров – белков и нуклеиновых кислот и поддерживающие свое существование в результате обмена веществ и энергии с окружающей средой».
2) Основные свойства живых организмов. Уровни организации живого.
Основные свойства живых организмов:
1. высокое упорядоченное строение (более сложное устройство).
2. обмен веществ и энергии (ассимиляция и диссимиляция).
3. раздражимость (у растений таксисы)
4. гомеостаз - постоянство внутренней среды.
5. адаптация-способность адекватного приспособления к изменениям условий внешней следы организма.
6. рост – увеличение биомасс (митотическое деление клетки)
7. наследственность – передача из поколения в поколение информации.
8. изменчивость – свойство позволяющее изменяться.
9. способность к развитию – отдельно на уровнях онтогенеза или историческое – филогенез.
10. размножение – воспроизведение себе подобных.
11. саморегуляция – поддержание наиболее оптимальных данных условий строения и функционирование живых организмов.
Уровни организации живого:
1.молекулярный уровень (генетический) – строение и функционирование микромолекул.
2. субклеточный уровень (органеллы) – строение и функционирование, транспорт веществ, внутри клетки.
3. клеточный уровень – строение и функционирование клетки.
4. тканевый уровень – строение и функционирование на тканевом уровне.
5. органный уровень – строение и функционирование органов.
6. организменный уровень – строение организма в целом.
7. популяционно-видовой уровень – совершенные организмы, обитающие в одно среде, которые способны к скрещиванию.
8. экосистемный – экосистемы, круговорот веществ.
9. биосферный – область возникновения живых организмов на Земле.
10. социальный - структурной единицей этого уровня являются экосистемы.
3) Клеточная теория, этапы развития, современнее положения клеточной теории.
В 1665г. Р.Гук впервые обнаружил растительные клетки. В 1674г. А.Левенгук открыл животную клетку. В 1839г. Т.Шванн и М.Шлейден сформулировали клеточную теорию. Основным положением клеточной теории было то, что клетка является структурной и функциональной основой живых систем. Но они ошибочно считали, что клетки образуются из бесструктурного вещества. В 1859г. Р.Вирхов доказал, что новые клетки образуются лишь путем деления предшествующих.
Основные положения клеточной теории:
1)Клетка является структурной и функциональной единицей всего живого. Все живые организмы состоят из клеток.
2)Все клетки в основном сходны по химическому составу и обменным процессам.
3)Новые клетки образуются путем деления уже существующих.
4)Все клетки одинаковым образом хранят и реализуют наследственную информацию.
5)Жизнедеятельность многоклеточного организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.
4) Возникновение клеточной организации в процессе эволюции.
Существуют два этапа в эволюции клетки:
1.Химический.
2.Биологический.
Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых разрядов (источники энергии) происходило образование сначала простых химических соединений – мономеров, а затем более сложных – полимеров и их комплексов (углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот).
Биологический этап образования клеток начинается с появления пробионтов – обособленных сложных систем, способных к самовоспроизведению, саморегуляции и естественному отбору. Пробионты появились 3-3,8 млрд. лет назад. От пробионтов произошли первые прокариотические клетки – бактерии.
5) Этапы эволюции клетки. Гипотезы происхождения эукариотических клеток.
Существуют два этапа в эволюции клетки:
1.Химический.
2.Биологический.
Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых разрядов (источники энергии) происходило образование сначала простых химических соединений – мономеров, а затем более сложных – полимеров и их комплексов (углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот).
Биологический этап образования клеток начинается с появления пробионтов – обособленных сложных систем, способных к самовоспроизведению, саморегуляции и естественному отбору. Пробионты появились 3-3,8 млрд. лет назад. От пробионтов произошли первые прокариотические клетки – бактерии.
Эукариотические клетки произошли от прокариот (1-1,4 млрд. лет назад) двумя путями:
1)Путем симбиоза нескольких прокариотических клеток – это симбиотическая гипотеза;
2)Путем инвагинации клеточной мембраны. Суть инвагинационной гипотезы заключается в том, что прокариотическая клетка содержала несколько геномов, прикрепленных к клеточной оболочке. Затем происходила инвагинация – впячивание, отшнуровка клеточной мембраны, и эти геномы превращались в митохондрии, хлоропласты, ядро.
6) Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетке.
7) Элементарный химический состав живых систем. Микроэлементы и их значение. Вода и неорганические вещества, их роль в клетке.
Все живые системы содержат в различных соотношениях химические элементы и построенные из них химические соединения, как органические, так и неорганические.
По количественному содержанию в клетке все химические элементы делят на 3 группы: макро-, микро - и ультрамикроэлементы.
Микроэлементы — преимущественно поим металлов (кобальта, меди, цинка и др.) и галогенов (йода, брома и др.). Они содержатся в количествах от 0,001% до 0,000001%.
Ультрамикроэлементы. Их концентрация ниже 0,000001%. К ним относят золото, ртуть, селен и др.
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания.
8) Структура и функции белков.
Белки - это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В основном они состоят из углерода, водорода, кислорода и азота. Молекула белка может иметь 4 уровня структурной организации (первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры).
Функции белков:
1) защитная (интерферон усиленно синтезируется в организме при вирусной инфекции);
2) структурная (коллаген входит в состав тканей, участвует в образовании рубца);
3) двигательная (миозин участвует в сокращении мышц);
4) запасная (альбумины яйца);
5) транспортная (гемоглобин эритроцитов переносит питательные вещества и продукты обмена);
6) рецепторная (белки-рецепторы обеспечивают узнавание клеткой веществ и других клеток);
7) регуляторная (регуляторные белки определяют активность генов);
8) белки-гормоны участвуют в гуморальной регуляции (инсулин регулирует уровень сахара в крови);
9) белки-ферменты катализируют все химические реакции в организме;
10) энергетическая (при распаде 1 г белка выделяется 17 кДж энергии).
9) Строение и биологическое значение жиров и углеводов в организме.
Углеводы. Это моно- и полимеры, в состав которых входит углерод, водород и кислород в соотношении 1:2:1.
Функции углеводов:
1) энергетическая (при распаде 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии);
2) структурная (целлюлоза, входящая в состав клеточной стенки у растений);
3) запасающая (запас питательных веществ в виде крахмала у растений и гликогена у животных).
