Контрольная работа по "Биологии "

Контрольная работа по биологии №1.

Вариант 12. 

1. Генетический  код, его свойства.

      Благодаря процессу транскрипции в клетке осуществляется передача информации от ДНК к белку: ДНК - и-РНК - белок. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК и в и-РНК, заключена в последовательности расположения нуклеотидов в молекулах.

      Такой перевод осуществляется с помощью  генетического кода. Код, или шифр,- это система символов для перевода одной формы информации в другую.

      Генетический  код - это способ, с помощью которого информация о строении белка записана в ДНК.

      Генетический  код - это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью  последовательности расположения нуклеотидов  в информационной РНК.

      Свойства  генетического кода:

      1. Код триплетен. В состав РНК входят 4 нуклеотида: А, Г, Ц, У. Природа создала трехбуквенный, или триплетный, код. Это означает, что каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью трех нуклеотидов, называемых триплетом или кодоном. Из 4 нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждой (4*4*4=64).

      2. Код вырожден: каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами (аминокислот всего 20, а триплетов, кодирующих аминокислоты - 61). Это означает, что каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном (от двух до шести). Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан, каждая из которых кодируется только одним триплетом.

      3. Код однозначен. Каждый кодон  шифрует только одну аминокислоту.  4. Между генами имеются "знаки препинания". На языке генетической информации так называемым абзацем являются оперон и комплементарная ему и-РНК. Каждый ген в опероне кодирует одну полипептидную цепочку - фразу. Так как в ряде случаев по матрице и-РНК последовательно создается несколько разных полипептидных цепей, они должны быть отделены друг от друга. Для этого в генетическом коде существуют три специальные триплета - УАА, УАГ, УГА, каждый из которых обозначает прекращение синтеза одной полипептидной цепи. Таким образом, эти триплеты выполняют функцию знаков препинания. Они находятся в конце каждого гена. Внутри гена нет "знаков препинания".

      6. Код универсален. Генетический  код един для всех живущих  на Земле существ. У бактерий  и грибов, пшеницы и хлопка, рыб  и червей, лягушки и человека  одни и те же триплеты кодируют  одни и те же аминокислоты.  

2. Эмбриональное  развитие организма. Гаструляция.  Способы образования ранней гаструлы. Способ образования мезодермы.

      Деление, рост и дифференцировка оплодотворенного яйца, в результате которых образуется такая сложная и совершенная  система, как взрослое животное или растение, - это, несомненно, одно из самых удивительных биологических явлений. В каждом новом индивидууме с необычайной точностью воспроизводятся все детали строения взрослого организма, а многие органы даже начинают функционировать еще в период своего формирования.  
    Процессы дробления яйца, образования бластулы и гаструляция происходят в самых общих чертах одинаково почти у всех многоклеточных животных. Дальнейшее развитие может протекать совершенно по-разному у животных, принадлежащих к разным типам, но довольно сходно у родственных между собой форм.

      Развитие  новой особи начинается с образования  яйцеклеток и сперматозоидов у представителей родительского поколения. В процессе гаметогенеза в результате мейоза число  хромосом в гаметах уменьшается  вдвое - происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное; поэтому гены, которые окажутся объединенными в новых особях и будут управлять их развитием, отбираются случайно. Яйцеклетка растет и накапливает в своей цитоплазме разнообразные вещества, за счет которых будет существовать оплодотворенное яйцо на ранних стадиях развития. Сперматозоид созревает и превращается из сферической клетки в гамету, приспособленную к активному движению, что дает ей возможность приблизиться к яйцу и оплодотворить его.

      Второй  этап развития - оплодотворение яйца - начинается с различных процессов, обеспечивающих встречу родительских особей и одновременное выделение ими гамет, после чего сперматозоид проникает в яйцеклетку и наступает активация оплодотворенного яйца, которое начинает развиваться. Процесс активации иногда сопровождается значительными перемещениями различного органообразующего материала в цитоплазме яйца. 
    На третьем этапе развития оплодотворенное яйцо претерпевает ряд быстро следующих друг за другом митотических делений - так называемое дробление. В результате дробления получается либо сплошная масса клеток, либо полый клеточный шарик - бластула, полость которой (бластоцель) окружена одним слоем клеток - бластодермой. Во время делений дробления размеры эмбриона не увеличиваются, а образующиеся клетки (бластомеры) становятся с каждым делением все меньше. Поскольку энергию для процесса дробления доставляет расщепление гликогена и других питательных веществ, запасенных в цитоплазме яйца, общая масса бластулы (ее сухая масса) может даже уменьшиться по сравнению с массой неоплодотворенной яйцеклетки. 
    Четвертая стадия - гаструляция - приводит к образованию из однослойной бластодермы двух или нескольких слоев клеток, так называемых зародышевых листков. Процесс гаструляции характеризуется важными, клеточными преобразованиями, такими, как направленные перемещения групп и отдельных клеток, избирательное размножение и сортировка клеток, начало цитодифференцировки и индукционных взаимодействий. Тело высшего животного состоит из ряда различных тканей и органов; все они ведут свое происхождение от трех зародышевых листков; эктодермы, мезодермы и энтодермы. Из наружной эктодермы образуются эпидермис кожи и нервная система; внутренний слой - энтодерма - образует выстилку желудочно-кишечного тракта и пищеварительные железы, и, наконец, средний слой - мезодерма - дает начало мышцам, сосудистой системе, выстилке целомической полости, органам размножения и выделительной системе, а также костной и хрящевой тканям, из которых состоит скелет.

      Развитие  среднего зародышевого листка, представляющего  собой хордомезодерму, является эволюционным усложнением фазы гаструляции у позвоночных и связано с ускорением у них развития на ранних стадиях эмбриогенеза. У более примитивных хордовых животных, таких, как ланцетник, хордомезодерма обычно образуется в начале следующей после гаструляции фазы — органогенезе. Смещение времени развития одних органов относительно других у потомков по сравнению с предковыми группами является проявлением гетерохронии. Изменение времени закладки важнейших органов в процессе эволюции встречается не редко.

      В процессе гаструляции часть бластодермы  уходит вглубь и оказывается внутри той части бластодермы, которая  остается на поверхности. Эта наружная часть становится эктодермой, а из ушедшего внутрь материала образуются энтодерма и мезодерма. Клетки будущих  энтодермы и мезодермы могут  погружаться вглубь в результате впячивания (инвагинации) одного участка бластодермы. Таким путем из простого клеточного шарика образуется мешочек с двойными стенками, называемый гаструлой; соответственно процесс его образования называется гаструляцией. Отделение мезодермы от энтодермы внутри гаструлы происходит у различных животных совершенно разными способами. Полость двустенной гаструлы, образовавшейся путем инвагинации, называется архентероном (полостью первичной кишки), а отверстие, ведущее из нее наружу, - бластопором.

      Гастроцель (или часть его) становится полостью пищеварительного тракта. Бластопор  превращается у кишечнополостных в  ротовое отверстие, а у иглокожих и хордовых - в анальное отверстие. У моллюсков, кольчатых червей и членистоногих бластопор разделяется на два отверстия, одно из которых образует рот, а другое - анус. Средняя часть пищеварительного тракта образуется из энтодермы, но на обоих его концах, ротовом и анальном, эктодерма впячивается внутрь и сливается с энтодермой. Таким образом, самый передний участок пищеварительного тракта (ротовая полость, или stomodeum) и самый задний его участок (proctodeum), примыкающий к анальному отверстию, выстланы не энтодермой, а эктодермой. 
    Образование ранней гаструлы происходит следующими способами. Выделяют четыре разновидности направленных в пространстве перемещений клеток, приводящих к преобразованию зародыша из однослойного в многослойный.

      Инвагинация - впячивание одного из участков бластодермы внутрь целым пластом. У ланцетника впячиваются клетки вегетативного полюса, у земноводных инвагинация происходит на границе между анимальным и вегетативным полюсами в области серого серпа. Процесс инвагинации возможен только в яйцах с небольшим или средним количеством желтка.

      Эпиболия - обрастание мелкими клетками анимального полюса более крупных, отстающих в скорости деления и менее подвижных клеток вегетативного полюса. Такой процесс ярко выражен у земноводных.

      Деламинация - расслоение клеток бластодермы на два слоя, лежащих друг над другом. Деламинацию можно наблюдать в дискобластуле зародышей с частичным типом дробления, таких, как пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие млекопитающие. Деламинация проявляется в эмбриобласте плацентарных млекопитающих, приводя к образованию гипобласта и эпибласта.

      Иммиграция  - перемещение групп или отдельных клеток, не объединенных в единый пласт. Иммиграция встречается у всех зародышей, но в наибольшей степени характерна для второй фазы гаструляции высших позвоночных.

      В каждом конкретном случае эмбриогенеза, как правило, сочетаются несколько  способов гаструляции.

      Следующий этап развития - это органогенез в процессе которого три зародышевых листка разделяются на массы клеток меньшего объема, предназначенные для построения различных органов и частей тела взрослого животного. Каждый орган закладывается в виде эмбрионального зачатка - группы клеток, обособленных от остальных клеток зародыша. За органогенезом следуют рост и дифференцировка клеток в зачатках отдельных органов, и в конце концов клетки приобретают те структурные, химические и физиологические особенности, благодаря которым они могут выполнять те или иные специфические функции, так что развивающийся организм становится способным к независимому существованию. 
    У некоторых животных молодой организм, вышедший из яйца, представляет собой просто миниатюрную копию взрослого животного, то есть отличается от него только размерами; у других животных детеныш лишен некоторых органов, то есть отличается от взрослого организма не только размерами, но и морфологией, и, наконец, иногда детеныш, вылупляющийся из яйца, обладает специальными органами, отсутствующими у взрослой формы, но необходимыми молодому организму в связи с его особым образом жизни. Такого рода молодой организм, называемый личинкой, может вести совершенно иной образ жизни, нежели взрослая форма. В конце концов личинка претерпевает метаморфоз - строение ее тела относительно быстро и довольно существенно изменяется, и она превращается во взрослое животное. Во время метаморфоза специфические личиночные признаки исчезают и появляются признаки, характерные для взрослой формы. И у молодых, и у взрослых животных организм с течением времени продолжает изменяться - происходит старение, которое также следует рассматривать как часть процесса развития. 

3. Медицинская  генетика. Человек как специфический  объект генетических исследований. Основные методы изучения наследственности  человека: цитогенетический, иммунохимический, биохимический.

      Генетика  человека (human genetics) - это особый раздел генетики, который изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека. Из направлений генетики человека наиболее интенсивно развиваются цитогенетика, биохимическая генетика, иммуногенетика, генетика высшей нервной деятельности, физиологическая генетика.

      Генетика  человека является теоретической основой  современной медицины и современного здравоохранения. Её подразделяют на антропогенетику, изучающую закономерности наследственности и изменчивости нормальных признаков  человеческого организма, демографическую  генетику (генетика народонаселения), экологическая генетику (учение о  генетических аспектах взаимоотношений  человека с окружающей средой) и  генетику медицинскую, которая изучает  наследственные патологии (болезни, дефекты, уродства и др.).

      Наиболее  важной областью генетики человека является медицинская генетика. Медицинская  генетика помогает понять взаимодействие биологических и факторов среды  в патологии человека. Иногда ее рассматривают не как раздел генетики человека, а как самостоятельную  область общей генетики.

      Медицинская генетика - раздел общей генетики, изучающий наследственные заболевания человека. Она играет важную интегрирующую роль в клинической медицине, противостоит разделению интересов педиатров, терапевтов, акушеров, ставя превыше всего интересы семьи и здоровье популяции в целом.

      Наследственными называют заболевания, обусловленные  изменениями генетической информации, возникшими на различных этапах фило- и онтогенеза вследствие мутаций при воздействии различных эндо- и экзогенных причин.

      В детском возрасте, начиная с периода  новорожденности, проявляется более 2000 наследственных заболеваний, многие из которых возможно диагностировать  еще в пренатальном периоде и на ранних этапах эмриогенеза. Кроме того, более 50% хронических заболеваний детей и взрослых имеют генетическую детерминацию. Этим объясняется важная роль знаний вопросов общей и клинической генетики в практике акушеров, педиатров и врачей различной специальности.