Энергетический обмен, его этапы их характеристика.

Энергетический обмен - выделяется энергия. Распад веществ в клетке до простых, неспецифичных соединений. Начинается в цитоплазме, а заканчивается в митохондриях.

Этапы:

1) Подготовительный - крупные молекулы распадаются на мономеры. Белки до АМК. Углеводы до моносахаров. Жиры до ВЖК. У одноклеточных животных идёт в вакуолях и лизосомах. У многоклеточных животных этот этап проходит в ЖКК с выделением 10% энергии в виде тепла.

2) Бескислородный - происходит гликолиз и молочнокислое брожение. При этом глюкоза в цитоплазме клеток расщепляется до молочной кислоты. При этом высвобождающаяся энергия идет на синтез 2 молекул АТФ. У некоторых микроорганизмов, а иногда и в клетках глюкоза расщепляется до этанола. АМК, ВЖК, глицерин на этом этапе расщепляются до молочной кислоты, а иногда с образованием спирта.

3) Кислородный - универсальный этап, он абсолютно одинаков для распада мономеров с образованием воды и углекислого газа. При расщеплении двух молекул молочной кислоты выделяется энергия, необходимая на синтез 36 молекул АТФ. Происходит в митохондриях. Там есть ферменты и атмосферный кислород. Процесс окисления органических веществ в присутствии кислорода называется тканевым дыханием, или биологическим окислением. Энергия выделяется на этом этапе дискретно. Основная часть энергии идёт на синтез АТФ, а частично рассеивается в виде тепла.

2). Генетика как наука. Её предмет, объекты, методы, задачи.

Генетика – это наука, которая изучает два свойства живых организмов. Наследственность и изменчивость. Предметом генетики является наследственность и изменчивость. Объекты генетики все живые организмы.

Методы генетики:

- Гибридологический – метод скрещивания особей, отличающихся альтернативными признаками.

- Комбинационный – при мейозе возникают различные комбинации негомологичных хромосом, а также происходит Кроссинговер, то есть в результате мейоза у организмов появляются различные комбинации генов.

- Мутационный – после воздействия на организм специальными факторами, появляются организмы с изменёнными наследственными признаками.

- Популяционный – можно изучить генофонд.

- Цитологический – в клетках изучают набор хромосом, то есть кариотип.

- Цитогенетический – изучение генетической структуры клеток.

- Онтогенетический – набор генов у организмов велик, но не все гены функционируют одновременно. С помощью этого метода можно изучать действие определённых генов в процессе индивидуального развития.

- Селективных сред – клетки вне организма и соответственно в этих генах наличие или отсутствие генных мутаций.

- Биохимический – один ген, один фермент. Можно определить наличие или отсутствие ферментов.

Задачи:

- Углубленное изучение молекулярных структур клетки, которые хранят генетическую информацию.

- Изучение механизмов и закономерностей передачи генетической информации от клетки к клетке.

- Анализ реализации генетической информации.

- Разработка теоретических проблем о путях и методах конструирования организмов с определёнными механизмами.

- Изучение действия на живые организмы и их наследственные структуры различных видов излучения.

- Изучение генофонда человеческой популяции.

- Разработка методов профилактики и лечения наследственных заболеваний.

3)Малярийный плазмодий. Систематическое положение, биологические виды. Морфология, цикл развития, пути заражения человека. Методы лабораторной диагностики, профилактика.

Отряд кровоспоровики (Haemosporidia)

Для человека патогенны четыре вида: Plasmodium Vivax. P. Malariae. P. Falciparum. P. Ovale. Жизненный цикл. Окончательными хозяевами плазмодиев являются комары рода Anopheles, промежуточный хозяин - человек. Заражение происходит в результате укуса комара. В кровь человека попадают плазмодии на стадии спорозоитов. Спорозоиты разносятся по всему телу и проникают в клетки печени. Стадия тканевых шизонтов. Тканевые шизонты делятся путём шизого­нии. Возникает множество мерозоитов. Часть тканевых мерозоитов снова проникает в клетки печени. Другая часть внедряется в эритроциты. Начинается эритроцитарная часть цикла развития. Первая стадия раз­вития плазмодия в эритроците назвается шизонта. Паразит принимает форму кольца или перстня. Плазмодий разрастается и приобретает округлую форму. Далее ядро делится, образуя от 12 до 20 ядер. Вокруг ядер формируются мерозоиты. Оболочка эритроцита разрывается, мерозоиты и токсичные про­дукты поступают в кровяное русло. Мерозоиты снова проникают в эритроциты, цикл повторяется. Часть мерозоитов развивается в половые формы. Из них образуются гаметоциты Женские особи - макрогаметоциты и мужские - микрогаметоциты. Дальнейшее их развитие возможно лишь в теле комара. Там осуществляется попарное слияние макрогамет и микрогамет. Оплодотворенная клетка проникает под эпителий желудка комара, сильно увеличивается в размерах и носит назва­ние ооциста. Ооциста лопается, и спорозоиты проникают во все органы комара. При укусе вместе со слюной комара в кровь человека попадают спорозоиты, которые внедряются в клетки печени.

Диагностика. Микроскопирование мазков крови. Можно обнаружить шизонты и гаметоциты.

Профилактика. Предохраняться от укусов комаров. Противомалярийные препараты. Общественная. Выявление и лечение больных малярией. Уничтожение комаров (ликвидация пере­носчика).

Билет 16

1)Мейоз, его стадии, их характеристика. Биологическое значение этого процесса.

Мейоз – сложное, непрямое, редукционное деление специализированных клеток репродуктивных органов.

Различают:

1)интерфаза1

2)первое мейотическое деление

3)интефаза2

4)второе мейотическое деление

Стадии:

1)интерфаза1 – происходит удвоение ДНК. Хромосома достраивается до второй хроматиды.Затем 1е мейотическое деление

2). Первое мейотическое деление:

- Профаза-1 – сложная и продолжительная фаза.: Выделяют 5 стадий

+ Лептотена – стадия стадия тонких нитей. В эту стадию хромосомы начинают спирализироваться, утолщаться, укорачиваться, ядро набухает.

+ Зиготена – стадия слипающихся нитей. Конъюгация гомологичных хромосом и образование фигур под названием биваленты.

+ Пахитена – стадия толстых нитей. Происходит кроссинговер, гомологичные хромосомы обмениваются аллельными генами. Кроссинговер происходит за счёт отталкивания хроматид в каждой из гомологичных хромосом.

+ Диплотена – стадия двойных нитей. Отталкиваются гомологичные хромосомы. Хромосомы становятся толстыми. Происходит их спирализация. Исчезают ядрышки.

+ Диакинез – стадия обособленных двойных нитей.

- Метафаза-1 – по экватору располагаются биваленты.

- Анафаза-1 – к полюсам расходятся гомологичные хромосомы.

- Телофаза-1 – из гаплоидного набора хромосом на полюсах формируются ядра, и происходит цитокинез.

В конце 1-мейотического деления клетки имеют (n2c). В интерфазу не происходит синтеза ДНК. Вступают клетки с гаплоидным набором хромосом.

3)интерфаза2 – короткая, редупликация ДНК не происходит.

4). Второе мейотическое деление:

- Профаза-2 – растворяется ядерная оболочка. Хромосомы спирализуются, утолщаются, укорачиваются, погружаются в гиалоплазму. Формируется веретено деления.

- Метафаза-2 – хромосомы выстраиваются по экватору клетки.

- Анафаза-2 – возникают силы отталкивания между хроматидами. Рвётся связь по центромере. Сокращаются нити веретена деления и хроматиды растягиваются к полюсам.

- Телофаза-2 – хромосомы деспирализуются, становятся тоньше, длиннее, переплетаются в клубочек. За счёт репликации ДНК достраиваются до полной хромосомы. Появляются ядрышки, ядерная оболочка, происходит цитокинез.

В конце 2-мейотического деления образуется 4 клетки.

Биологическоезначение:
- Благодаря мейозу сохраняется постоянное число хромосом у особей одного вида.

- При мейозе образуются гаметы с различной комбинацией негомологичных хромосом.

- В результате кроссинговера происходит рекомбинация наследственного материала

2)Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации. Вклад отечественных генетиков в решение этой проблемы (А.С. Серебровский, Н.П. Дубинин, Б.Н. Сидоров, Н.К. Кольцов). Свойства ДНК.

Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации были получены в ряде опытов по заражению бактериальных клеток вирусами:

- Вирус прикрепляется своим отростком к поверхности бактерии и в месте прикрепления растворяет оболочку бактерии. Затем ДНК вируса проникает в клетку на поверхности бактерии остаётся белковая оболочка вируса. Размножение вирусов происходит благодаря наследственной информации, которую содержит ДНК фагов. По сигналам ДНК фага, клетки бактерии синтезируют белки фага и собираются в новые частицы фагов в виде ДНК, одетых белковой оболочкой

- Трансформация – это включение чужеродной молекулы ДНК одной бактериальной клетки в другую бактериальную клетку. После этого у бактерии появлялись новые признаки. 1928 Гриффит работал с двумя штаммами бактерий.

1). Штамм S имел капсульную оболочку и вызывал гибель мышей

2). Штамм R не имел капсулы и не вызывал гибели

3). Штамм S нагревали и он не вызывал гибели

4). Штамм R и S после нагревания смешивали и вводили живым мышам, наблюдали гибель мышей.

Оказалось, что свойства штамма S передавались штамму R, так как после нагревания оболочка штамма S была разрушена, => что фактором, который вызывал гибель было вещество небелковой природы, то есть ДНК.

- Лизогения – ДНК вируса может проникнуть в бактериальную и вставить свою ДНК в хромосому бактериальной клетки. Такие фаги называются профагами. В какой-то момент времени профаг высвобождается из хромосомы бактерии и происходит образование новых фаговых частиц счёт материала бактериальной клетки. Это приводит к разрушению бактериальной клетки или её лизису.

- Трансдукция заключается в том, что вирусы покидая бактериальную клетку могут захватить с собой их ДНК. Затем такие вирусы перемещаются в новые бактериальные клетки и передают фрагмент ДНК другой бактериальной клетки.

- Конъюгация у бактерий. У некоторых видов бактерий имеется половой фактор. Другие бактерии не имеют полового фактора. Между этими двумя бактериями образуется сначала цитоплазматический мостик, через который часть нити ДНК с половым фактором переходит из одной бактериальной клетки в другую.

- Редупликация ДНК. Во время митоза в интерфазу во время синтетического периода, а так же во время интерфазы-1 мейоза происходит редупликация или удвоение молекулы ДНК. Это происходит по принципу комплементарности пар азотистых оснований.

- Репарация – самовосстановление последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК после воздействия на неё мутагенов. Во время редупликации ДНК происходит изменение последовательности нуклеотидов ДНК. С помощью специальных ферментов участки повреждённых ДНК выстригаются и затем вновь по принципу комплементарности пар азотистых оснований достраивают этот же участок молекулы ДНК.

- Серебровский и Дубинин выдвинули предложение, что ген состоит из отдельных ступенек. В настоящее время это подтвердилось тем, что ген представляет собой часть молекулы ДНК и состоит из сотен пар нуклеотидов.

- В 1928 Кольцов впервые высказал мысль о том, что носители наследственной информации имеют молекулярную структуру. Он предположил что таким носителем является белковая молекула хромосомы. Это предположение было ошибочным, но те не менее он впервые высказал эту мысль и поставил вопрос о химической природе носителя наследственной информации.

Свойства ДНК:

- Редупликация – свойство ДНК, обеспечивающее сохранность наследственной информации при делении клеток.

- Репликация – способность к самокопированию.

3) . Общая характеристика класса споровики (Sporozoa). Токсоплазма. Морфология, цикл развития, пути заражения человека. Методы лабораторной диагностики, профилактика.

Все споровики – это внутриклеточные паразиты, сто привело к их упрощению:а) появление приспособлений к паразитизму(у них нет органелл движения, пищеварения, выделения – все эти процессы происходят осмотически).

Размножение: 1)бесполое(шизогония, эндогония)

2)половое(копуляция).

Часто происходит смена полового и бесполого размножения в жизненных циклах споровиков.

Выделяют 2 класса

1) отряд кокцидия(Coccidia)

-вид токсоплазма(Toxoplasma gondii)

2) отряд кровеспоровики(haemosporigia)

-вид малярийный плазмодий (plasmodium vivax) – возбудитель трёхдневной малярии

p. falciparum - Возбудитель трофической малярии

p. ovale - Воз-ль малярии по типу трёхдневной

p. malariae - Возбудитель четырехдневной малярии

Признак класса отсутствуют органеллы движения.

Отряд кокцидий(Coccidia).

Токсоплазма (Toxoplasma gondii). Возбуди­тель токсоплазмоза. Распространено повсеместно м природной очаговостью. Паразитируют практически во всех тканях. Стадия токсоплазмы внутри клетки хозяина называется эндозоидом. Эндозоид имеет форму полумесяца или дольки апельсина, размер 4-7мкм. Один конец заострен, другой - закруглен. В центре находится ядро. На заостренном конце токсоплазмы обнаружен коноид - образование, похожее на при­соску. Для эндозоида характерно бесполое размножение путем деления. После разрушения пора­женной клетки токсоплазмы внедряются в новую клетку. Цисты в клетках хозяев могут сохранять жизнеспособность длительное время. Человек может заражаться токсоплазмозом от животных при снятии шкуры, разделке туши, алиментарным (с пищей) или воздушно-капельным путем.

Диагноз ставится при исследовании крови, печени, головного мозга.

Профилактика. Выявление и лечение носителей, предупрежде­ние заражения от животных

Билет 17