Жиры. Жиры (липиды) могут быть простыми и сложными. Молекулы простых липидов состоят из трехатомного спирта глицерина и трех остатков жирных кислот. Сложные липиды являются соединениями простых липидов с белками и углеводами.
Функции липидов:
1) энергетическая (при распаде 1 г липидов образуется 38,9 кДж энергии);
2) структурная (фосфолипиды клеточных мембран, образующие липидный бислой);
3) запасающая (запас питательных веществ в подкожной клетчатке и других органах);
4) защитная (подкожная клетчатка и слой жира вокруг внутренних органов предохраняют их от механических повреждений);
5) регуляторная (гормоны и витамины, содержащие липиды, регулируют обмен веществ);
6) теплоизолирующая (подкожная клетчатка сохраняет тепло).
10) Нуклеиновые кислоты, их строение, значение, локализация в клетке
Нуклеиновые кислоты — это фосфорсодержащие биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Цепи нуклеиновых кислот включают от нескольких десятков до сотен миллионов нуклеотидов.
Существует 2 вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат углевод, дезоксирибозу, в состав РНК — рибозу.
В ДНК входят четыре вида нуклеотидов, отличающихся по азотистому основанию в их составе, – аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В молекуле РНК также имеется 4 вида нуклеотидов с одним из азотистых оснований – аденином, гуанином, цитозином и урацилом (У). Таким образом, ДНК и РНК различаются как по содержанию сахара в нуклеотидах, так и по одному из азотистых оснований.
Молекула ДНК может включать огромное количество нуклеотидов – от нескольких тысяч до сотен миллионов (поистине гигантские молекулы ДНК удается «увидеть» с помощью электронного микроскопа). В структурном отношении она представляет собой двойную спираль из полинуклеотидных цепей (рис. 2), соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов. Благодаря этому полинуклеотидные цепи прочно удерживаются одна возле другой.
11) Кодирование и реализация биологической информации в клетке. Кодовая система ДНК.
12) Строение и функции клеточных мембран. Способы переноса веществ через биологические мембраны диффузии, активный и пассивный транспорт, эндо- и экзоцитоз. Клеточное соединение (контакты)
Наружная клеточная мембрана присуща всем клеткам (животным и растительным) и состоит из молекул липидов и белка. В настоящее время распространена жидкостно-мозаичная модель построения клеточной мембраны. Согласно этой модели молекулы липидов расположены в два слоя, причем своими водоотталкивающими концами они обращены друг к другу, а водорастворимыми – к периферии. В липидный слой встроены белковые молекулы. Некоторые из них находятся на внешней или внутренней поверхности липидной части, другие – частично погружены или пронизывают мембрану насквозь.
Функции мембран:
- защитная, пограничная, барьерная;
- транспортная;
- рецепторная – осуществляется за счет белков – рецепторов, которые обладают избирательной способностью к определенным веществам (гормонам, антигенам и др.), вступают с ними в химические взаимодействия, проводят сигналы внутрь клетки;
- участвуют в образовании межклеточных контактов;
- обеспечивают движение некоторых клеток (амебовидное движение).
Пассивный транспорт веществ происходит без затраты энергии. Примером такого транспорта является диффузия и осмос, при которых движение молекул или ионов осуществляется из области с высокой концентрацией в область с меньшей концентрацией, например, молекул воды.
Активный транспорт – при этом виде транспорта молекулы или ионы проникают через мембрану против градиента концентрации, для чего необходима энергия. Примером активного транспорта служит натрий-калиевый насос, который активно выкачивает натрий из клетки и поглощает ионы калия из внешней среды, перенося их в клетку.
Транспорт веществ может осуществляться путем эндоцитоза и экзоцитоза.
Эндоцитоз – проникновение веществ в клетку, экзоцитоз – из клетки.
При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивание или выросты, которые затем обволакивают вещество и отшнуровываясь, превращаются в пузырьки.
Различают два типа эндоцитоза:
1)фагоцитоз- поглощение твердых частиц (клетки фагоциты),
2)пиноцитоз – поглощение жидкого материала. Пиноцитоз характерен для амебоидных простейших.
Путем экзоцитоза различные вещества выводятся из клеток: из пищеварительных вакуолей удаляются непереваренные остатки пищи, из секреторных клеток выводится их жидкий секрет.
13) Цитоплазматический матрикс, органеллы и включения клетки. Рецепторы клеток.
Цитоплазма состоит из водянистого основного вещества (цитоплазматический матрикс, гиалоплазма, цитозоль) и находящихся в нем разнообразных органелл и включений. Цитоплазматический матрикс - основное гомогенное или тонкозернистое полужидкое вещество клетки, заполняющее промежутки между клеточными структурами
Включения – продукты жизнедеятельности клеток. Выделяют 3 группы включений – трофического, секреторного (клетки желез) и специального (пигмент) значения.
Органеллы – это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке определенные функции. Выделяют органеллы общего
значения и специальные. Органеллы специального назначения - микроворсинки эпителиальных клеток кишечника, реснички эпителия трахеи и бронхов, жгутики, миофибриллы К органеллам общего значения относят ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии, рибосомы, лизосомы, центриоли клеточного центра, пероксисомы, микротрубочки, микрофиламенты. В растительных клетках – пластиды, вакуоли. Органеллы общего значения можно подразделить на органеллы, имеющие мембранное и немембранное строение. Органеллы, имеющие мембранное строение бывают двумембранные и одномембранные. К двумембранным относят митохондрии и пластиды. К одномембранным – эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, вакуоли. Органеллы, не имеющие мембран: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.
Клеточный рецептор — молекула на поверхности клетки, клеточных органелл или растворенная в цитоплазме, специфически реагирующая изменением своей пространственной конфигурации на присоединение к ней молекулы определенного химического вещества, передающего внешний регуляторный сигнал и, в свою очередь, передающая этот сигнал внутрь клетки или клеточной органеллы, нередко при помощи так называемых вторичных посредников или трансмембранных ионных токов
14) Строение и функции ядра клеток. Хроматин и хромосомы, их взаимосвязь и тонкое строение. Гетеро- и эухроматин. Виды и законы хромосом, понятие о кариотипе.
Ядро есть в любой эукариотической клетке. Ядро может быть одно, или в клетке могут быть несколько ядер.
Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, между которыми находится жидкость. Основные функции ядерной «оболочки: обособление генетического материала (хромосом) от цитоплазмы, а также регуляция двусторонних взаимоотношений между ядром и цитоплазмой.
Ядерная оболочка пронизана порами, которые имеют диаметр около 90 нм. Количество пор зависит от функциональной активности клетки: чем она выше, тем больше пор.
Основа ядерного сока (матрикса, нуклеоплазмы) — это белки. Сок образует внутреннюю среду ядра, играет важную роль в работе генетического материала клеток. Белки: нитчатые или фибриллярные (опорная функция), гетероядерные РНК (продукты первичной транскрипции генетической информации) и мРНК (результат процессинга).
Ядрышко — это структура, где происходят образование и созревание рибосомальных РНК (р-РНК). Гены р-РНК занимаю определенные участки нескольких хромосом (у человека это13—15 и 21—22 пары), где формируются ядрышковые организаторы, в области которых и образуются сами ядрышки. В метафазных хромосомах эти участки называются вторичными перетяжками и имеют вид сужений. Электронная микроскопия выявила нитчатый и зернистый компоненты ядрышек. Нитчатый (фибриллярный)— это комплекс белков и гигантских молекул-предшественниц р-РНК, которые дают в последующем более мелкие молекулы зрелых р-РНК. При созревании фибриллы превращаются в рибонуклеопротеиновые гранулы (зернистый компонент).
Хроматин получил свое название за способность хорошо прокрашиваться основными красителями; в виде глыбок он pacceян в нуклеоплазме ядра и является интерфазной формой существования хромосом.
Хроматин состоит в основном из нитей ДНК (40% массы хромосомы)~и белков (около 60%),которые вместе образуют нуклеопротеидный комплекс. Выделяют гистоновые (пять классов) и негистоновые белки.
Гистонам (40%) принадлежат регуляторная (прочно соединены с ДНК и препятствуют считыванию с нее информации) и структурная функции (организация пространственной структуры молекулы ДНК). Негистоновые белки (более 100 фракций, 20 % массы хромосомы):ферменты синтеза и процессинга РНК, репарации редупликации ДНК, структурная и регуляторная функции. Кроме этого,в составе хромосом обнаружены РНК, жиры, полисахариды, молекулы металлов.
В зависимости от состояния хроматина выделяют эухроматиновые и гетерохроматиновые учасгки хромосом. Эухроматин отличается меньшей плотностью, и с него можно производить считывание генетической информации. Гетерохроматин более компактен, и в его пределах информация не считывается. Выделяют конститутивный (структурный) и факультативный гетерохроматин.
Хроматин и хромосомы
Хроматин – это деспирализованная форма существования хромосом. В деспирализованном состоянии хроматин находится в ядре неделящейся клетке.
Хроматин и хромосомы взаимно переходят друг в друга. По химической организации как хроматин, так и хромосомы не отличаются. Химическую основу составляет дезоксирибонуклеопротеин – комплекс ДНК с белками. С помощью белков происходит многоуровневая упаковка молекул ДНК, при этом хроматин приобретает компактную форму. Например, в деспирализованном (вытянутом) состоянии длина молекулы ДНК хромосомы человека достигает около 6 см, что примерно в 1000 раз превышает диаметр ядра клетки. Несмотря на то, что в неделящихся клетках хроматин находится в деспирализованном состоянии, тем не менее отдельные его участки спирализованы, т.е. хроматин неоднороден по структуре.
Спирализованные участки хроматина называются гетерохроматин, а деспирализованные – эухроматин. На участках эухроматина идут процессы транскрипции (синтез иРНК).
Гетерохроматин – неактивный участок хроматина, здесь не происходит транскрипции.
В начале клеточного деления хроматин скручивается (спирализуется) и образует хромосомы, которые хорошо различимы в световой микроскоп. Значит, хромосома – суперспирализованный хроматин. Спирализация достигает своего максимума в метафазе митоза. Каждая метафазная хромосома состоит их двух сестринских хроматид. Хроматиды содержат одинаковые молекулы ДНК, которые образуются при удвоении (репликации) ДНК в синтетический период интерфазы. Хроматиды соединены друг с другом в области первичной перетяжки – центромеры. Центромеры делят хромосомы на два плеча. В зависимости от места расположения центромеры различают следующие типы хромосом:
1) метацентрические (равноплечие);
2) субметацентрические (неравноплечие);
3) акроцентрические (палочковидные);
4) спутничные (имеют вторичную перетяжку, которая отделяет небольшой участок хромосомы, называемый спутником).
Число, величина и форма хромосом в ядрах клеток являются важными знаками каждого вида. Набор хромосом соматических клеток данного вида называется кариотипом.
15) Жизненный и митотический цикл клеток. Дифференциация и специализация клеток.
Жизненный и митотический циклы клетки
Жизненный цикл клетки. Клеточным циклом или жизненным циклом клетки называется совокупность процессов, происходящих в клетке от 1-го деления до следующего деления или до смерти клетки.
Митотический цикл – период подготовки клетки к делению и само деление. Митотический цикл клетки состоит из интерфазы и митоза. Интерфаза разделена на 3 периода:
1. Пресинтетический или постмитотический.(2с2n)
2. Синтетический.(4c2n)
3. Постсинтетический или премитотический.(4c2n)
Митоз – это непрямое деление, основной способ деления соматических клеток. Условно делится на 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Длительность митоза 1-2 часа.
1. Профаза. Центриоли расходятся к полюсам клетки, от центриолей начинают формироваться микротрубочки, которые тянутся от одного полюса к другому и по направлению к экватору клетки, образуя веретено деления. растворяются ядрышки, ядерная оболочка. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления, хромосомы спирализуются и устремляются к центру клетки. (4с2n).
2.Метафаза. Короткая фаза, хромосомы располагаются на экваторе клетки, центромеры всех хромосом располагаются в экваториальной плоскости. Между хроматидами появляются щели. В области центромер с двух сторон имеются небольшие дисковидные структуры – кинетохоры. От кинетохор отходят микротрубочки, которые располагаются между нитями веретена деления. Это стадия наибольшей спирализации хромосом, когда их удобнее всего изучать. (4с2n).
3. Анафаза длится 2-3 минуты, самая короткая стадия. происходит расщепление центромер и разделение хроматид. После разделения одна хроматида начинает двигаться к одному полюсу, а другая половина – к другому. В клетке находится два диплоидных набора хромосом- 4с4n (у каждого полюса 2с2n).
