Реферат Курсовая Конспект
Введение в науку биология - раздел Биология, ...
|
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Рязанский государственный медицинский университет
им.акад. И.П.Павлова
Федерального агентства по здравоохранению и социальному
развитию»
Введение в науку биология
План
1.Предмет биологии. Классификация биологических наук.
2.Методы изучения (исследования) биологии.
3.Основные свойства живых существ.
Определение понятия «жизнь».
4.Уровни организации живого.
Предмет биологии. Классификация биологических наук
Термин «биология» образуется из двух греческих слов (bios – жизнь и logos – учение).
Термин был введен в 1802 году двумя естествоиспытателями – Ж.Б.Ламарком и Г.Р.Тревиранусом, независимо друг от друга.
Биология изучает общие закономерности, характерные для всего живого и раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие.
Биология – комплексная наука. Разделы науки биологии классифицируются по следующим направлениям:
1) изучению систематических групп (по объектам исследования). Например, зоология, ботаника, вирусология.
В пределах этих наук имеются узкие направления (или дисциплины). Например, в зоологии выделяют протозоологию, гельминтологию, энтомологию и др.
2) изучению разных уровней организации живого: молекулярная биология, гистология и др.
3) свойствам и проявлениям жизни отдельных организмов. Например, физиология, генетика, экология.
4) связям с другими науками (в результате интеграции наук). Это биохимия, биофизика, биотехнология, радиобиология и др.
Клетка– элементарная структурная единица живого организма
План
1.Клеточная теория.
2.Строение клетки.
3.Эволюция клетки.
Строение ядра. Деление клетки
План
1.Строение и функции клеточного ядра.
2.Хроматин и хромосомы.
3.Клеточный и митотический циклы клетки.
4.Пролиферация клеток.
Клеточный (или жизненный) и митотический циклы клетки
Митоз
Значение митоза.
1.Поддержание постоянства числа хромосом. Митоз – наследственно равное деление.
Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении сестринских хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.
2. Обеспечивание роста организма.
3.Замещение изношенных клеток, поврежденных тканей, регенерацию утраченных частей.
Так, у человека замещаются клетки кожи, эпителий кишечника, эпителий легких, клетки крови – всего в день 1011 клеток.
4. Митоз лежит в основе бесполого размножения.
Амитоз - прямое деление клетки путем перешнуровки ядра без спирализации, происходит равномерное распределение генетического материала между дочерними ядрами. После амитотического деления клетки не могут митотически делиться. Амитозом делятся клетки при воспалительных процессах, злокачественном росте. Амитоз встречается в клетках некоторых специализированных тканей, например, в поперечно – полосатой мускулатуре, соединительной ткани.
Размножение организмов
План
1. Формы размножения живых организмов.
2. Гаметогенез.
3. Мейоз.
Гаметогенез
Гаметогенез-развитие половых клеток - гамет. Развитие мужских половых клеток называется - сперматогенез, а женских – овогенез.
Мейоз
Мейоз – особый способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз открыт немецким. ученым В.Флемингом у животных (1882 г.).
Мейоз состоит из двух последовательных делений, в процессе которых удвоение количества ДНК происходит только 1 раз – в интерфазе, предшествующей 1 делению мейоза (4с 2п). Отличительной особенностью 1 деления мейоза является сложная и продолжительная по времени профаза 1, в которой выделяют следующие стадии:
Профаза 1
Лептотена – начинают конденсироваться хромосомы, имеют вид тонких длинных нитей.
Зиготена – попарное соединение гомологичных хромосом за счёт взаимодействия комплементарных участков ДНК – конъюгация. Пары конъюгирующих хромосом называются бивалентами. Число бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом (23).
Пахитена – в результате усиливающей спирализации хромосомы, происходит тесное взаимное закручивание их в составе каждого бивалента. Хорошо видна её двухроматидная структура. В пахитене происходит кроссинговер – взаимный обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.
Диплотена – начинается процесс расхождения и отталкивания гомологичных хромосом, но они остаются соединенными в некоторых местах, т.е. там где произошел кроссинговер, мостиками – хиазмами.
При образовании овоцита ( в овогенезе) появляется ещё одна стадия –диктиотена. На этой стадии образуются копии генов, идёт активный синтез р-РНК, происходит «разрыхление» хромосом, они приобретают вид «ламповых щеток». В таком состоянии хромосомы остаются до полового созревания женского организма, когда под воздействием гормона происходит завершение мейоза.
Диакинез – происходит дальнейшая спирализация и ещё большее отталкивание хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления – 4с 2п.
Метафаза 1.
Происходит выстраивание бивалентов по экватору, они образуют экваториальную пластинку -4с 2п.
Анафаза 1.
К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, а не хроматиды, как при митозе, причём расхождение носит случайный характер.-4с 2п.
Телофаза 1
Происходит деление цитоплазмы и образование двух клеток – 2с п.
Интерфаза11
Очень не продолжительна и редупликации ДНК не происходит.
Профаза 11 и метафаза 11 происходят так же, как и при митозе.
Анафаза 11
К полюсам расходятся хроматиды, из которых состоят хромосомы- 2с 2п. Причём, хроматиды могут быть различны по генетическим свойствам вследствие произошедшего кроссинговера.
Телофаза11
Происходит образование двух дочерних гаплоидных клеток 1с 1п
Значение мейоза
1.Редукция числа хромосом и количества ДНК в ядре половых клеток.
2.Перекомбинация генетического материала в результате кроссинговера приводит к генетической изменчивости будущего потомства. Перекомбинация – источник комбинативной изменчивости организма, дающий материал для отбора, который действует в ходе эволюции.
Лекция 5
Онтогенез
План
1.Типы и периоды онтогенеза.
2.Особенности строения и типы яйцеклеток.
3.Эмбриональный период, его этапы:
а) образование зиготы
б) дробление
в) образование бластулы, презумптивные зачатки органов у
ланцетника
г) гаструляция
д) гисто - и органогенез
4.Процессы, влияющие на развитие организма. Эмбриональная индукция.
Процессы, влияющие на развитие организма
Эмбриональное развитие позвоночных
План
1. Эмбриональное развитие амфибий.
2. Эмбриональное развитие птиц.
3. Внезародышевые провизорные органы.
Эмбриональное развитие амфибий (земноводных)
У амфибий яйцеклетка умеренно-телолецитальная, то есть содержит много желтка, который находится на вегетативном полюсе.
Эмбриогенез амфибий включает следующие стадии:
1. Зигота.
2. Дробление.
3. Бластула.
4. Гаструла.
5. Гистогенез и органогенез.
Образующаяся в результате оплодотворения зигота дробится полностью, но неравномерно. На анимальном полюсе образуются мелкие бластомеры – микромеры, на вегетативном – крупные клетки – макромеры. Дробление заканчивается образованием амфибластулы, стенка которой – бластодерма, состоит из нескольких рядов клеток, а бластоцель смещена к анимальному полюсу.
Процесс гаструляции начинается в области серого серпа, где возникает серповидная бороздка, представляющая собой зачаток бластопора. Серый серп образуется в плоскости вхождения сперматозоида в яйцо, на границе вегетативного и анимального полушарий.
Гаструляция происходит двумя способами: эпиболией и инвагинацией. Микромеры анимального полюса делятся митозом, образующийся клеточный материал наползает на вегетативный полюс и подворачивается внутрь бластулы через дорсальную губу бластопора. Бластопор разрастается в виде кольца. Клетки, попавшие внутрь, образуют сплошную массу и оттесняют бластоцель. Далее гаструляция происходит путем инвагинации, в результате которой клетки распределяются по внутренней поверхности бластодермы, что приводит к возникновению энтодермы и гастроцели. Образование мезодермы происходит энтероцельным способом.
Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез
План
1.Характеристика постэмбрионального развития.
2.Биологические аспекты старения и смерти. Гипотезы старе-
ния. Клиническая и биологическая смерть.
3.Регенерация органов и тканей, ее виды.
4.Трансплантация.
5.Гомеостаз в живых организмах.
6.Биологические ритмы. Хронобиология
Биологические аспекты старения и смерти. Гипотезы
Паразитизм и его формы
План
1.Взаимодействие живых организмов в биотическом сообществе.
2.Паразитизм.
3.Происхождение паразитизма.
4.Взаимодествия паразита и хозяина.
5.Распространение паразитизма.
Взаимодействие живых организмов в биотическом
Ния
План
1.Генетика как наука. Основные понятия генетики.
2.Моногибридное скрещивание. Правило единообразия гибридов первого поколения.
3.Моногибридное скрещивание. Правило расщепления.
4.Ди- и полигибридное скрещивание. Правило независимого наследования признаков.
5.Анализирующее скрещивание.
Генетика как наука. Основные понятия генетики
Генетика изучает закономерности наследственности и изменчивости, которые относятся к основным свойствам живых организмов.
Наследственностью называется свойство организмов повторять в ряду поколений сходные признаки. Функциональной единицей наследственности является ген, который реализуется в признак.
Изменчивость – это способность организмов приобретать новые признаки – различия в пределах вида.
Наследование - это способ передачи наследственной информации, который может измениться в зависимости от форм размножения.
Основные закономерности наследования были открыты чешским ботаником Грегором Менделем в 1865 году, хотя в то время они не получили признания. Лишь в 1900 году те же закономерности вновь установили независимо друг от друга Гуго де Фриз в Голландии, Корренс в Германии и Чермак в Австрии.
Изучая закономерности наследования, Г. Мендель использовал гибридологический метод, суть которого состоит в следующем:
- скрещивая организмы между собой, он выделял и анализировал наследование по отдельным контрастным или альтернативным признакам (цвет желтый или зеленый),
- был проведен точный количественный учет наследования каждого альтернативного признака в ряду последующих поколений.
- было прослежено не только первое поколение, но и последующие по этому признаку.
Скрещивание, в котором родительские особи анализируется по одной альтернативной паре признаков, называется моногибридным, по двум - дигибридным, по трем и более - полигибридным.
Основные понятия генетики.
В настоящее время установлено, что гены, отвечающие за признаки, находятся в хромосомах. Хромосомы в соматических клетках организма парные или гомологичные. Поэтому за развитие одного признака отвечают два гена. Гены,определяющие развитие одного и того же признака и расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом, называют аллельными. Если в обеих гомологичных хромосомах, в одних и тех же локусах, находятся идентичные аллели гена, то такой организм называется гомозиготным. В потомстве таких организмов не происходит расщепления признаков.
Организм, у которого гомологичные хромосомы несут различные аллели того или иного гена, называется гетерозиготным. В потомстве такие организмы обнаруживают расщепление признаков.
Явление преобладания признака получило название доминирования, а преобладающий признак называется доминантным. Признак, который подавляется, называется рецессивным.
Гены принято обозначать буквами латинского алфавита. Гены, относящиеся к одной аллельной паре, обозначают одной и той же буквой, но аллель доминантного состояния признака - прописной, а рецессивного - строчной. Так в зиготе и в соматических клетках всегда два аллеля одного и того же гена, поэтому генотипическую формулу по любому признаку необходимо записывать двумя буквами.
АА – особь, гомозиготная по доминантному признаку
аа – особь, гомозиготная по рецессивному признаку
Аа – особь гетерозиготная
Рецессивный аллель проявляется только в гомозиготном состоянии, а доминантный – как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии.
Совокупность всех генов в организме называется генотип.Совокупность всех признаков и свойств организма называется фенотип. Фенотип зависит от генотипа и от факторов окружающей среды.
Хромосомная теория наследственности
План
1.Пол как наследственный признак.
2.Определение пола.
