рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Биология курс лекций для студентов, обучающихся на русском языке

Биология курс лекций для студентов, обучающихся на русском языке - раздел Биология, Госуд...


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рязанский государственный медицинский университет

им.акад. И.П.Павлова

Федерального агентства по здравоохранению и социальному

развитию»

 

Биология

курс лекций для студентов,

обучающихся на русском языке

 

 

Рязань

 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рязанский государственный медицинский университет

им.акад. И.П.Павлова

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

 

Кафедра гистологии и биологии

 

 

Калыгина Т.А. Брызгалина Л.И. Шутов В.И.

 

Биология

обучающихся на русском языке   Рязань

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.

 

Методы изучения биологии

Основными методами, которые используются в биологических науках, являются:

1)наблюдение и описание – самый старый (традиционный) метод биологии. Этот метод широко используется и в наше время (в зоологии, ботанике, цитологии, экологии и др.)

2)сравнение, т.е. сравнительный метод дает возможность найти сходства и различия, общие закономерности в строении организмов.

3)опыт или эксперимент. Например, опыты Г.Менделя или работы И.П.Павлова в физиологии.

4)моделирование – создание определенной модели или процессов и их изучения. Например, моделирование условий и процессов (недоступных наблюдению) происхождения жизни.

5)исторический метод – изучение закономерности появления и развития организмов

 

Основные свойства живого

Специфическая организация. Живые организмы обладают необходимыми структурами, обеспечивающими их… Специфическая организация живых существ проявляется и в особенности химического состава. Из химических элементов…

Уровни организации живых существ

Молекулярно генетический. Биология начинается с молекулярного уровня, т.к. атомный уровень не несет… Клеточный.

Клетка– элементарная структурная единица живого организма

План

1.Клеточная теория.

2.Строение клетки.

3.Эволюция клетки.

Клеточная теория.

Основные положения клеточной теории: 1)Клетка является структурной и функциональной единицей всего живого. Все… 2)Все клетки в основном сходны по химическому составу и обменным процессам.

Строение клетки

- прокариоты - эукариоты К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Прокариоты от эукариот отличаются следующим: у них нет…

Наружная клеточная мембрана

1 – полярная головка молекулы фосфолипида 2 – жирнокислотный хвост молекулы фосфолипида 3 – интегральный белок

Эволюция клетки

1.Химический. 2.Биологический. Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых…

Строение ядра. Деление клетки

План

1.Строение и функции клеточного ядра.

2.Хроматин и хромосомы.

3.Клеточный и митотический циклы клетки.

4.Пролиферация клеток.

Строение и функции клеточного ядра.

Ядро – обязательная часть эукариотической клетки. Главная функция ядра – хранение генетического материала в форме ДНК и передача ее дочерним клеткам… Большинство клеток имеет одно ядро, обычно округлой формы, реже неправильной… Размеры ядра колеблются от 1мкм (у некоторых простейших) до 1мм (в яйцеклетках рыб, земноводных).

Хроматин и хромосомы

Хроматин и хромосомы взаимно переходят друг в друга. По химической организации как хроматин, так и хромосомы не отличаются. Химическую основу… Спирализованные участки хроматина называются гетерохроматин, а… Гетерохроматин – неактивный участок хроматина, здесь не происходит транскрипции.

Клеточный (или жизненный) и митотический циклы клетки

Жизненный цикл клетки

  G1 – пресинтетический период S – синтетический период

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 чивается 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.

 

Пролиферация клеток

Гормональные механизмы – дистантные регуляторы пролиферации на организменном уровне. Например, уровень эритроцитов в высокогорных районах повышается… Кроме того, существуют гипотезы о причинах, побуждающих клетку делиться.… - объемная – клетка, достигнув определенного объема, делится. Изменяются ядерно–цитоплазматические отношения (от 1/6…

Размножение организмов

План

1. Формы размножения живых организмов.

2. Гаметогенез.

3. Мейоз.

 

Формы размножения живых организмов

Бесполое размножение способствует сохранению наибольшей приспособленности в неменяющихся условиях обитания, т.к. образуются генетически точные копии… Формы бесполого размножения 1. Деление клетки надвое характерно для одноклеточных организмов (простейших, бактерий).

