Ассимиляция и диссимиляция как основа самообновления биологических систем. Определение, сущность, значение

Аскарида. Систематическое положение, морфология, цикл развития, пути заражения, лабораторная диагностика, профилактика. Очаги аскаридоза.

Человечество как активный элемент биосферы. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Медико-биологические аспекты ноосферы.

1.Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее элементы, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности. В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы синтеза и распада. Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды уподобляются веществам живого организма, из них строится его тело. Эти процессы называются ассимиляцией или пластическим обменом.

Приведем несколько примеров. Растения из диоксида углерода и воды синтезируют сложные органические соединения – углеводы (крахмал и целлюлозу), которые используются как запасные питательные вещества и строительный материал. Белок куриного яйца в организме человека претерпевает ряд сложных превращений, прежде чем преобразуется в белки, свойственные организму, - гемоглобин, кератин или любой иной.

Другая сторона обмена веществ – процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые соединения, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют еще энергетическим обменом.

Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения всех частей организма и как следствие – постоянство функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

2. Аскарида человеческая – возбудитель аскаридоза – крупный гельминт, самки которого достигают 40 см длины, а самцы – 20 см. Тип и класс круглые черви. Зрелые яйца овальны и бугристы, оболочка их толстая и многослойная. Цвет желтовато – коричневый, длина до 60 мкм.

Паразитирует в кишечнике человека. Оплодотворенное яйцо начинает развиваться в матке червя. Попадая с фекалиями в окружающую среду, яйца при доступе кислорода и достаточно высокой температуре развиваются, и под оболочкой яйца образуется личинка. С загрязненной водой , овощами, фруктами яйца попадают в кишечник человека, где из них выходят личинки, которые внедряются в стенки кишечника и проникают в кровь, по крови в легкие. Пробуравливают стенки капилляров и альвеол, проходят в бронхи, трахею, ротовую полость и вторично заглатываются. В кишечнике образуется взрослая аскарида. Аскариды отравляют организм токсичными продуктами обмена, а также воздействуют механически: при большом количестве могут вызвать непроходимость кишечника.

Диагностика – обнаружение яиц в фекалиях больного.

Профилактика – личная гигиена и гигиена питания, выявление больных аскаридозом.

3. Биосфера– совокупность всех биогеоценозов (экосистем) Земли, представляет собой большую экологическую систему. Границы жизни на Земле являются границами биосферы. Биосфера – часть геологических оболочек, заселенных живыми организмами. Верхняя граница проходит в стратосфере, нижняя граница – в литосфере, на глубине 2-3 км. Гидросфера занимает до 71% поверхности земли.

Человек – часть биомассы биосферы – долгое время находился в непосредственной зависимости от окружающей природы. С развитием мозга человек сам стал мощным фактором в дальнейшей эволюции на Земле. Овладение человеком разными формами энергии – механической, энергетической и атомной – способствовало значительному изменению земной коры и биогенной миграции атомов. Но деятельность людей часто приводит к нарушению природных закономерностей. Нарушение и изменение биосферы вызывают беспокойство. Ноосфера – « разумная оболочка» Земли. В.И.Вернадский полагал, что человечество создает новую оболочку Земли, изменяя своей деятельностью состав атмосферы, рек, океанов. Академик В.И.Вернадский (1863-1945 г.г) - основоположник учения о биосфере и метода определения возраста Земли по периоду полураспада радиоактивных элементов. Он впервые раскрыл огромную роль растений, животных и микроорганизмов в перемещении химических элементов земной коры.

Ноосфера по В.И.Вернадскому – биосфера, преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью. Биосфера, как утверждал В.И.Вернадский, должна перейти в ноосферу, т.к. познавая законы природы и развивая технику, человечество должно придавать ей черты новой, более высокой организованности. При этом человечество становится мощной силой, сравниваемой по воздействию с геологической силой.

Билет № 9

Предмет, задачи, методы генетики. Этапы развития генетики. Роль русских ученых (Н.И.Вавилов, Н.К.Кольцов, А.С.Серебровский, С.С. Четвериков, С.Н.Давиденков) в развитии генетики. Борьба материализма и идеализма в истории генетики.

Метод секвенирования нуклеотидной последовательности ДНК. Генетическая дактилоскопия. Роль и значение для современной биологии и медицины, перспективы.

Постнатальный онтогенез и его периоды. Роль эндокринных желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде. Взаимодействие социального и биологического в периоды детства, молодости, зрелости и старости.

1. Генетика–наука, изучающая наследственность и изменчивость, а также закономерности передачи наследственных признаков от поколения к поколению.

Наследственность– это способность организмов сохранять и передавать особенности своего строения, функции и развития своему потомству.

- это свойство организмов, обеспечить материальную и функциональную преемственность в ряду поколений, а также характер индивидуального развития при постоянно меняющихся условиях среды.

Генотип - совокупность всех генов одного организма. Известный советский генетик М.Е.Лобашев определил генотип как систему взаимодействующих генов – совокупность всех признаков организма.

Родоначальником генетики считают австрийского ученого- монаха Грегора Менделя. Применил гибридологический метод, результатом проведенных исследований явилось открытие закономерностей наследования.

Томас Морганисследовал дигибридное скрещивание для двух признаков.

Методы исследования: гибридологический анализ – система скрещиваний, которая позволяет проследить в ряду поколений закономерности наследования и изменения признаков.

Цитологический, близнецовый, онтогенетический (проявление действия генов в онтогенезе) и другие. Широко применяются математическая статистика и анализ.

Н.И.Вавилов (1887-1943 гг.) изучая мутации у родственных видов, установил закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости. Этот закон позволяет предсказать наличие определенного признака у разных родов одного семейства, если его другие роды имеют данный признак.

Изучение наследственных заболеваний у человека свидетельствуют о том, что нередко сходное фенотипическое проявление болезни бывает, обусловлено несколькими различными мутациями. Это явление впервые было описано в 30-х гг. С.Н.Давиденковым и названо генетической гетерогенностью наследственных заболеваний.

Современная генетика включает в себя несколько дисциплин:

Цитогенетиказанимается изучением материальных основ наследственности.

Онтогенетика исследует действие генов и их проявления в ходе индивидуального развития организма.

Биохимическая генетика концентрирует свое внимание на механизмах передачи различных типов метаболических процессов в ряду поколений. Ее частью является иммуногенетика, которая изучает наследственную обусловленность иммунных свойств тканей и органов.

Медицинская генетика занимается проблемами, как ранняя диагностика наследственных заболеваний, методы предупреждения их развития и т.п.

Селекция связана с выведением новых пород животных и сортов растений с нужными человеку свойствами.

2. Методы секвенирования– определения нуклеотидной последовательности ДНК. В настоящее время полностью определена последовательность нуклеотидов многих генов α - и β – глобулиновых цепей гемоглобина, некоторых полипептидных гормонов (инсулина, гормона роста, хорионического соматотропина, пролактина). Интенсивно изучают нуклеотидные последовательности генов актинов, тубулинов, интерферонов. Этими исследованиями установлена высокая степень генетического полиморфизма, который часто не проявляется фенотически. Методы молекулярной генетики позволяет не только определять нуклеотидную последовательность в отдельных фрагментах ДНК, соответствующих структурным генам, но и размножать (клонировать) эти гены и получать в большом количестве белки с помощью рекомбинантных молекул ДНК, образующиеся при включении ДНК эукариотических генов. С помощью методов генной инженерии стало возможным получение в больших количествах некоторых первичных генных продуктов на основе человеческих генов. Это определяет перспективы терапии наследственных болезней, обусловленных дефицитом нормального продукта гена в человеческом организме, связанных с генными мутациями.

Генетическая дактилоскопия – это молекулярно-генетический метод обнаружения ДНК. Какие хромосомы за какие свойства человека отвечают.

3.Постнатальный (постэмбриональный) онтогенезначинается с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до смерти живого организма. Этот период сопровождается ростом. Он может быть ограничен определенным сроком или длиться в течение всей жизни.

Различают два основных типа постэмбрионального развития:

-прямое развитие;

- развитие с превращением или метаморфозом.

В случае прямого развития молодая особь мало, чем отличается от взрослого организма и ведет тот же образ жизни, что и взрослые (наземные позвоночные).

При развитии с метаморфозом из яйца появляется личинка, порой внешне совершенно не похожая и даже отличающаяся по ряду анатомических признаков от взрослой особи. Часто личинка ведет иной образ жизни по сравнению с взрослыми организмами (бабочки и их личинки гусеницы). Она питается, растет и на определенном этапе превращается во взрослую особь, этот процесс сопровождается весьма глубокими морфологическими и физиологическими преобразованиями. В большинстве случаев организмы не способны размножаться на личиночной стадии. Аксолотли – личинки хвостатых земноводных амбистом – способны размножаться, при этом дальнейший метаморфоз может и не осуществляться вовсе. Способность организмов размножаться на личиночной стадии называется неотенией.

Роль эндокринных желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде очень велика. Важен гормон соматропин, выделяемый гипофизом с момента рождения до подросткового периода. Гормон щитовидной железы – тироксин - играет очень большую роль на протяжении всего периода роста. С подросткового возраста рост контролируется стероидными гормонами надпочечников и гонад. Из факторов среды наибольшее значение имеют питание, время года, психологические воздействия.

Билет № 10