Экзамен по биологии

Вирусы не способны к бинарному делению. Размножение происходит путем репликации их нуклеиновой кислоты. Параллельно с ней происходит биосинтез белков, из которых формируется капсид. Конечным продуктом является самосборка вирионов. Эти процессы происходят в цитоплазме и в ядре клетки хозяина. Стадии размножения: 1) адсорбция, заключающаяся в прикреплении вириона к рецепторам клетки. 2) проникновение вируса в клетку хозяина. Происходит это путем рецепторного эндоцитоза, либо сливаются капсид с мембраной и только геном проникает в клетку. 3) раздевание вириона, т. е. депротеинезация – удаление белков (капсида и суперкапсида) с использованием ферментов лизосом. 4) транскрипция и репликация вирусных геномов. Если геном имеет двунитевувю ДНК, то транскрипция идет по стадии ДНК→иРНК→белок. 5) сборка вириона заключается в образовании нуклеокапсида у вириона. Нуклеиновые кислоты и капсидные белки способны узнавать друг друга, самопроизвольно объединяться и формировать вирионы. 6) выход вирусных частиц из клетки путем разрушения клеточной стенки, либо путем отпочковывания от клеточной оболочки.

БАКТЕРИОФАГ — вирус бактерий, заражающий бактериальную клетку, размножающийся в ней и часто вызы­вающий ее растворение (лизис). Впервые явление лизиса бактерий наблю­дал в Гамалея. Д, Эрель выделил из кишечника больного дизен­терией растворяющий бактерии фак­тор и назвал его бактериофагом — по­жирателем бактерий. Б. об­ладает выраженной специфичностью, растворяя лишь определенные виды бак­терий. Б. состоит из двух основ­ных компонентов: белков и нуклеино­вых к-т. В зависимости от типа нуклеи­новой к-ты они делятся на ДНК - и РНК-содержащие. Нек-рые из фагов них представляют собой гибкую нить, другие — шестигранник. Наиболее сложны по строению Б. кишеч­ной палочки — это фаги Т, среди к-рых детально изучены фаги Т-2, Т-4, Т-6. Т-четные Б. имеют головку, внутри к-рой упакована его ДНК. От головки отходит хвостовой отрос­ток, играющий значительную роль в заражении бактерии. Он состоит из сократительного наружного чехла, внутреннего стержня, базальной плас­тинки и шести тонких фибрилл. Заражение бактерии начинается с прикрепления его хвостового отростка к поверхности клетки (адсорбция фага). Адсорбцию осуществляют фибриллы хвостового отростка, к-рые прикрепляются к струк­турам бактериальной клетки, называ­емым фагорецепторами. Базальная пла­стинка хвоста бактериофага вступает в тесный контакт с клеточной стенкой, в результате чего сократительный чехол хвоста сокращается, а центральный его стержень прокалывает клеточную мемб­рану и ДНК фага впрыскивается внутрь бактерии. После

Проникновения ДНК в бактерии начи­нает реализовываться генетическая ин­формация, записанная в ДНК фага. В клетке синте­зируются ферменты, Разрушающие ДНК бактерии, и ферменты, необходи­мые для репродукции ДНК фага. После этого этапа (синтез ран­них белков), в бактерии синтезируются поздние белки, образующие оболоч­ку фага. В результате возникают новые частицы Б., бактерия растворяется, а размножившийся в ней Б. выходит в ок­ружающую среду. Фаги, способные вос­производиться в бактериях, разрушать их и выходить при этом в виде полно­ценных частиц и среду, называются ви­рулентными фагами. У умеренных фа­гов ДНК после заражения клетки может внедриться в ДНК самих бактерий, не нарушая их жизнедеятельности. Она удваивается в составе бактериальной хромосомы при делении клетки, т. е. передается потомству. Бактерия, в ДНК крой присутствует ДНК умерен­ного фага, называется лизогеннои, а фаговая ДНК, объединенная с бакте­риальной ДНК, профагом. Включение умеренных фагов и их вырезание из хромосомы может вызвать гене­тические последствия: 1) изменить регу­ляцию работы генов бактерии, находя­щихся в месте включения фагов; 2) вы­звать резкое увеличение скорости воз­никновения мутаций; 3) при неточном вырезании профага из хромосомы — за­хватить бактериальные гены, к-рые да­лее умеренный бактериофаг может пе­ренести на другие бактерии при трансдукции. Все эти особенности умеренных бак­териофагов используются в генетиче­ской инженерии и биотехнологии.

В эволюции человека выделяют две ступени: 1) австралопитековые, древнейших людей; 2) человек разумный. Геккель дал архантропам название питекантроп. Питекантропа нашли на острове Ява. Длина тела 170 см, объем черепной коробки – 900 см3. Строение черепа – низкий свод, мощный надглазничный валик. В Китае были найдены остатки синантропа, живший 500 – 600 тыс. лет назад. В строении мозгового и лицевого отделов черепа архантропов следующие черты: покатый лоб, высокое надбровье и мощный надглазничный валик, низкий свод черепа. Следующий этап эволюции связан с неандертальцами. Они жили 100 – 30 тыс. лет назад и обладали более прогрессивными чертами. Рост мужчин был 155 – 165 см, объем мозга 1400 см3. Они занимались охотой и рыболовством, строили жилища и одевались в шкуры, они научились добывать огонь. Известны две ветви неандертальцев – классическая и палестинская. Классический неандерталец отличался массивным скелетом. Палестинский неандерталец обладал менее массивным скелетом и большими размерами головного мозга. Человек разумный или кроманьонец появился на Земле 50 – 40 тыс. лет назад. В этот период человек расселялся по всей суше. Он выделяется прогрессивными особенностями: более сильным развитием височной и лобной долей мозга, отсутствует массивный надглазничный валик, выступает подбородок, высокий лоб. Неантропы были людьми высокого роста. Средний рост мужчины составлял 180 см, женщины 160 см. Существенную роль играл переход к прямохождению. У женского организма появился ряд защитных приспособлений: 1) изменение биомеханики родов; 2) появление родничка; 3) специфика строения лобкового сращения. Палестинские неандертальцы – особая ветвь на пути антропогенеза, т. к. они прибрели способность сопереживать своим сородичам. Можно выделит 4 этапа антропогенеза: 1) австралопитеки; 2) архантропы – питекантроп, синантроп; 3) палеоантропы – неандертальцы; 4) неоантропы – кроманьонцы и современные люди.

Костный скелет составляет механиче­ский остов тела человека. Кости, соединения между ними и мышцы складываются в опорво-двига­тельный аппарат. Движения, которые про­исходят в местах соединения костей, осуществляются мышечной тканью, способной активно сокращаться. Поэтому ко­сти с их соединениями относят к пассивной части опорно-двигательного аппарата, а мышцы — к активной его части. Скелет состоит из скелета ту­ловища (позвоночник и кости, составля­ющие грудную клетку), скелета головы (череп) и скелета верхних и нижних конечностей. Кости позвоночника и нижних конечностей выполняют опор­ную функцию. Двигательную функцию рычагов выполняют преимущественно кости конечностей. Череп и позво­ночный канал образуют хорошо за­щищенные вместилища для головного и спинного мозга, кости грудной клет­ки защищают от внешних воздействий сердце и легкие, а кости таза вместе с позвоночником — внутренние органы брюшной полости, мочевой пузырь и прямую кишку, а у женщин также мат­ку с яичниками и маточными трубами. Кость — Сложное в биологическом и механическом отно­шениях образование. Она состоит из собственно костной ткани, костного моз­га, суставных хрящей, кровеносных со­судов и нервов. Снаружи кость покрыта надкостницей — тонкой пленкой, обус­ловливающей рост кости в ширину и способствующей ее восстановлению при повреждениях. Различают костные клетки двух типов: остеобласты и остеоциты. Остеобласты – это молодые костные клетки. Остеобласты дифференцируются в остеоциты. Остеокласты – многоядерные клетки, разрушающие костную ткань и хрящ. По форме и строению различают кос­ти трубчатые, губчатые, плоские и сме­шанные. Трубчатая кость со­стоит из диафиза — средней части кос­ти и эпифизов — концевых отделов, сус­тавные поверхности которых докрыты хрящом. Переходный отдел между диафизом и эпифизом называется метафизом. Диафиз состоит из плотной и очень прочной компактной кости, внутри него проходит костно-мозговой канал, в котором находится желтый костный мозг; метафиз и эпифиз образуются в основ­ном из пористого губчатого костного вещества, включающего красный костный мозг. Трубчатые кости в скелете человека представлены в основном кос­тями конечностей. Губчатые и плоские кости состоят по большей части из губчатого вещества, покрытого тонкими пластинками из компактного вещества. К губчатым от­носятся тела позвонков, к плоским — грудина, кости свода черепа. Входящие в состав кости органические и неорганические вещества в сочетании придают ей высокую прочность. Кости скелета соединены между собой прерыв­ными (суставы) и непрерывными сое­динениями с помощью хряща или соеди­нительной ткани. К. с. выполняет в организме меха­нические и биологические функции. К первым относятся функция опоры и движения тела, зашита отдельных орга­нов и систем от внешних повреждений. Биологиче­ской функцией К. с. является ее участие в обменных процессах. В скелете сосре­доточена основная часть минеральных веществ человеческого организма, они участвуют в тканевых обменных процессах всех органов и систем. Содержащий­ся в костях красный костный мозг служит основным источником клеточных элементов крови.

Движения человеческого организма обеспечиваются опорно-двигательным аппаратом, состоящим из пассивной части (кости, связки, суставы и фасции) и актив­ной — мышц, образуемых мышечной тканью. Различают гладкую и поперечнопо­лосатую мышечные ткани. Из Глад­кой мышечной ткани обра­зуются мышечные оболочки стенок внутренних органон, кровеносных и лимфатических сосудов, а также мыш­цы кожи. Сокращения гладкой муску­латуры не подчинены воле, поэтому их называют непроизвольными. Ее структурным элементом является гладкомышечная клетка веретенооб­разной пли звездчатой формы, имею­щая размеры от 15 до 500 Мкм. В состав гладкомышечной клетки входит цито­плазма (саркоплазма), в к-рой распо­лагаются ядро и сократительные ни­ти — миофибриллы. Поперечнополосатая мышечная ткань образует мышцы, прикрепляющиеся к различным частям скелета, поэтому их называют также скелетными. Сок­ращения этих мышц называют произ­вольными, т. к. они подчинены воле. Структурная единица скелетной мыш­цы — поперечнополосатые мышечные волокна, пучки к-рых расположены параллельно друг другу и связаны между собой рыхлой соединительной тканью. Наружную поверхность мышцы окружает перимизиум (соединительно­тканная оболочка). Утолщенная средняя часть мышцы, называемая брюшком, переходит по концам в сухожильные части. С помощью сухожилий мышца прикрепляется к костям скелета. Мыш­цы имеют различную форму. Встречаются двуглавые, трехглавые, четырехглавые, квадратные, треуголь­ные, пирамидальные, круглые, зубча­тые, камбаловидные мышцы. По нап­равлению волокон различают прямые, косые, круговые мышцы. В зависимо­сти от функций мышцы делят на сгиба­тели, разгибатели, приводящие, отво­дящие, вращающие, напрягающие, ми­мические, жевательные, дыхательные и др. Поперечнополосатые мышцы имеют вспомогательный аппарат: фасции, фиброзно-костные каналы, синовиальные влагалища и сумки. Мышцы обильно снабжаются кровью благодаря большо­му количеству кровеносных сосудов, имеют развитые лимфатические сосуды. К каждой из них подходят двигатель­ные и чувствительные нервные волок­на, посредством которых осуществляется связь с центральной нервной системой. Мышцы, выполняющие одно и то же движение, называют синергистами, а противоположные движения — анта­гонистами. Поперечнополосатые мышцы подраз­деляют на мышцы туловища, головы и шеи, верхних и нижних конечностей. Основным свойством всех видов мышц является их способность сокра­щаться, при этом совершается опреде­ленная работа. Способность мышц ак­тивно уменьшать свою длину при рабо­те зависит от их свойства менять сте­пень своей эластичности под влиянием нервных импульсов. Сила мышц зави­сит от количества миофибрилл в мышеч­ных волокнах. Скелетные мышцы приводят в движение кости в суставах. Начало мышцы находится на одной ко­сти, а конец — на другой. У человека насчитывается около 600 скелетных мышц. Все произвольные движения взаимно связаны и регули­руются Центральной мереной системой. Механизм мышечного сокращения запускается нервным импульсом, до­стигающим мышцы по двигательному нерву. Нервные волокна оканчиваются концевыми пластинками, к-рые расположены в средней части мы­шечных волокон, что позволяет быстрее активизировать все мышечное волокно.

Сокрашения гладких мышц стенок внутренних органов происходят мед­ленно и волнообразно — пе­ристальтическая волна. Гладкие мышцы сокращаются рефлекторно. Сердечная мышца отличается по строению и функции от поперечнопо­лосатых и гладких. Она обладает свойством — автоматизмом сокращений, имеющим определенный ритм и силу. Мышца сердца не прекращает свою ритмическую работу в течение всей жизни.

Орга­ны, выполняющие единую функцию, имеющие общий план строения и раз­вития, объединяются в систему орга­нов. Все системы органов взаимосвязаны и составляют единый организм. Выделяют следующие системы внутренних органов органов: 1) Пищеварительная систе­ма Объединяет органы, выполняющие функцию пищеварения (пищевод, желудок, 12-ти перстная кишка, тонкий, толстый, прямой кишечник, печень, поджелудочная железа); 2) Дыхатель­ная система Включает органы дыха­ния, обеспечивающие обмен газов меж­ду организмом и окружающей средой (трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолы, легкие); 3) Мочевыделительная система, К к-рой относятся органы, осуществляю­щие выделение из организма конечных продуктов обмена (почки, мочеточники, мочевой пузырь); 4) половая система, объединяющая органы размножения, служащие для сохранения вида, тесно связанные между собой по развитию и строе­нию моченая и половая системы со­ставляют Мочеполовую систему; 5) Сердечно-сосудистая система Объеди­няет сердце, кровеносные (вены, венулы, артерии, артериолы и капилляры) и лим­фатические сосуды, обеспечивающие кровообращение и лимфоток; 6) система органов (желез) внутренней секреции осуществляет химическую связь и ре­гуляцию всех процессов в организме (эндокринные железы).

Легкое имеет конусовидную форму. Внутренняя поверхность во­гнутая, прилежит к сердцу и другим органам средостения. Здесь находятся ворота легкого — место, че­рез к-рое в него входят главный бронх, легочная артерия и выходят две легоч­ные вены. Каждое легкое бороздами делится на доли: левое на две (верхнюю и нижнюю), правое на три (верхнюю, среднюю и нижнюю). Доли легкого состоят из сегментов, сегменты — из долек, в к-рые входят долькокые бронхи. Продолжая де­литься внутри дольки, бронхи перехо­дят сначала в конечные, а затем в ды­хательные бронхиолы. Дыхательные бронхиолы образуют альвеолярные ходы, на их стенках расположено множество альвеол. Стенки альвеол снаружи оплетены густой сетью мель­чайших кровеносных сосудов — капил­ляров, и представляют собой мембрану толщиной менее 1 Мкм, Через к-рую происходит газообмен между кровью, протекающей через капилляры, и возду­хом, вентилирующим альвеолы. Легочная артерия, разветвляясь в легком соответственно делению бронхов вплоть до мельчай­ших кровеносных сосудов — капилля­ров, приносит в легкое из правого желудочка сердца бедную кислородом венозную кровь. Через просвет капилляра одновременно могут пройти 1—2 эритроцита. В результате газооб­мена кислород вдыхаемого воздуха пе­реходит в эритроциты, а углекислый газ переходит из эритроцитов в альвеоляр­ный воздух. Т. о, веноз­ная кровь обогащается кислородом, превращается в артериальную и по двум легочным венам направляется обратно к сердцу, в его левое предсердие. Этот путь крови называется малым, или ле­гочным, кругом кровообращения. В сложном процессе газообмена выде­ляют три основные фазы: внешнее, или легочное, дыхание, перенос газов кровью к органам и тканям и внутреннее, или тканевое, дыхание.

ОНТОГЕНЕЗ — процесс индивиду­ального развития организма от мо­мента его зарождения до смерти. Организмы, раз­множающиеся половым путем, зарож­даются в момент оплодотворения яйце­клетки сперматозоидами, в результате чего образуется зародыш. Некоторые ис­следователи выделяют еще предзародышевую стадию О., соответствующую формированию яйцеклетки и спермато­зоидов, ккоторая во многом определяет последующее развитие зародыша. В основе О. лежит цепь строго определенных последовательных биохими­ческих, физиологических и морфологи­ческих изменений, специфических для каждого из периодов индивидуального развития организма. В соответствии с этими изменениями О. принято делить на эмбриональный период (зародышевый) и постэмбриональный (послеза­родышевый). Пер­вый охватывает время от оплодотворения до рождения, второй — от рожде­ния до смерти. Эмбриональный период О. человека делят на две части: первые восемь недель, когда развивающийся организм (зародыш) еще не похож на взрослый человеческий индивидуум, и период начиная с 9-й недели развития до рождения, когда происходит закладка органов и зародыш приобретает формы и черты, характер­ные для человека (с этою момента его принято называть плодам). Переломным моментом О. человека является рождение; организм при этом переходит в новые условия существо­вания (новые формы питания и дыха­ния, изменение системы кровообраще­ния). Деление пост эмбрионального периода О. на возрастные периоды основано на учете морфологических и функциональ­ных изменений организма после рожде­ния. Выделяют периоды новорожден­ности, грудного, ясельного, дошколь­ного и школьного возрастов, подростко­вый и зрелый возраст, а также периоды предстарческих и выраженных стар­ческих изменений. Каждый из них ха­рактеризуется различной степенью зре­лости тех или иных функциональных систем, определенными пропорциями тела, темпами роста, эффективностью обучения, участием в трудовой деятель­ности и т. д. По мнению ряда ученых, в О. челове­ка и животных существуют критические периоды, когда организм особенно чувствителен к воздействиям окружающей среды. В О. человека это периоды раннего эмбриогенеза (первые дни развития зародыша), формирования того или иного органа, новорожденности, полового созревания. Именно в кри­тические периоды наиболее часты патологические сдвиги в развитии орга­низма.

Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма омывающую все клетки и ткани тела. Внутренняя среда имеет относительное постоянство состава и физико-химических свойств, что создает одинаковые условия существования клеток организма (гомеостаз). Это достигается деятельностью ряда органов, обеспечивающих поступление в кровь необходимых организму веществ и удаление из крови продуктов распада. Система крови представляет собой одну из систем жизнеобеспечения организма и выполняет множество функций: 1. Транспортная функция. Циркулируя по сосудам, кровь осуществляет транспортную функцию, которая определяет ряд других. 2. Дыхательная функция. Эта функция заключается в связывании и переносе О2 и СО2. 3. Трофическая функция. Кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, витаминами, минеральными веществами, водой. 4. Экскреторная функция. Кровь уносит из тканей "шлаки жизни" - конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделения. 5. Терморегуляторная функция. Кровь охлаждает энергоемкие органы и согревает органы, теряющие тепло. 6. Кровь поддерживает Стабильность ряда констант гомеостаза - рН, осмотическое давление, изоионию и др. 7. Кровь Обеспечивает водно-солевой обмен между кровью и тканями. В артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров - возвращаются в кровь. 8. Защитная функция. Кровь выполняет защитную функцию, являясь важнейшей частью иммунитета. Это определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов (клеточный иммунитет) и наличием в крови антител, обезвреживающих микробы и их яды (гуморальный иммунитет). Эту задачу выполняет и бактерицидная пропердиновая система. 9. Гуморальная регуляция. Благодаря своей транспортной функции кровь обеспечивает химическое взаимодействие между всеми частями организма, т. е. гуморальную регуляцию. Кровь переносит гормоны и др. физиологически активные вещества от клеток, где они образуются к др. клеткам. 10. Осуществление креаторных связей. Макромолекулы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белков, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей. Состав крови. У высших животных и человека кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней кровяных клеток/форменных элементов эритроцитов, (красных кровяных телец), лейкоцитов (белых кровяных телец) и тромбоцитов (кровяных пластинок). У беспозвоночных форменные элементы крови, транспортирующие кислород, отсутствуют и дыхательные пигменты непосредственно растворены в плазме крови. Но уже у некоторых червей с замкнутой системой кровообращения дыхательные пигменты заключены в кровяные тельца. У позвоночных плазма не содержит кровяных пигментов, они включены в эритроциты. Плазма крови представляет собой воду с растворенными в ней минеральными солями; углеводами, аминокислотами, белками и др. веществ. Количество крови у человека и животных колеблется в среднем от 5-до 9% от массы тела, и сохраняется на относительно постоянном уровне. Если по какой-либо причине происходит ее увеличение, то часть жидкости уходит в ткани, а потом постепенно снова возвращается в кровь, откуда выводится органами выделения. Потеря крови представляет для организма большую угрозу, так как при этом резко падает кровяное давление. В нормальных физиологических условиях лишь часть крови (приблизительно половина ее) циркулирует в кровеносный ссудах, остальная находится в депо крови, к которым относят селезенку, печень, кожу. По подсчетам в селезенке содержится 16%, в печени 20%, и в коже 10% крови. Осмотическое давление крови, лимфы и тканевой жидкости определяет обмен воды между кровью и тканями. Изменение осмотического давления жидкости, окружающей клетки, ведет к нарушениям в них водного обмена. Это видно на примере эритроцитов, которые в гипертоническом растворе NaCl теряют воду и сморщиваются, а гипотоническом растворе NaCl наоборот, набухают, увеличиваются в объеме и могут разрушится. Величина осмотического давления зависит от количества растворенных в воде молекул или ионов, а не от их размера и массы. Поэтому раствор, содержащий большое количество крупномолекулярных веществ, например, белков или полисахаридов, может обладать меньшим осмотическим давлением, чем менее концентрированный раствор неорганической соли, например NaCl. Плазма крови содержит 90-92% воды и 8-10% сухого вещества, главным образом белков и солей. В плазме находится ряд белков, отличающихся по своим свойствам и функциональному значению: альбумины (ок. 4,5%), глобулины (2-3%) и фибриноген (0,2-0,4%). Общее количество белка в плазме крови человека составляет 7-8%. Остальная часть плотного остатка плазмы приходится на долю других органических соединений и минеральных солей. В плазме крови содержатся десятки различных белков, которые составляют 3 основные группы: альбумины, глобулины, фибриноген. Для разделения белков плазмы крови применяют метод электрофореза, основанный на различной подвижности белков в электрическом поле или более тонкий метод иммуноэлектрофореза, при котором в электрическом поле передвигаются не нативные белки плазмы, а комплексы белковых молекул, связанных со специфическими антителами. Это позволило выделить значительно большее количество белковых фракций. К форменным элементам крови позвоночных относятся красные кровяные клетки-эритроциты, белые кровяные клетки-лейкоциты и кровяные пластинки тромбоциты. Главная функция эритроцитов - транспорт кислорода и диокиси углерода. Лейкоциты обеспечивают реакции защиты организма от инфекции /иммунитет/, а тромбоциты - участвуют в реакциях свертывания крови. Кроме того, все три типа клеток осуществляют транспорт, а также межклеточный и межтканевой обмен многих макромолекулярных веществ типа РНК и нуклеотидов, белков и полипептидов, благодаря чему возникает межклеточная передача информации, закодированная в этих макромолекулах. Эта информация регулирует рост, развитие и дифферцировку органов и тканей т. е. сохранение и поддержание их структуры. Такой тип межклеточных взаимодействий; обеспечивающий создание и сохранение структуры организма получил название Креаторных связей.