Гаметогенез

Гаметогенез-развитие половых клеток - гамет. Развитие мужских половых клеток называется - сперматогенез, а женских – овогенез.

 

Сперматогенез

Cellules germinales primordiales – первичная зародышевая клетка, Mitose-…  

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.

 

Типы и периоды онтогенеза

Различают 3 типа онтогенеза: 1. Прямое развитие (неличиночное) характерно для рыб, рептилий, птиц. 2. Непрямое развитие (личиночное). Личиночный тип развития сопровождается метаморфозом, который характеризуется…

Особенности строения и типы яйцеклеток

Принципиальных различий в строении яйцеклетки и соматических клеток не существует: они имеют ядро, цитоплазму, органоиды, включения. Вместе с тем, яйцеклетка имеет ряд особенностей, отличающих её от соматических… а) содержат гаплоидный набор хромосом;

Эмбриональный период развития, его этапы

Период эмбрионального развития наиболее сложен у высших животных и состоит из нескольких этапов: 1.Образование зиготы 2.Дробление

Дробление у хордовых животных

А – ланцетник (полное равномерное) Б – амфибии (полное неравномерное) В – птицы (неполное дискоидальное)

Гистогенез и органогенез

На этом этапе эмбрионального развития выделяют две фазы. 1.Нейруляция – образование осевых органов: нервной трубки, хорды. Зародыш на…  

Процессы, влияющие на развитие организма

Эмбриональная индукция

Эмбриогенез в целом определяется наследственным аппаратом клеток (как уже говорилось, в ходе онтогенеза реализуется наследственная информация) Зародыш развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы… Эти взаимодействия и являются движущими силами эмбриогенеза.

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.

 

Эмбриональное развитие птиц

В результате оплодотворения образуется одноклеточный зародыш – зигота, для которой характерно неполное, неравномерное дробление. В результате такого… Стадию гаструляции у птиц можно разделить на два этапа. Первый этап… На втором этапе гаструляции в области зародышевого щитка происходит образование презумптивных зачатков: первичной…

Внезародышевые провизорные органы

1. Желточный мешок впервые появляется у рыб и функционирует у пресмыкающихся и птиц. В образовании стенки желточного мешка принимает участие… а) в стенке образуются кровеносные сосуды, которые соединяются с кровеносной… б) содержит запасы питательного вещества – желтка, то есть выполняет трофическую функцию;

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

 

Характеристика постэмбрионального развития

Продолжительность постэмбрионального онтогенеза у организмов разных видов колеблется от нескольких дней до нескольких десятков лет и является… Постэмбриональный онтогенез у всех живых существ подразделяется на следующие… 1) Ювенильный (дорепродуктивный) – от рождения до полового созревания.

Биологические аспекты старения и смерти. Гипотезы

Старания. Клиническая и биологическая смерть

Старость – это заключительный естественный этап онтогенеза, заканчивающийся смертью. Наука о старости – геронтология. Она изучает основные закономерности старения,… Задача геронтологии состоит не только в том, чтобы продлить жизнь человека, но и дать возможность людям старших…

Регенерация органов и тканей, её виды

Различают два вида регенерации: - физиологическую - репаративную

Трансплантация

Организм, от которого берут материал для пересадки, называют донором, а тот, которому производят пересадку – реципиентом. Пересаживаемую ткань или… Различают: 1. Аутотрансплантацию.

Гомеостаз в живых организмах

Несмотря на значительные колебания среды, живой организм сохраняет себя как отдельную биологическую единицу, которая отличается постоянством… Выделяют различные виды гомеостаза: -структурный;

Биологические ритмы. Хронобиология

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. К физиологическим относят, например, ритмы давления, биения сердца, частота дыхания. К экологическим относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные… Суточным колебания подвержены, например, ритм клеточных делений; содержания различных веществ в тканях и органах:…

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

Сообществе

Сообщества состоят из продуцентов, микроконсументов и макроконсументов и редуцентов. В пределах этих групп могут доминировать один или несколько… Можно выделить следующие взаимоотношения между организмами: отрицательные:… комменсализм – сожительство выгодное для одного вида и безразличное для другого. Например, в каждой раковине моллюсков…

Паразитизм

Паразитов подразделяют: 1) по месту обитания на: эктопаразитов – паразитирующих на покровах тела (клопы, комары),

Происхождение паразитизма

Большая часть эктопаразитов происходит из хищников. Среди клопов, виды рода Reduvius являются свободно живущими хищниками, поедающими насекомых.… Такая форма паразитизма как кровепаразитизм-явление вторичное, возникшее из… Паразитизм внутренний в ряде случаев произошёл от эктопаразитизма. Например, у пеликана клещ пухоед мигрировал с…

Взаимодействия паразита и хозяина

Паразиты оказывают на хозяина: 1) механическое воздействие, повреждая те или иные органы (давление… 2) отнимают пищу у хозяина (аскарида);

Распространение паразитизма

Организм хозяина представляет для паразита среду первого порядка, а среда второго порядка – это окружающая среда, организм паразита сообщается… Живые организмы создали возможность возникновения и эволюции паразитизма: жить… Исходя из этого, почти все живущие на Земле виды организмов имеют своих паразитов, видимо, близки к истине утверждения…

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.

 

Моногибридное скрещивание

Опыты по скрещиванию записывают в виде схем: А – ген желтой окраски а – ген зеленой окраски

Правило расщепления. Второй закон Менделя

 

Если скрестить гибриды первого поколения между собой, во втором поколении появляются особи, как с доминантными, так и с рецессивными признаками, т.е. возникает расщепление в определенном численном соотношении. В опытах с горохом желтых семян оказывается в три раза больше, чем зеленых. Эта закономерность получила название второго закона (правило) Менделя, или закона (правило) расщепления.

Р ♀ Аа х ♂ Аа

ж ж

G (А) (а) (А) (а)

F2 АА; Аа, Аа; аа

желтые зеленые

Расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу 1АА:2Аа:1аа

Второй закон (правило) Менделя: при скрещивании двух гетерозиготных особей, анализируемых по одной альтернативной паре признаков (т.е. гибридов), в потомстве ожидается расщепление по фенотипу 3:1 и по генотипу 1:2:1.

Ди- и полигибридное скрещивание. Третий закон Менделя

А – ген желтого цвета а – ген зеленого цвета

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.

Пол как наследственный признак

Одним из признаков у многих живых организмов является пол (мужской и женский).

Пол - это совокупность морфологических, физиологических, биохимических и поведенческих признаков организма, которые обуславливают репродукцию (воспроизведение).

Пол - это генетически обусловленный признак, т.е. пол зародыша определяется генетическими механизмами - комбинацией половых хромосом. Половые хромосомы определяют первичные половые признаки.

Под их влиянием формируются половые железы (семенники и яичники), выделяющие мужские и женские половые гормоны. Половые гормоны определяют развитие вторичных половых признаков того или другого пола и проявляются у организмов в период полового созревания (у человека в 12 - 15 лет). Вторичные половые признаки - различие в размерах и пропорциях тела, тембр голоса, степень развития волосяного покрова и др.

 

 

Определение пола

У человека и млекопитающих женские особи имеют в кариотипе две Х - хромосомы (ХХ), а мужские Х- и У- хромосомы. Женские особи являются… У птиц и бабочек гетерогаметным полом является женский пол, а гомогаметными -… У некоторых клопов, жуков самки имеют состав половых хромосом ХХ, самцы же несут всего одну из них - (ХО).

Наследование признаков, сцепленных с полом и ограниченных полом

Если ген находится в У-хромосоме, то он наследуется у человека, млекопитающих - от отца к сыну, а у птиц - от матери к дочери. Если ген располагается в Х-хромосоме, наследование будет более сложным.… При скрещивании гомозиготной красноглазой самки с белоглазым самцом в F1 все потомство красноглазое.

Сцепление генов. Опыты и правило Моргана

Для любого организма характерно видовое постоянство хромосом в кариотипе. Генов, определяющих признаки, у организмов намного больше, чем хромосом.… Гены, локализованные в одной хромосоме, образуют группы сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

Основные положения хромосомной теории наследственности

- носителями наследственной информации являются хромо- сомы и расположенные в них гены, - гены расположены в хромосоме в линейном порядке друг за

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.

 

Этапы развития молекулярной генетики

1). В 20-40 гг. ХХ века было установлено, что носителем наследственной информации в клетке является молекула ДНК, а не белок, как считали раньше.… Данные о видовой специфичности строения ДНК получены в начале 50-х годов… Трансформация у бактерий – это передача от одной бактериальной клетки другой наследственного материала. В 1928 году…

Генетический код и его свойства

Генетический код – это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в молекуле ДНК.

Свойства генетического кода:

1.Код триплетен – каждая аминокислота зашифрована последовательностью трех нуклеотидов, называемых триплетом или кодоном.

2.Код вырожден – каждая аминокислота кодируется более чем одним кодоном. (Исключения – аминокислоты метионин и триптофан. Они кодируются одним кодоном.)

3.Код универсален – одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты у всех организмов.

4.Генетический код не перекрывающийся – триплеты нуклеотидов не перекрывают друг друга. У некоторых вирусов обнаружено перекрывание, но это исключение.

5.Имеются стартовый и терминальный кодоны. Стартовый – единый для всех – АУГ. Терминальный трех видов – УАГ, УАА, УГА.

 

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)

 

Функциональная активность генов или экспрессия генов

Экспрессия генов заключается в синтезе на молекуле ДНК молекулы и-РНК, комлементарной ей (или транскрипции – переписывание, считывание биологической… За геном промотором находятся гены-операторы, которые связывают регуляторные… Информативная зона состоит из структурных генов, располагающихся за генами операторами. Структурные гены эукариот…

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.

 

 

Регуляция экспрессии генов у прокариот

Схема регуляции транскрипции структурных генов прокариотической клетки по типу репрессии Схема регуляции транскрипции структурных генов прокариотической клетки по типу индукции

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.

 

Определение и формы изменчивости

Изменчивость - свойство организмов приобретать новые признаки и особенности индивидуального развития под влиянием факторов среды. Изменчивость - один из важнейших факторов эволюции, обеспечивающих все… Различают два вида изменчивости:

Мутагенные факторы

1. Физические; 2. Химические; 3. Биологические.

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.

 

Устойчивость и репарация генетического материала

Устойчивость к изменениям генетического материала обеспечивается: 1. Диплоидным набором хромосом. 2. Двойной спиралью ДНК.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова

Можно сказать, что у родственных видов, имеющих общее происхождение возникают сходные мутации. Одни и те же болезни встречаются у животных и у человека. Так, например,… Закон гомологических рядов позволяет предвидеть возможность появления мутаций, которые могут быть использованы в…

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.

Генеалогический метод

Генеалогический метод или изучение родословных предусматривает прослеживание признака в семье или роду с указанием типа родственных связей между… 1) для установления наследственного характера признака, 2) при определении типа наследования и пенетрантности генотипа,

Близнецовый метод исследования

Разнояйцовые близнецы развиваются из разных яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Генетически они различаются как братья и сестры… При помощи близнецового метода можно изучить: 1) Роль наследственности и среды в формировании физиологических и патологических особенностей организма. В частности,…

Метод дерматоглифики

Оказалось, что у каждого народа, у каждой расы, у каждого человека рисунки имеют свои особенности, и на ладонях они строго индивидуальны. На это… Дерматоглифические исследования имеют важное значение в криминалистике, в… Ладонный рельеф очень сложен. В нем выделяют ряд полей, подушечек и ладонных линий. Подушечек на ладони 11, их делят…

Цитогенетический метод

Этот метод позволяет с помощью микроскопа исследовать структуры клетки – хромосомы. С помощью метода микроскопии изучен кариотип организма человека (хромосомный набор клеток организма). Установлено, что многие заболевания и дефекты развития связаны с нарушением числа хромосом и их строения. Этот метод позволяет изучить также действие мутагенов на состав и строение хромосом. Цитогенетический метод связан с временными культурами тканей (обычно лейкоцитов) и получением метафазных ядер с укороченными, утолщенными хромосомами, деление которых останавливают на стадии метафазной пластинки колхицином. Если в кариотипе изучаются половые хромосомы, то этот метод позволяет исследовать половой хроматин в соматических клетках.

 

Гибридизация соматических клеток

Прослеживание за наличием биохимического генетического маркера в гибридных клонах по мере элиминации хромосом человека может привести к обнаружению… Этим методом была установлена локализация гена фосфоглицераткиназы в длинном… 1) локализацию гена

Онтогенетический метод

В морфогенетический период изменение активности генов происходит по двум типам: 1)включение и выключение генов 2)усиление и ослабление действия генов

Популяционно-статистический метод исследования

Представляет собой метод математического подсчета тех или иных генов и соответствующих признаков в определенных популяциях. Теоретической основой данного метода является закон Харди-Вайнберга.

Этим методом установлено, что все гены человеческой популяции по частоте встречаемости можно разделить на 2 категории:

1)имеющие универсальное распространение, к которым относится большинство генов. Например, ген дальтонизма, имеющийся у 7%мужчин и более чем у 13%женщин. Ген амавротической идиотии, встречающийся у населения Европы с частотой 4 на 10 000 населения.

2)гены, встречающиеся преимущественно в определенных районах. Например, ген серповидно-клеточной анемии распространен в странах, где свирепствует малярия. Ген врожденного вывиха бедра, имеющий высокую концентрацию у аборигенов северо-востока нашей страны.

 

Метод моделирования

Биологическая модель наследственного заболевания на животном часто является более удобной для исследования, чем больной человек. Оказалось, что у… Моделирование мышечной дистрофии у мышей, хомяков и кур дало возможность… Начальные механизмы галактоземии были выяснены на модели кишечной палочки. И у человека, и у бактерий неспособность…

Иммунологический метод исследования

В начале ХХ столетия К.Ландштейнер и Я.Янский показали, что в зависимости от характера реакций между эритроцитами и плазмой крови, всех людей можно… Группы крови определяются антигенами, содержащими липидную и белковые фракции,… Всего сейчас известно 14 систем эритроцитарных групп крови, в которые входят более 100 различных антигенов. В системе…

Биохимический метод

Позволяет, с одной стороны, изучить количество ДНК в клетках человека в норме и патологии, с другой – определять наследственные дефекты обмена веществ при помощи:

1)определения аномального белка (структурных белков или ферментов), которые образуются в результате биохимических реакций;

2)определения промежуточных продуктов обмена, которые появляются вследствие генетического блока прямой реакции обмена.

Например, при фенилкетонурии аминокислота фенилаланин не превращается в тирозин. Происходит увеличение её концентрации в крови и уменьшение концентрации тирозина. Фенилаланин при этом превращается в фенилпировиноградную кислоту и ее производные – фенилмолочную, фенилуксусную и фенилацетилглутаминовую.

Эти соединения обнаруживают в моче больного при помощи хлорного железа FeCl3 или 2,4 – динитрофенилгидразина.

 

Лекция14

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).

 

Генные болезни

2) Аутосомно-рецессивный тип наследования. Мутантный ген при этом типе наследования проявляется только в гомозиготном… Галактозэмия – нарушение углеводного обмена из-за дисфункции печени. Не активен фермент, превращающий галактозу в…

Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями аутосом

Хромосомные болезни клинически выражаются множественными врожденными пороками развития. Большинство хромосомных мутаций являются возникающими заново… Аномалии аутосом. Трисомия 8. У больных отмечается неглубокая умственная отсталость и физическое недоразвитие. Типичным проявлением…

Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом

Половые хромосомы являются главными носителями генов, контролирующих развитие пола, поэтому их численные или структурные нарушения определяют… Полисомии по половым хромосомам разнообразны: они различаются числом… ХХХ (47) – трисомия Х. Рождаются девочки, часто по внешнему виду они не отличаются от здоровых. Большинство больных…

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.

 

Теория эволюции Ж.Б.Ламарка

Первый закон гласит: «У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа… Второй закон гласит: «Все, что природа заставила особей приобрести или… Всякий непредубежденный человек должен согласиться, что по своему содержанию интересующий нас второй закон Ламарка…

Теория эволюции Ч.Дарвина

Теория эволюции путем естественного отбора основана на следующих положениях. Во-первых, для живого характерно наличие изменчивости, причем для… Во-вторых, для организмов характерно размножение в геометрической прогрессии.… Дарвин выделил три формы борьбы за существовании: внутривидовая (взаимоотношения между особями разного пола, между…

Микроэволюция. Критерии и структура вида. Популяция

Критерии и структура вида Видом называется совокупность особей, характеризующихся общим происхождением,… Существует ряд общих особенностей – критериев вида. Ни один из критериев не является абсолютным, однако их комплекс…

Факторы эволюции

- Мутационный процесс Постоянная мутационная изменчивость и комбинации при скрещиваниях дают новые… -Популяционные волны. Дрейф генов

Образование новых видов

Вид считается качественным этапом эволюционного процесса, так как он является наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой… Аллопатрическое или географическое видообразование связано с пространственной… Видообразование путем фрагментации ареала материнского вида прослеживается на примере возникновения видов ландыша.…

Механизм микроэволюционного процесса

Элементарные эволюционные факторы (мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор) воздействуют на элементарный эволюционный материал (мутации) на уровне элементарной эволюционной структуры (популяции) и вызывают в ней элементарные эволюционные явления (стойкие и длительные изменения генофонда популяции). В случае жесткой изоляции это может привести к образованию нового кариотипа, что и будет свидетельствовать об образовании нового вида.

 


Лекция 16

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.

 

Концепция животного происхождения человека

В настоящее время в пользу концепция животного происхождения человека служит ряд доводов, наиболее важными из которых являются следующие: 1. Для человека характерны все черты, присущие типу Хордовые, в частности; а) билатеральная (двусторонняя) симметрия в строении тела,

Отличия человека от животных

Человек имеет существенные отличия от животных, на что также обращали внимание еще древние, например Анаксагор (500-428 гг. до н. э.) и Сократ… Современные представления относительно отличий человека от животных… Среди других отличительных признаков человека следует назвать особенности челюстей, а также строение и расположение…

Движущие факторы антропогенеза

Антропогенез - происхождение человека и становление его как вида в процессе формирования общества. Человек имеет ряд специфических черт, отличающих… 1 Человек — существо социальное и живет не только, по биологическим законам,… 2.Человек владеет членораздельной речью и передает с ее помощью свой опыт.

– Конец работы –

Используемые теги: Биология, курс, лекций, студентов, обучающихся, русском, языке0.128

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Биология курс лекций для студентов, обучающихся на русском языке

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Курс русской истории Лекции I—XXXII Курс русской истории – 1 КУРС РУССКОЙ ИСТОРИИ Лекции I—XXXII Василий Осипович Ключевский
Курс русской истории Лекции I XXXII... Курс русской истории...

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПОЛИТОЛОГИИ Для студентов 2-4 курсов всех форм обучения, всех специальностей
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО... ХОЗЯЙСТВА... КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ПОЛИТОЛОГИИ Для студентов курсов всех форм обучения...

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

Два объекта истории русского языка: живой язык диалектный и литературный язык
Новые общественные функции приобретает русский язык по мере сложения новой исторической общности советского народа он становится межнациональным... Современный период... Горшкова Хабургаев ИГРЯ...

КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине Железобетонные конструкции Курс лекций. Для специальностей «Архитектура» и «Промышленное и гражданское строительство»
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ... ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...

Конспект лекций по курсу Алгоритмические языки и программирование Основы языка С++
Пермский Государственный технический университет... Кафедра информационных технологий и автоматизированных... Викентьева О Л...

МАСТЕРСКАЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПСИХОЛОГА КУРС ЛЕКЦИЙ Введение в общую психодиагностику. Курс лекций
ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ... МАСТЕРСКАЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПСИХОЛОГА...

Курс офтальмологии КУРС ЛЕКЦИЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ 1. Введение. Офтальмология и ее место среди других медицинских дисциплин. История офтальмологии. Анатомо-физиологические особенности органа зрения. 2. Зрительные функции и методы их исследования
Курс офтальмологии... КОРОЕВ О А...

Базовый курс лекций предназначенный для студентов, обучающихся по специальности "ТПППЖ" и «Ветеринарная медицина»
ЛНАУ... РАЗВЕДЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ...

Курс русской истории Лекции I—XXXII КУРС РУССКОЙ ИСТОРИИ Лекции I—XXXII ЛЕКЦИЯ I Научная задача изучения местной истории
Все книги автора... Эта же книга в других форматах... Приятного чтения...

0.057
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам