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.

  1. 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

 

  1. 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:

  1. Хранение насл. информации
  2. Способность связываться с белками
  3. Способность к рекомбинации реализуется в процессе кроссинговера при гаметогенезе.
  4. Репарация (восстановление)
  5. 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

  1. Структурные

независимые

повторяющиеся

кластерные

  1. 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

  1. 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.

  1. Взаимодействие неаллельных генов: эпистаз, комплементарность, полимерия.
  2. 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.

  1. 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:

  1. Организменный уровень
  2. Органный
  3. Тканевый
  4. Клеточный

По способам:

  1. Эпиморфоз-надстройка
  2. Морфоллаксис – перестройка
  3. Эндоморфоз – регенерационная гипертрофия

По результатам:

  1. Типичная-гомоморфоз
  2. 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:

  1. Физиологический-достигается системой регуляторных механизмов.
  2. Генетический или популяционный
  3. 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:

  1. Хирургический - проблемы решены Демиховым
  2. Технический - решается успешно
  3. Иммунологический - зависит от совместимости донора и реципиента
  4. Юридический (в конституции - Закон о трансплантации)
  5. 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: 167;