3.Наследование признаков, сцепленных с полом и ограниченных полом.
4.Сцепление генов. Опыты и правило Моргана.
5.Основные положения хромосомной теории наследственности.
Хромосомная теория наследственности - раздел генетики о локализации наследуемых факторов в хромосомах клеток.
Суть ее заключается в том, что все признаки и свойства живых организмов определяются генами, расположенными в хромосомах клетки в линейном порядке. Основателем ее явился американский генетик Томас Морган, теория разработана его сотрудниками в начале ХХ века.
Молекулярная генетика
План
1. Этапы развития молекулярной генетики.
2. Генетический код и его свойства.
3. Функционально-генетическая классификация генов.
4. Функциональная активность генов (экспрессия генов).
5. Регуляция экспрессии генов у про - и эукариот.
Молекулярная генетика занимается изучением структурно-функциональной организации генетического аппарата клеток и механизма реализации наследственной информации.
Функционально-генетическая классификация генов
В настоящее время ген рассматривается как единица функционирования наследственного материала. Ген – это участок молекулы ДНК, ответственный за синтез одного полипептида.
Различают три вида генов:
- структурные;
- модуляторы;
- регуляторы.
Структурные гены несут информацию об аминокислотах в белках, ферментах, а также о последовательности нуклеотидов в молекулах р-РНК и т-РНК.
Гены-модуляторы влияют на функционирование структурных генов, могут смещать в ту или иную сторону процесс развития признака. Они подразделяются на:
1)ингибиторы или супрессоры (эпистатичные гены),
2)интенсификаторы – могут повышать способность структурных генов к мутациям,
3)модификаторы – могут влиять на структурные гены по типу комлементарности.
Гены-регуляторы контролируют синтез регуляторных белков, а также время включения различных структурных генов в процессе индивидуального развития.
Свойства генов:
1. Дискретность действия – каждый ген действует как самостоятельная единица наследственности.
2. Стабильность – при отсутствии мутаций ген передается в ряду поколений в неизмененном виде.
3. Специфичность действия – каждый ген влияет на развитие своего определенного признака.
4. Плейотропия – способность одного гена обеспечивать развитие одновременно нескольких признаков (синдром Марфана).
5. Присутствие в виде двух у диплоидных и большего числа аллелей у полиплоидных организмов.
6. Действие гена дозировано, при изменении числа доз гена в организме изменяется признак (например, при болезни Дауна происходит увеличение до трех доз генов 21 хромосомы)
Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот
У прокариот она осуществляется на уровне промотора, оператора
и трансляции.
У эукариот регуляция происходит на всех этапах экспрессии: транскрипции, процессинга и трансляции.
Подробнее остановимся на регуляции экспрессии генов у бактерий.
Изменчивость
План
1.Определение и формы изменчивости: модификационная, комбинативная, мутационная.
2.Мутагенные факторы.
3.Классификация мутаций.
4.Устойчивость и способы репарации генетического материала.
5.Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова.
Классификация мутаций
Различают следующие основные типы мутаций:
1.По способу возникновения их подразделяют на спонтанные и индуцированные.
Спонтанные– происходят под действием естественных мутагенных факторов внешней среды без вмешательства человека. Они возникают в условиях естественного радиоактивного фона Земли в виде космического излучения, радиоактивных элементов на поверхности земли.
Индуцированные мутации вызываются искусственно воздействием определенных мутагенных факторов.
2.По мутировавшим клеткам мутации подразделяются на генеративные и соматические.
Генеративные– происходят в половых клетках, передаются по наследству при половом размножении.
Соматические – происходят в соматических клетках и передаются только тем клеткам, которые возникают из этой соматической клетки. Они не передаются по наследству.
3.По влиянию на организм:
Отрицательные мутации – летальные (несовместимые с жизнью); полулетальные (снижающие жизнеспособность организма); нейтральные (не влияющие на процессы жизнедеятельности); положительные (повышающие жизнеспособность). Положительные мутации возникают редко, но имеют большое значение для прогрессивной эволюции.
4.По изменениям генетического материала мутации подразделяются на геномные, хромосомные и генные.
Геномные мутации – это мутации, вызванные изменением числа хромосом. Могут появляться лишние гомологичные хромосомы. В хромосомном наборе на месте двух гомологичных хромосом оказываются три – это трисомия. В случае моносомии наблюдается утрата одной хромосомы из пары. При полиплоидии происходит кратное гаплоидному увеличение числа хромосом. Еще один вариант геномной мутации – гаплоидия, при которой остается только одна хромосома из каждой пары.
Хромосомныемутации связаны с нарушением структуры хромосом. К таким мутациям относятся утраты участков хромосом (делеции), добавление участков (дупликация) и поворот участка хромосом на 180° (инверсия).
Генныемутации, при которых изменения происходят на уровне отдельных генов, т.е. участков молекулы ДНК. Это может быть утрата нуклеотидов, замена одного основания на другое, перестановка нуклеотидов или добавление новых.
Методы изучения генетики человека
План
1.Генеалогический метод.
2.Близнецовый метод.
3.Метод дерматоглифики.
4.Цитогенетический метод.
5.Метод гибридизации соматических клеток.
6.Онтогенетический метод.
7.Популяционно-статистический метод.
8.Метод моделирования.
9.Иммунологический метод.
10.Биохимический метод.
Основы медицинской генетики. Наследственные болезни
План
1. Классификация наследственных болезней.
2. Характеристика генных болезней.
3. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями аутосом.
4. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом.
Классификация наследственных болезней
Следует различать врожденные и наследственные заболевания. Наследственные болезни называются так потому, что они вызываются повреждением наследственного аппарата, а не потому что они наследуются из поколения в поколение. Врожденные болезни – это все болезни, которые имеются у ребенка в момент рождения. Причиной их могут быть вирусные и бактериальные инфекции, отравление плода алкоголем, курением и др. Под действием этих факторов могут развиваться точно такие же пороки, как и при действии мутантных генов. Такие копии наследственных заболеваний называют фенокопиями. Мутации, происходящие в разных генах, могут привести к образованию одинаковых фенотипических признаков, называемых генокопиями.
По уровню вовлечения наследственного материала наследственные болезни делят на генные и хромосомные.
1. Генные или молекулярные болезни в свою очередь подразделяют на:
1)моногенные болезни, возникающие при мутациях, затронувших один ген, хотя мутация может захватывать более обширные участки ДНК. Моногенные болезни классифицируют по типу передачи потомкам признака, и они наследуются по законам Менделя:
а) аутосомно-доминантные;
б) аутосомно-рецессивные;
в) доминантные, сцепленные с Х-хромосомой;
г) рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой;
д) сцепленные с У-хромосомой.
2).полигенные или мульфакториальные, возникающие при взаимодействии нескольких генов и неблагоприятных условий среды. Эти болезни еще называют болезнями с наследственной предрасположенностью (атеросклероз, аллергические заболевания, псориаз, сахарный диабет, шизофрения и др.)
2. Хромосомные болезни могут быть обусловлены изменением числа хромосом (анэуплоидией) и структуры хромосом (хромосомными аберрациями).
Теория эволюции
План
1. Теория эволюции Ж.Б Ламарка.
2. Теория эволюции Ч.Дарвина.
3.. Микроэволюция. Критерии и структура вида. Популяция.
4. Факторы эволюции: мутационный процесс, популяционные волны, дрейф генов, изоляция, естественный отбор.
5. Образование новых видов.
6. Механизм микроэволюционного процесса.
Антропогенез
План
1.Концепция животного происхождения человека.
2.Отличия человека от животных.
3.Эволюция человека:
- стадия предшественников
- стадия архантропов
- стадия палеоантропов
- стадия неоантропов
4.Движущие факторы антропогенеза.
– Конец работы –
Используемые теги: Введение, науку, Биология0.046
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Введение в науку биология
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов