Раздел III. Организменный (онтогенетический) уровень организации биологических систем
Экзаменационные вопросы
Раздел I. Общая характеристика жизни
1. Определение «жизнь» с позиций системного подхода. Критика идеалистических и метафизических представлений о сущности жизни. Фундаментальные свойства живого.
Жизнь-макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Жизнь, согласно этому определению представляет собой ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной. Ф. Энгельс рассматривал жизнь не только как форму движения материи, но и показал, что эта материя белковой природы. Вслед за Энгельсом Э.Шредингер и Л.Бауэр и др. устанавливают характерные особенности живого:
- Упорядоченность
- Компактность
- Системность
Современная биология развивает изучение этих свойств живого.
Фундаментальными свойствами живого являются: Самообновление, связанное с потоком вещества и энергии; самовоспроизведение, обеспечивающее преемственность между поколениями клеток и организмов, связанное с потоком информации; саморегуляция, базирующаяся на потоках веществ, энергии и информации. Основные признаки жизни: обмен веществ и энергии, раздражимость, репродукция, наследственность, изменчивость, индивидуальное и историческое развитие, дискретность и целостность, гомеостаз.
- Иерархические уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные явления и проявления главных свойств жизни на различных уровнях ее организации.
Уровни организации жизни:
|
|
1.молекулярный . Субмолекулярный
2.Клеточный Субклеточный
3. Тканево-органный Системный
4.Организменный Популяционно-видово
5. Биогеоценотический планетарный
Раздел II. Клеточный и молекулярно-генетический уровни
Организации жизни
1. Клеточная теория. Современное состояние клеточной теории, ее значение для биологии и медицины. Структурно-функциональная организация про- и эукариотических клеток. Общие черты организации и отличительные особенности.
Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости. Обуславливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.
|
|
Клеточная теория сформулирована немецким исследователем, зоологом Т. Шванном (1839). Соавтором считают ботаника М. Шлейдена. Согласно теории, клетки являются структурной и функциональной основой живых существ. В конце 19 столетия немецкий патолог Р. Вирхов на основе новых фактов пересмотрел клеточную теорию. Ему принадлежит вывод о том, что клетка может возникнуть лишь из предшествующей клетки.
Современные положения клеточной теории:
- клетка является наименьшей биологической единицей живого, с помощью которой происходит извлечение из внешней среды, превращение и использование организмами энергии и веществ.
- клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу и важнейшим проявлениям жизнедеятельности.
- размножение клеток происходит путем деления исходной (материнской) клетки;
- клетки многоклеточных организмов специализированы: они выполняют разные функции и образуют ткани.
Основную массу живых существ составляют организмы, обладающие клеточной структурой.
|
|
Организмы, имеющие клеточное строение, в свою очередь делятся на две категории:
не имеющие типичного ядра - доядерные, или прокариоты. К прокариотам относятся:
- бактерии;
- синезеленые водоросли;
И обладающие типичным ядром - ядерные, или эукариоты. К эукариотам относятся: все остальные растения и животные
Отличительные признаки про- и эукариотической клетки:
Признак | Прокариоты | Эукариоты |
Цитоплазматическая мембрана | + | + |
Клеточная стенка | + | У жив. Есть, у растений нет |
Ядерная оболочка | - | + |
Митохондрии | - | + |
Комплекс Гольджи | - | + |
ЭПС | - | + |
Лизосомы | - | + |
Мезосомы | + | - |
Рибосомы | + | + |
Хромосомы | -(кольцевая молекула ДНК) | Набор хромосом (ДНК + белок) |
Способ размножения | Простое бинарное деление | Митоз, амитоз, мейоз |
- Закономерности существования клетки во времени. Жизненный цикл клетки, его варианты. Основное содержание и значение периодов жизненного цикла клетки.
Клеточный, или жизненный, цикл клетки - это время существования клетки от деления до следующего деления, или от деления до смерти. Для разных типов клеток клеточный цикл различен.
|
|
Жизненный цикл у часто делящихся клеток - это время их существования от начала деления до следующего деления. Жизненный цикл таких клеток нередко называют митотическим циклом. Такой клеточный цикл подразделяется на два основных периода:
митоз или период деления;
интерфаза - промежуток жизни клетки между двумя делениями.
3. Химическая организация генетического материала. Структура ДНК. Свойства и функции наследственного материала. Самовоспроизведение генетического материала. Принципы и этапы репликации ДНК. Репарация, ее виды.
ДНК-носитель наследственной информации. Структура ДНК – двойная цепь – полинуклеотид.
Первичная структура – цепочка, образована с помощью фосфодиэфирных связей.
Вторичная структура – двуцепочечная, за счет водородных связей.
3’5’ – матричная нить ДНК
Функции ДНК:
- Хранение насл. информации
- Способность связываться с белками
- Способность к рекомбинации реализуется в процессе кроссинговера при гаметогенезе.
- Репарация (восстановление)
- Экспрессия (реализация насл. информации)
Под действием различных физических и химических агентов, и даже при нормальном биосинтезе в ДНК могут возникнуть повреждения. Оказалось, что клетки обладают способностью самостоятельно исправлять повреждения в молекуле ДНК. Этот феномен получил название репарации. Бывает темновая и световая репарация.
4. Ген, его свойства. Ген как функциональная единица наследственности. Классификация генов. Особенности организации генов у про- и эукариот. Генетический код как способ записи наследственной информации, его свойства. Цистрон, его структура.
Элементарными единицами наследственности служат гены, представляющие собой отрезки молекулы ДНК. Каждый ген определяет последовательность аминокислот в одном из белков, что, в конечном счете, приводит к реализации тех или иных признаков в онтогенезе особи.
Классификация генов
- Структурные
независимые
повторяющиеся
кластерные
- Регуляторные
Промотор-определяет начало работы структуры (ТАТААТ)
Оператор-стоит за промотором
Регулятор-вырабатывает ген репрессор
Энхансер
Сайленсер
Спейсер-удлиняет цепочку ДНК
Псевдоген-удлинняют совокуп. структур и функц. генов
- Регулирующие ход онтогенеза
Хроногены
Гены пространственной организации
Организация генов:
У прокариот – цистронная, т.е. считывающаяся на всем протяжении единица.
У эукариот – прерывистая интрон – экзонная. (разработал Гильберт)
Экзоны – это информативные участки гена. Интроны – неинформационные.
Код наследственности – способ шифровки в структуре ДНК сведений о структуре и функциях организма.
Свойства кода:
- Триплетность
- Вырожденность
- Коллинеарность
- Неперекрываемость/перекрываемость
- Универсальность
- Квазиуниверсальность
Ген как функциональную единицу предложено называть цистроном. Именно цистрон определяет последовательность аминокислот в каждом специфическом белке. Цистрон, в свою очередь, подразделяется на предельно малые в линейном измерении единицы - реконы, способные к рекомбинации при кроссинговере. Выделяют, кроме того, мутоны - наименьшие части гена, способные к изменению (мутированию). Размеры рекона и мутона могут равняться одной или нескольким парам нуклеотидов, цистрона - сотням и тысячам нуклеотидов.
5. Поток информации, энергии и вещества в клетке.
6. Реализация генетической информации в клетке.
7. Регуляция активности генов у про- и эукариот
8. Мутации, их классификация, механизмы возникновения. Ген как единица изменчивости. Генные мутации и их классификация. Причины и механизмы возникновения генных мутаций.
Мутации (по уровню изменения генотипа) подразделяются на:
Генные, хромосомные, геномные.
Генные – точковые (трансверсии, транзиции); со сдвигом рамки считывания (делеции, дупликации, вставки)
Генные болезни: полигенные, мультифакториальные, моногенные.
9. Хромосомы – структурные компоненты ядра. Структурная организация хроматина. Морфология хромосом. Нуклеосомная модель строения хромосом. Этапы упаковки хромосом. Понятие о кариотипе. Правила хромосомных наборов.
Хромосомы представляют собой комплекс ДНК и белков (гистоны и негистоновые белки). Структурными компонентами являются ДНП. На разных этапах митотического цикла имеет разную степень упаковки генов.
Нуклеосома – это группа гистонов, состоящая из 8 белковых молекул. Расстояние между двумя нуклеосомами называется линкер. Способами идентификации хромосом является их окраска.
Правила набора хромосом:
Постоянство
Парность
Индивидуальность
Непрерывность
10. Хромосомные мутации, их классификация. Причины и механизмы возникновения хромосомных мутаций. Роль хромосомных мутаций в развитии патологии человека и эволюционном процессе.
Хромосомные мутации или абберации возникают в результате перестройки хромосом. Они являются следствием разрыва хромосом, приводящего к образованию фрагментов, которые в дальнейшем воссоединяются, но при этом нормальное строение хромосом не восстанавливается.
Различают 4 основных типа хромосомных аберраций:
Нехватки - возникают вследствие потери хромосомой того или иного участка. Нехватки в средней части хромосомы принято называть делециями.
Удвоения - связано с включением дополнительного (лишнего) дублирующего участка хромосомы. Это также ведет к появлению новых признаков.
Инверсии - наблюдается при разрыве хромосомы и переворачивании оторвавшегося участка на 180 о. Если разрыв произошел в одном месте, образовавшийся фрагмент прикрепляется к хромосоме противоположным концом, если же разрыв случился в двух местах, то средний фрагмент, перевернувшись, прикрепляется к местам разрыва, но другими концами.
Транслокации - возникает в тех случаях, когда участок хромосомы из одной пары прикрепляется к негомологичной хромосоме, т. е. хромосоме из другой пары. Транслокация участка одной из хромосом известна у человека: она может быть причиной болезни Дауна. Большинство транслокаций, затрагивающих крупные участки хромосом, делает организм нежизнеспособным.
11. Митотический (пролиферативный) цикл клетки. Фазы митотического цикла, их характеристика и значение. Регуляция митоза. Особенности клеточных циклов тканей и органов ротовой полости.
12. Мейоз как процесс формирования гаплоидных клеток. Фазы мейоза, их характеристика и значение. Рекомбинация наследственного материала, ее медицинское и эволюционное значение.
13. Геномные мутации, причины и механизмы их возникновения. Классификация геномных мутаций. Значение геномных мутаций.
Геномные мутации – нарушение числа хромосом в кариотипе.
Полиплоидии ( 3n, 4n, 8n..)
Анеуплоидии (2n =-1,2…n)
Моносомии (45, ХО – синдром Шерешевского Тернера)
Трисомии
Полисомии (47 ХХХ, 47 ХХУ, 45 ХО)
Раздел III. Организменный (онтогенетический) уровень организации биологических систем
1. Размножение организмов. Бесполое и половое размножение. Формы бесполого размножения, его сущность, биологическое значение. Половое размножение, его эволюционное значение.
2. Гаметогенез (спермато- и овогенез). Цитологическая и цитогенетическая характеристика. Морфология половых клеток. Биологическое значение полового размножения.
3. Моно-, ди- и полигибридное скрещивание. Их цитологические и статистические основы. Условия менделирования признаков. Наследование отдельных стоматологических признаков.
4. Взаимодействие неаллельных генов в детерминации признаков: полное и неполное доминирование. Множественные аллели. Наследование групп крови у человека.
- Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз, комплементарность, полимерия.
- Неаллельные гены детерминируют развитие различных неальтернативных признаков и могут быть локализованы в разных локусах одной и разных хромосом и в одинаковых локусах разных хромосом. Взаимодействовать могут гены как одной аллельной пары – внутриаллельное взаимодействие, так и разных – межаллельное.
Вид межаллельного взаимодействия генов, при котором одновременное присутствие в генотипе доминантного (рецессивного) генов разных аллельных пар приводит к появлению нового признака – комплементарность.
Эпистаз – вид межаллельного взаимодействия генов, при котором доминантный (рецессивный) ген из одной аллельной пары подавляет действие доминантного (рецессивного) гена другой аллельной пары. Подавляющий ген называется супрессор.
Полимерия – вид взаимодействия генов разных аллельных пар, когда они отвечают за степень проявления признака.
Плейотропия – когда один ген отвечает за проявление нескольких признаков.
6. Сцепленное наследование. Группы сцепления. Хромосомная теория наследственности.
Сцепленное наследование – гены, локализованные в одной хромосоме, сцеплены и наследуются вместе.
Основные положения хромосомной теории наследственности:
- Гены находятся в хромосомах.
- Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно числу пар хромосом.
- Каждый ген в хромосоме занимает отдельное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно.
- Между гомологичными хромосомами происходит обмен аллельными генами.
- Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними.
6.Наследование пола и признаков, сцепленных с полом. Наследование отдельных стоматологических признаков.
Наследование – это способ передачи из поколения в поколение и реализации наследственной информации.
Сцепленное с полом, доминантное – наследование по вертикали. От больных мужчин все девочки больны
Сцепленное с полом, рецессивное – поражаются лица мужского пола, а передается через женщин.
8. Изменчивость и ее формы. Мутагенез. Антимутагенные механизмы. Проявление мутаций среди болезней зубочелюстной системы.
Изменчивость – способность всех живых существ к отклонениям от исходных форм в строении, функциях и отправлениях под влиянием условий окружающей среды.
Бывает:
Ненаследственная (фенотипическая, модификационная)
Наследственная (генотипическая)
Мутагены – это экологические факторы, воздействующие на наследственный аппарат клеток, и запускающий мутационный процесс (физический, химический, биологический)
9. Генотипическая изменчивость и ее виды. Значение в онтогенезе и в эволюции.
Бывает:
Комбинативная
Трансформационная
Мутационная
10. Фенотипическая изменчивость и ее виды. Адаптивный характер модификаций. Норма реакции признака. Экспрессивность и пенетрантность признака.
Норма реакции – диапазон колебаний фенотипа при неизменном генотипе.
11. Человек как специфический объект генетических исследований. Методы изучения генетики человека. Медико-генетический аспект брака. Медико-генетическое консультирование. Значение генетики для медицины.
12.Онтогенез как процесс реализации наследственной информации в определенных условиях среды. Основные этапы онтогенеза. Типы онтогенетического развития. Периодизация онтогенеза.
13.Соотношение онто- и филогенеза. Закон зародышевого сходства К.Бэра. Биогенетический закон Э. Геккеля и Ф.Мюллера
14.Характеристика и значение основных этапов эмбрионального развития: предзиготный период, оплодотворение, зигота, дробление. Их регуляторные механизмы на генном и клеточном уровнях.
15.Характеристика и значение основных этапов эмбрионального развития: гаструляция, гисто- и органогенез. Образование 2-х и 3-х слойных зародышей. Способы образования мезодермы. Производные зародышевых листков. Регуляторные механизмы этих процессов на генном и клеточном уровнях.
16. Постэмбриональный период онтогенеза. Основные процессы: рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция, старение. Возрастные изменения лицевого черепа и зубочелюстной системы.
17. Основные концепции в биологии развития (гипотезы преформизма и эпигенеза). Современные представления о механизмах эмбрионального развития.
- Критические периоды в онтогенезе человека. пубертатный (период полового созревания) и климактерический (период угасания половой функции).
19. Проявление гомеостаза на разных уровнях организации биологических систем. Регенерация как процесс поддержания морфофизиологической целостности биологических систем на уровне организма.
Регенерация-процесс восстановления утраченных организмом частей в ходе онтогенеза.
Классификация:
По масштабам:
- Организменный уровень
- Органный
- Тканевый
- Клеточный
По способам:
- Эпиморфоз-надстройка
- Морфоллаксис – перестройка
- Эндоморфоз – регенерационная гипертрофия
По результатам:
- Типичная-гомоморфоз
- Атипичная-гетероморфоз
20. Физиологическая и репаративная регенерация. Особенности регенерации органов ротовой полости.
Регенерация-процесс восстановления утраченных организмом частей в ходе онтогенеза.
Физиологическая Репаративная
-самопроизвольное восстановление восстановление утраченного
утраченного, сопровождающее в результате насилия
норм. Жизнедеятельность
организма
21. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто- , алло- и гетеротрансплантация. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления. Иммуногенетический гомеостаз.
Гомеостаз-это способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств организма. Бывает нескольких видов:
- Физиологический-достигается системой регуляторных механизмов.
- Генетический или популяционный
- Иммунологический-способствует сохранению относительного постоянства антигенной структуры соматических клеток организма.
Форма иммунитета:
- Неспецифическая (врожденный)
- Специфическая (приобретенный) По определению Бернетта: реакция организма, направленная на дифференцировку всего своего от всего чужого.
Трансплантология-наука о пересадках органов и тканей.
Виды пересадок: Название трансплантатов
Аутотрансплантация аутологичный
Изотрансплантация изогенный
Аллотрансплантация аллогенный
Ксенотрансплантация ксеногенный
Экстрансплантация экстрансплантант
Комбинированная комбинированный
Трансплантат трансплантатный
Трансплантат – биологический субстрат, перемещенный в пределах одного организма или между разными организмами. Аналогичным образом можно рассматривать и плод, развивающийся в утробе матери.
Наибольшей проблемной формой является ксенотрансплантация.
Аспекты трансплантации:
- Хирургический - проблемы решены Демиховым
- Технический - решается успешно
- Иммунологический - зависит от совместимости донора и реципиента
- Юридический (в конституции - Закон о трансплантации)
- Морально-этический
В России проблемы трансплантации решаются сложно, особенно это касается пересадки сердца.
Все чужое, попадающее в организм, подвергается воздействию иммунных сил и уничтожается или изгоняется. При пересадке органа, ткани и т.д. необходимо подавить иммунную реакцию хозяина.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 493; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!