4. Телофаза. формируются ядра дочерних клеток, хромосомы деспирализуются, строятся ядерные оболочки, в ядре появляются ядрышки. Цитокинез – деление цитоплазмы, происходит в конце телофазы. В животных клетках цитоплазматическая мембрана впячивается внутрь. Клеточные мембраны смыкаются, полностью разделяя две клетки. В растительных клетках из мембран пузырьков Гольджи образуется клеточная пластинка, расположенная в экваториальной плоскости. Клеточная пластинка, разрастаясь полностью, разделяет две дочерние клетки. В каждой клетке 2с 2n
Дифференциация и специализация клеток.
Дифференциация – это формирование различных типов клеток и тканей в ходе развития многоклеточного организма. Одна из гипотез связывает дифференцировку с экспрессией генов в процессе индивидуального развития. Экспрессия – процесс включения тех или иных генов в работу, который создает условия для направленного синтеза веществ. Поэтому происходит развитие и специализация тканей в том или ином направлении.
16) Регуляция митотической активности клеток, проблема клеточной пролиферации в медицине.
17) Амитоз, эндомитоз, политения, их характеристика и значение.
Амитоз — это прямое деление ядра. При этом сохраняется морфология ядра, видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не видны, и их равномерного распределения не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования митотического аппарата (системы микротрубочек, центриолей, структурированных хромосом). При этом деление заканчивается, возникает двуядерная клетка. Такой вид деления существует в некоторых дифференцированных тканях (в клетках скелетной мускулатуры, кожи, соединительной ткани), а также в патологически измененных тканях. Амитоз никогда не встречается в клетках, которые нуждаются в сохранении полноценной генетической информации, — оплодотворенных яйцеклетках, клетках нормально развивающегося эмбриона. Этот способ деления не может считаться полноценным способом размножения эукариотических клеток.
Эндомитоз. При этом типе деления после репликации ДНК не происходит разделения хромосом на две дочерние хроматиды. Это приводит к увеличению числа хромосом в клетке иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором. Так возникают полиплоидные клетки. В норме этот процесс имеет место в интенсивно функционирующих тканях, например, в печени, где полиплоидные клетки встречаются очень часто. Однако с генетической точки зрения эндомитоз представляет собой геномную соматическую мутацию.
Политения. Происходит кратное увеличение содержания ДНК (хромонем) в хромосомах без увеличения содержания самих хромосом. При этом количество хромонем может достигать 1000 и более, хромосомы при этом приобретают гигантские размеры. При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме репродукции первичных нитей ДНК. Такой тип деления наблюдается в некоторых высокоспециализированных тканях (печеночных клетках, клетках слюнных желез двукрылых насекомых). Политенные хромосомы дрозофил используются для построения цитологических карт генов в хромосомах.
18) Размножение, формы и эволюция. Преимущества полового размножения.
Размножение-свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение способствует сохранению наибольшей приспособленности в неменяющихся условиях обитания, т.к. образуются генетически точные копии родителей.
Формы бесполого размножения
1. Деление клетки надвое характерно для одноклеточных организмов (простейших, бактерий).
2. Множественное деление – шизогония (малярийный плазмодий).
3. Спорообразование – размножение с помощью специальных клеток–спор (грибы, папоротники, мхи, водоросли).
4. Почкование - на материнском организме образуется бугорок – почка, развивающаяся в самостоятельный организм (кишечнополостные).
5. Фрагментация – распад тела на части, которые затем превращаются в полноценные организмы (кольчатые черви).
6. Вегетативное размножение – образование новой особи из части родительской. Встречается у растений и грибов.
При половом размножении происходит рекомбинация наследственного материала и появляется потомство, генетически отличное от родителей.
19) Гаметогенез (овогенез, сперматогенез), его периоды.
Гаметогенез-развитие половых клеток - гамет. Развитие мужских половых клеток называется - сперматогенез, а женских – овогенез.
Развитие сперматозоидов происходит в извитых канальцах семенника.
В сперматогенезе, как и в овогенезе, различают несколько периодов.
Период размножения из первичных половых клеток образуются сперматогонии, которые несколько раз делятся путем митоза, в результате чего их количество возрастает. Сперматогонии имеют округлую форму, относительно большое ядро и небольшое количество цитоплазмы (2с2п).
Период роста происходит рост половых клеток, интерфаза мейоза (репликация ДНК), накопление питательных веществ, образующиеся клетки носят название сперматоцитов I порядка (4с2n). Ядро их проходит стадию профазы мейоза I, т.е. совершается конъюгация гомологичных хромосом, кроссинговер и образуются биваленты.
Период созревания происходит в два последовательных митотических деления. В результате первого деления из каждого сперматоцита I порядка образуются два сперматоцита II порядка (2с 1n), а после второго деления – 4 одинаковые по размерам сперматиды – мелкие округлые клетки. При этих делениях происходит уменьшение (редукция) числа хромосом вдвое (сДНК, n хромосом).
Период формирования превращаются в сперматозоиды
Овогенез (оогенез)
Овогенез протекает в яичнике и включает периоды размножения, роста, созревания.
В период размножения из зачатковых клеток гонобластов путем митозов увеличивается число диплоидных половых клеток – овогоний. Этот период завершается до рождения. Большая часть клеток гибнет.
Период роста – объем клеток увеличивается в сотни раз за счет накопления желтка и образуется овоцит I порядка. Происходит репликация ДНК (4с 2n).
Овоциты I порядка вступают в профазу I деления мейоза. Эта фаза у человека длится до полового созревания. С момента полового созревания происходит завершение первого деления мейоза и образуется маленькая клетка – направительное тельце и крупный овоцит II порядка (2с 1n). После второго деления мейоза овоцит II порядка снова делится и образуется 1 овотида (гаплоидная яйцеклетка) и направительное тельце. Первое направительное тельце тоже делится на два. Образующиеся направительные клетки затем исчезают.
У позвоночных рост овоцитов сопровождается образованием вокруг него фолликулярных клеток, которые регулируют синтез желтка в клетке, а на поздних стадиях овогенеза секретируются гормоны, индуцирующие созревание овоцита, фолликулярный слой выполняет защитную функцию. У человека мейоз завершается после оплодотворения.
20) Мейоз, цитологическая и цитогенетическая характеристика. Отличие мейоза от митоза.
Мейоз – особый способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное.
Мейоз представляет собой последовательность двух делений.
Профаза 1
Лептотена – начинают конденсироваться хромосомы, имеют вид тонких длинных нитей.
Зиготена – попарное соединение гомологичных хромосом за счёт взаимодействия комплементарных участков ДНК – конъюгация. Пары конъюгирующих хромосом называются бивалентами. Число бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом (23).
Пахитена – в результате усиливающей спирализации хромосомы, происходит тесное взаимное закручивание их в составе каждого бивалента. Хорошо видна её двухроматидная структура. В пахитене происходит кроссинговер – взаимный обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.
Диплотена – начинается процесс расхождения и отталкивания гомологичных хромосом, но они остаются соединенными в некоторых местах, т.е. там где произошел кроссинговер, мостиками – хиазмами.
Диакинез – происходит дальнейшая спирализация и ещё большее отталкивание хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления – 4с 2п.
Метафаза 1.
Происходит выстраивание бивалентов по экватору, они образуют экваториальную пластинку -4с 2п.
Анафаза 1.
К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, а не хроматиды, как при митозе, причём расхождение носит случайный характер.-4с 2п.
Телофаза 1
Происходит деление цитоплазмы и образование двух клеток – 2с п.
Интерфаза11
Очень не продолжительна и редупликации ДНК не происходит.
Профаза 11 и метафаза 11 происходят так же, как и при митозе.
Анафаза 11
К полюсам расходятся хроматиды, из которых состоят хромосомы- 2с 2п. Причём, хроматиды могут быть различны по генетическим свойствам вследствие произошедшего кроссинговера.
Телофаза11
Происходит образование двух дочерних гаплоидных клеток 1с 1п
Значение мейоза
1.Редукция числа хромосом и количества ДНК в ядре половых клеток.
2.Перекомбинация генетического материала в результате кроссинговера приводит к генетической изменчивости будущего потомства. Перекомбинация – источник комбинативной изменчивости организма, дающий материал для отбора, который действует в ходе эволюции
Отличие митоза от мейоза:
1-Митоз происходит в соматических клетках, мейоз – в половых.
2-При митозе происходит одно деление клетки, мейоз предполагает деление в две стадии.
3-В результате мейоза происходит уменьшение числа хромосом в 2 раза, в процессе митоза – увеличение.
4-В мейозе происходит кроссинговер и конъюгация.
21) Оплодотворение, биологическое значение. Партеногенез, его формы. Гиногенез и андрогенез. Половой диморфизм, его генетическое, морфологическое значение, эндокринное и поведенческое выражение.
22) Онтогенез, его типы и периоды.
Онтогенез – процесс индивидуального развития особи от зиготы при половом размножении (или появлении дочерней особи при бесполом) до конца жизни. Термин «онтогенез» в 1866г. предложил немецкий ученый Э. Геккель. В основе онтогенеза лежит реализация наследственной информации на всех этапах развития.
Различают 3 типа онтогенеза:
1-Прямое развитие (неличиночное) характерно для рыб, рептилий, птиц.
2-Непрямое развитие (личиночное). Личиночный тип развития сопровождается метаморфозом, который характеризуется структурными преобразованиями особи. Различают развитие с неполным метаморфозом: 3 стадии (земноводные, прямокрылые) и с полным метаморфозом: 4 стадии (двукрылые, чешуекрылые).
3-Внутриутробное развитие (млекопитающие, человек).
Онтогенез многоклеточных организмов подразделяют на 3 периода:
- Прогенез (предэмбриональный) – формирование гамет, их слияние и образование зиготы.
- Эмбриогенез (эмбриональный) – начинается с момента образования зиготы и заканчивается рождением или выходом из яйцевых оболочек.
- Постэмбриональный период начинается после рождения или выхода из яйцевых оболочек и завершается старением и смертью.
Для плацентарных млекопитающих и человека онтогенез принято делить на:
- Пренатальный (до рождения)
- Постнатальный (после рождения)
23) Характеристика эмбрионального развития ланцетника. Понятие о презумптивных зачатках.
Дробление оплодотворенного яйца полное и почти равномерное: при образовании бластулы видно, что на ее нижней стороне, соответствующей вегетативной ("растительной") части яйца, клетки крупнее, чем на верхней. В силу этого внутренний слой следующей затем стадии гаструлы представлен более крупными клетками. Дробление происходит очень быстро. В эктодерме верхней стороны зародыша обособляется медуллярная пластинка , края которой свертываются, а затем и смыкаются. Возникающая таким путем нервная трубка сохраняет на переднем конце (через невропор ) некоторое время сообщение с внешней средой, а на заднем конце (через нервно-кишечный канал) - с полостью гаструлы, т. е. с первичной кишкой. В дальнейшем нервнокишечный канал исчезает вовсе, а на месте невропора остается обонятельная ямка.
Одновременно наблюдается дифференцировка энтодермы . На спинной стороне первичной кишки появляется продольное выпячивание. В последующем оно отделяется и превращается в плотный тяж - хорду . Примерно в это же время по бокам от зачатка хорды появляются два ряда симметрично расположенных выпячиваний первичной кишки: по мере разрастания они отделяются от нее и образуют парный ряд зачатков мезодермы - метамерно расположенных целомических мешков. По мере дальнейшего развития каждый целомический мешок делится на два отдела: верхний - сомит и нижний - боковую пластинку . Впоследствии полости сомитов не сливаются между собой, а исчезают; полости же боковых пластинок, сливаясь между собой, образуют вторичную полость тела, или целом . При дальнейшей дифференцировке сомита возникают следующие зачатки:
1) склеротом (нижняя внутренняя часть сомита) дает начало клеткам, образующим соединительнотканное влагалище хорды и нервной трубки, опорные лучи в плавниках и, видимо, миосепты:
2) миотом (часть сомита, прилегающая к хорде) формирует туловищную мускулатуру;
3) кожный листок, верхняя и наружная часть сомита образует соединительнотканную часть кожи, т.е. кутисИз боковой пластинки развиваются брюшина, брыжейки (в которых в виде продольных каналов возникают основные кровеносные сосуды), мускулатура кишечника. Нефридиальные канальцы развиваются в виде пальцевидных выпячиваний стенок вторичной полости тела. Гонады развиваются как выпячивания той части стенок полости тела, которая соответствует месту разделения сомита и боковой пластинки гонотому.
Рот образуется путем выпячивания первичной кишки на конце, противоположном гастропору (первичному рту), и встречного впячивания эктодермы. В месте встречи этих образований возникает прорыв. Закладка рта и жаберных щелей происходит асимметрично. Ротовое отверстие закладывается на нижней левой стороне зародыша. Левые жаберные щели (их 14) первоначально возникают на брюшной стороне, а затем перемещаются на правую сторону зародыша. Затем здесь появляется еще один ряд щелей (их 8), расположенных выше упомянутых ранее 14 щелей. Впоследствии нижний ряд щелей смещается на брюшную сторону и лишь после этого - на левую сторону тела. Число их при этом сокращается с 14 до 8. Число жаберных щелей с обеих сторон затем резко возрастает. Впоследствии рот смещается на брюшную сторону. Атриальная полость возникает первоначально в виде желобка на нижней поверхности тела. Формирующие этот желобок метаплевральные складки растут навстречу друг другу и, смыкаясь, образуют полость, открывающуюся наружу лишь в задней своей части, где упомянутые складки не срастаются. В целом личиночное развитие ланцетника длится около трех месяцев.
Презумптивные зачатки (лат. – ожидаемые) – области раннего зародыша, из которых развиваются органы: нервная трубка, хорда, зародышевые листки эктодермы, энтодермы и мезодермы.
24) Эмбриональное развитие земноводных.
У амфибий яйцеклетка умеренно-телолецитальная, то есть содержит много желтка, который находится на вегетативном полюсе.
Эмбриогенез амфибий включает следующие стадии:
Зигота.
Дробление.
Бластула.
Гаструла.
Гистогенез и органогенез.
Образующаяся в результате оплодотворения зигота дробится полностью, но неравномерно. На анимальном полюсе образуются мелкие бластомеры – микромеры, на вегетативном – крупные клетки – макромеры. Дробление заканчивается образованием амфибластулы, стенка которой – бластодерма, состоит из нескольких рядов клеток, а бластоцель смещена к анимальному полюсу.
Процесс гаструляции начинается в области серого серпа, где возникает серповидная бороздка, представляющая собой зачаток бластопора. Серый серп образуется в плоскости вхождения сперматозоида в яйцо, на границе вегетативного и анимального полушарий.
Гаструляция происходит двумя способами: эпиболией и инвагинацией. Микромеры анимального полюса делятся митозом, образующийся клеточный материал наползает на вегетативный полюс и подворачивается внутрь бластулы через дорсальную губу бластопора. Бластопор разрастается в виде кольца. Клетки, попавшие внутрь, образуют сплошную массу и оттесняют бластоцель. Далее гаструляция происходит путем инвагинации, в результате которой клетки распределяются по внутренней поверхности бластодермы, что приводит к возникновению энтодермы и гастроцели. Образование мезодермы происходит энтероцельным способом.
25) Эмбриональное развитие птиц.
Яйцеклетка птиц резко телолецитальная, на вегетативном полюсе содержится очень много желтка.
В результате оплодотворения образуется одноклеточный зародыш – зигота, для которой характерно неполное, неравномерное дробление. В результате такого дробления образуется дискобластула, представленная распластанным на желтке бластодиском (бластодермой). Бластодиск состоит из нескольких слоев бластомеров. Центральная зона бластодиска является зародышевым щитком, из клеток которого строится тело зародыша. Далее от центра бластодиска к периферии находится внезародышевая часть, идущая на образование провизорных органов.
Стадию гаструляции у птиц можно разделить на два этапа. Первый этап заключается в том, что в результате перемещения клеточного материала бластодиска на желток происходит образованием зародышевой и внезародышевой энтодермы. Энтодерма формируется двумя способами – деляминацией и иммиграцией.
На втором этапе гаструляции в области зародышевого щитка происходит образование презумптивных зачатков: первичной полоски с желобком в центре, первичного узелка с центральной ямкой и светлого серпа. Центральная ямка и желобок являются аналогом первичного рта – бластопора. Из материала презумптивных зачатков образуются осевые органы и мезодерма.
Материал первичного узелка подворачивается через центральную ямку внутрь и образует хорду.
Материал первичной полоски подворачивается через ее края, погружается под эктодерму и располагается по бокам от хорды, образуя мезодерму. Причем из передней и центральной части первичной полоски образуется зародышевая мезодерма, а из задней части – внезародышевая мезодерма. В дальнейшем мезодерма дифференцируется на сомиты, ножки сомитов и спланхнотом.
Как только материал первичного узелка и первичной полоски перемещается под эктодерму, то сразу же разрастается третий презумптивный зачаток – светлый серп, из клеток которого образуется нервная трубка. Оставшаяся часть клеток бластодиска является эктодермой, которая также дифференцируется на зародышевую и внезародышевую.
После того, как образовалась нервная трубка тело зародыша начинает обосабливаться от желтка с помощью туловищной складки. Она сжимает со всех сторон тело зародыша, приподнимает его над желтком. Процесс образования туловищной складки способствует образованию первичной кишки, которая формируется из зародышевой энтодермы. На этом заканчивается период образования осевых органов.
26) Зародышевые и провизорные органы у позвоночных животных в эмбриогенезе.
В эмбриональном развитии позвоночных большую роль играют провизорные органы, которые функционируют у зародыша и отсутствуют во взрослом состоянии. К ним относятся: желточный мешок, амнион, серозная оболочка или хорион, аллантоис, плацента.
1-Желточный мешок впервые появляется у рыб и функционирует у пресмыкающихся и птиц. В образовании стенки желточного мешка принимает участие внезародышевая эктодерма, внезародышевая энтодерма и внезародышевая мезодерма. Желточный мешок выполняет следующие функции:
а) в стенке образуются кровеносные сосуды, которые соединяются с кровеносной системой зародыша, благодаря этому обеспечивается тесная взаимосвязь зародыша и провизорных органов;
б) содержит запасы питательного вещества – желтка, то есть выполняет трофическую функцию;
в) является органом эмбрионального кроветворения;
г) в стенке желточного мешка образуются первичные половые клетки – гонобласты, которые затем мигрируют в половые железы зародыша.
2-Амнион и серозная оболочка возникают в тесной взаимосвязи. Внезародышевая эктодерма вместе с париетальным листком мезодермы образует круговую складку, которая нарастает со всех сторон на зародыш и смыкается над ним. Зародыш оказывается заключенным в две оболочки: ближайшая к нему называется амниотической, а дальняя наружная от него – серозной или хорион.
Амниотическая полость заполнена жидкостью, таким образом зародыш развивается в водной среде, что предохраняет его от высыхания, трения и прилипания к оболочкам. Амнион играет защитную роль.
3-Серозная оболочка играет защитную роль и принимает участие в газообмене. Между серозной и амниотической оболочками находится полость – экзоцелом или внезародышевый целом.
4-Аллантоис первоначально выполняет функцию зародышевого мочевого пузыря. В нем скапливаются продукты азотистого обмена. Аллантоис является выростом задней кишки, который проникает в экзоцелом и разрастается там, заполняя его. Стенка аллантоиса, богатая кровеносными сосудами, плотно прилегает к серозной оболочке, что способствует выполнению аллантоисом дыхательной функции.
27) Взаимодействие частей развивающего зародыша. Эмбриональная индукция. Физиологические градиенты.
Эмбриогенез в целом определяется наследственным аппаратом клеток (как уже говорилось, в ходе онтогенеза реализуется наследственная информация)
Зародыш развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. Эти взаимодействия и являются движущими силами эмбриогенеза.
Эмбриональная индукция (процесс влияния одних частей зародыша на развитие других) – это взаимодействие между частями развивающего организма, при этом одна часть зародыша (индуктор) воздействует на другую (реагирующая часть), в результате воздействия образуется орган. Индуктор – это часть зародыша, которая направляет развитие других частей зародыша.
Весь эмбриогенез представляет собой как бы цепь следующих друг за другом индукционных процессов, шаг за шагом определяющих формообразование, дифференцировку органов и их систем, и становление внешнего облика развивающейся особи.
28) Роль наследственности и среды в эмбриогенезе. Критические периоды эмбриогенеза. Тератогенные факторы среды.
29) Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез, эго периоды. Взаимодействие роста и дифференцировки в процессе развития, нейрогуморальная регуляция роста и развития.
Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез начинается с момента рождения, при выходе из зародышевых оболочек или при выходе из яйцевых оболочек и заканчивается смертью. Продолжительность постэмбрионального онтогенеза у организмов разных видов колеблется от нескольких дней до нескольких десятков лет и является видовым признаком. Постэмбриональный онтогенез у всех живых существ подразделяется на следующие периоды:
1-Ювенильный (дорепродуктивный) – от рождения до полового созревания.
2-Пубертатный (репродуктивный) период зрелости, - организм способен к самовоспроизведению.
3-Пострепродуктивный (период старения) – заканчивается смертью.
Рост – это увеличение размеров и массы тела. Рост обеспечивается увеличением количества клеток за счет пролиферации клеток, увеличения размеров клеток, увеличением неклеточного вещества, повышения уровня обменных процессов.
Происходит дифференциация клеток, благодаря которой клетки отличаются и морфологически и функционально.
Рост и дифференцировка происходит на протяжении всего жизненного цикла организма.
Таким образом, рост является результатом количественных изменений в виде увеличения количества клеток (массы тела) и качественных - в виде дифференцировки клеток.
Регуляция развития и роста. Большую роль в регуляции играют внутренние факторы (нервная система, железы внутренней секреции) и средовые факторы (факторы внешней среды). У позвоночных нервная система регулирует развитие и рост через железы внутренней секреции (эндокринные железы), в которых вырабатываются биологически активные вещества – гормоны. Они поступают в кровь и разносятся гуморальным путём (через кровь и лимфу) ко всем органам. Гуморальная и нервная регуляция тесно связаны между собой и представляют единую нейрогуморальную регуляцию, в которой ведущую роль играет центральная нервная система.
30) Биологические аспекты старения и смерти. Теория старения. Проблемы долголетия. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация и её практическое значение.
Старение – общебиологическая закономерность угасания организма, свойственная всем живым существам
Наука о старости – геронтология. Она изучает основные закономерности старения, которые проявляются на всех уровнях организации – от молекулярного до организменного.
Задача геронтологии состоит не только в том, чтобы продлить жизнь человека, но и дать возможность людям старших возрастных групп активно участвовать в трудовой и общественной деятельности.
Старость – это не болезнь, которую можно лечить, а этап индивидуального развития.
В процессе старения появляются возрастные изменения, которые начинаются задолго до старости и постепенно приводят к ограничению функций.
Старческие изменения, прежде всего, обнаруживаются во внешних признаках: изменяется осанка и форма тела, появляется седина, теряется эластичность кожи (образуются морщины), ослабляется зрение и слух, ухудшается память
Большинство современных гипотез старения предполагают, что старение – запрограммированный процесс, находящийся под строгим генетическим контролем. Это генетические или программные гипотезы.
Механизмы старения – это результат сложных взаимодействий генетических, регуляторных и трофических изменений. Жизнь любого организма заканчивается смертью.
Признаками клинической смерти служат прекращение дыхания, сердцебиения, потеря сознания.
Некоторое время после клинической смерти еще сохраняется метаболизм клеток и органов и возможно возвращение к жизни.
В течение 5-6 минут, когда признаки жизни не наблюдаются, но ткани еще живы, то возможна реанимация (возвращение к жизни). Вернуть к жизни можно лишь в тех случаях, когда не повреждены важные органы.
Биологическая смерть связана с прекращением процессов самообновления в клетках и тканях, нарушениями порядка химических реакций, которые приводят к процессам разложения в организме.
Наиболее чувствительными к недостатку кислорода клетки коры головного мозга, изменения в этих клетках начинаются через 5-6 минут после прекращения поступления кислорода.
Реанимация-восстановление резко нарушенных или утраченных жизненно важных функций организма. Проводится при терминальных состояниях, в том числе при клинической смерти (в первые 4—6 минут с момента прекращения дыхания и кровообращения; позже появляются необратимые изменения в центральной нервной системе и наступает биологическая смерть). Реанимация включает: массаж сердца, искусственное дыхание, нагнетание крови в артерии и другие меры.
31) Регенерация органов и тканей, её виды. Способы репаративной регенерации. Регуляция регенерации. Медицинское значение.
Регенерация – процесс восстановления утраченных или поврежденных тканей или органов.
Различают два вида регенерации:
- физиологическую. Физиологическая регенерация проявляется в восстановлении клеток, тканей отмирающих в процессе нормальной жизнедеятельности организма. К физиологической регенерации относят смену волос, замену молочных зубов постоянными.
- репаративную. Репаративная регенерация (греч. – починка) проявляется в восстановлении тканей или органов, утраченных при повреждении. Репаративная регенерация лежит в основе заживления ран, срастания костей после переломов. Репаративная регенерация происходит после ожогов.
Существуют следующие способы репаративной регенерации:
1-Эпителизация – заживление эпителиальных ран. Регенерация идёт от раневой поверхности.
Раневая поверхность высыхает с образованием корки..
2-Эпиморфоз – способ регенерации, который заключается в отрастании нового органа от ампутированной поверхности. Регенерация идёт от раневой поверхности.
Эпиморфная регенерация может быть типичной, если восстановившийся после ампутации орган не отличается от неповрежденного.
3-Морфаллаксис – регенерация путем перестройки регенерирующего участка – после ампутации орган или организм регенерирует, но меньшего размера.
В проблеме регенерации много нерешенных вопросов. Например, ухо, язык не регенерирует при краевом повреждении, а при повреждении через толщу органа восстановление идёт успешно.
32) Гомеостаз, его закономерности в живых организмах. Генетические, клеточные и системные основы гомеостатических реакций
Гомеостазом - называется свойство живых существ поддерживать постоянство своей внутренней среды, несмотря на изменчивость факторов окружающей среды.
Несмотря на значительные колебания среды, живой организм сохраняет себя как отдельную биологическую единицу, которая отличается постоянством морфологии, физико-химическим составом клеток, тканевой жидкости, крови и т.д.
Выделяют различные виды гомеостаза:
-структурный;
-иммунный;
-генетический;
-тепловой;
-газовый;
-химического состава.
Основу гомеостаза составляют механизмы, которые сложились в процессе эволюции и поэтому закреплены генетически. Контролируют гомеостаз две системы – нервная и эндокринная. Относительно быстрые изменения состояния организма обеспечиваются нервной системой. Гормональное влияние распространяется на клетки и органы медленнее, но и сохраняется обычно более длительное время.
33) Роль нервной и эндокринной системы в обеспечении постоянства внутренней среды и адаптивных изменений. Стресс - реакции.
Основу гомеостаза составляют механизмы, которые сложились в процессе эволюции и поэтому закреплены генетически. Контролируют гомеостаз две системы – нервная и эндокринная. Относительно быстрые изменения состояния организма обеспечиваются нервной системой. Гормональное влияние распространяется на клетки и органы медленнее, но и сохраняется обычно более длительное время.
Примером ответа организма на воздействие неблагоприятных жизненных условий, при котором возникает угроза нарушения гомеостаза, служит состояние стресса (стресс-реакция).
В развитии стресс-реакции выделяют три стадии:
1)состояние тревоги. Происходит изменение состояния большинства систем (мышечной, дыхательной, пищеварительной, сердечно-сосудистой), органов чувств, уровня кровяного давления.
2)мобилизация защитных механизмов, повышение сопротивляемости организма.
Информация о нарушении гомеостаза поступает в гипоталамическую область головного мозга, где синтезируется особый класс гормональных веществ. Они воздействуют на клетки передней доли гипофиза, выделяется адренокортикотропный гормон (АКТГ), который усиливает синтез стероидных гормонов клетками надпочечников. Стероидные гормоны, воздействуя на клетки различных органов, изменяют их функциональное состояние и повышают защитные силы организма. Эти две стадии соответствуют сохранению состояния гомеостаза.
3) истощение защитных механизмов. Эта стадия наступает при чрезмерных по силе или продолжительности воздействиях и заключается в срыве механизмов гомеостаза и развитии патологических изменений.
34) проблемы трансплантации и её медицинское значение. Иммунологический механизмы.
Трансплантация – это приживления и развитие пересаженных тканей на новом месте.
В настоящее время ученые и медики работают над проблемой подавления иммунной реакции отторжения, преодоления иммунологической несовместимости. Большое значение имеет иммунологическая толерантность (терпимость) к чужеродным клеткам.
В настоящее время существует несколько способов, которые позволяют предотвращать отторжение трансплантата:
- подбор наиболее совместимого донора
- облучение рентгеновскими лучами иммунной системы костного мозга и лимфатических тканей. Облучение подавляет образование лимфоцитов и таким образом замедляется процесс отторжения.
- использование иммунодепрессантов, т.е. веществ которые не просто подавляли иммунитет, а избирательно, специфически подавляли именно иммунитет трансплантационный, сохраняя функцию защиты от инфекций. В настоящее время ведется поиск специфических иммунодепрессантов. Есть примеры жизни больных с пересаженными почками, печенью, поджелудочной железы.
35) Биологические ритмы на различных уровнях организации. Медицинское значение хронобиологии.
Биологические ритмы – регулярно повторяющиеся изменения интенсивности биологических процессов. Биологические ритмы обнаружены у всех живых существ, они наследственно закреплены и являются факторами адаптации организмов. Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. К физиологическим относят, например, ритмы давления, биения сердца, частота дыхания.
К экологическим относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы.
Суточным колебания подвержены, например, ритм клеточных делений; содержания различных веществ в тканях и органах: глюкозы, натрия и калия в крови, гормонов роста и др. Например, многие животные впадают в спячку или совершают миграции задолго до наступления холодов.
Наука о биологических ритмах (хронобиология) имеет большое значение для медицины. Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к действию факторов химической природы (лекарственным средствам). Это стало основой для развития хронофармакологии – изучения действия лекарств в зависимости от времени введения. Физиологические показатели одного и того же человека, полученные утром, в полдень и ночью, существенно отличаются. Стоматологи, например, знают, что чувствительность зубов к боли максимальна к 18 часам, поэтому все наиболее болезненные процедуры они стремятся выполнить утром.
У каждого человека в течение дня работоспособность меняется. Установлено, что период активности это с 10 до 12 и с 16 до 18 часов. К 14 часам и вечернее время работоспособность снижается.
Новые направления в хронобиологии, а именно: хронодиагностика, хронотерапия и хронопрофилактика учитывают биологические ритмы при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.

Приложенные файлы

  • docx 738369
    Размер файла: 63 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий