Краткий курс по биологии. Весь школьный курс биологии

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

В. Э. БУТВИЛОВСКИЙ , Р. Г. ЗАЯЦ , В. В. ДАВЫДОВ

МЕДИЦИНСКАЯ БИОЛОГИЯ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для иностранных студентов учреждений

высшего образования по медицинским специальностям

Минск БГМУ 2014

УДК 57-054.6 (075.8)

ББК 28.0 я73 Б93

Р е ц е н з е н т ы: д-р мед. наук, проф., зав. каф медицинской биологии и общей генетики Витебского государственного медицинского университета В. Я. Бекиш; канд. мед. наук, доц., зав. каф. медицинской биологии и общей генетики Гродненского государственного медицинского университета Л. С. Кизюкевич

Бутвиловский, В. Э.

Б93 Медицинская биология: учеб. пособие / В. Э. Бутвиловский, Р. Г. Заяц, В. В. Давыдов. – Минск: БГМУ, 2014. – 240 с.

ISBN 978-985-528-996-9.

Издание содержит теоретический материал 31-й темы практических занятий по медицинской биологии и общей генетике, термины, открытые и закрытые тесты.

Предназначено для иностранных студентов 1-го курса, может быть использовано студентами всех факультетов.

ВВЕДЕНИЕ ЧЕЛОВЕК В СИСТЕМЕ ПРИРОДЫ

1. Происхождение жизни. Доказательства эволюции органического мира.

Жизнь - это способ существованиябелковых тел , которые постоянно обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией. Биохимическим субстратом жизни (ее материальной основой) является комплекс белков и нуклеиновых кислот.

Гипотезы происхождения жизни:

– креационизма - жизнь была создана Богом;

– самозарождения - жизнь возникала неоднократно из неживого вещества;

– стационарного состояния - жизнь существовала всегда;

– панспермии - жизнь занесена на Землю с других планет;

– биохимические - жизнь возникла на Земле в результате биохимической эволюции.

Доказательствами эволюции органического мира являются: палеонтологические (переходные формы, филогенетические ряды); сравнительноанатомические (одинаковый план строения хордовых животных; гомологичные органы, рудименты и атавизмы); эмбриологические (закон зародышевого сходства, биогенетический закон); молекулярно-генетические данные.

2. Свойства и признаки живого. Уровни организации живого.

Фундаментальные свойства живого:

саморегуляция - способность изменять свою жизнедеятельность

в соответствии с изменением условий окружающей среды;

самообновление - способность синтезировать, восстанавливать или заменять свои структурно-функциональные компоненты;

самовоспроизведение - способность создавать себе подобных, увеличивая численность вида и обеспечивая преемственность в ряду поколений.

Эти свойства определяют признаки живого :

обмен веществ и энергии;

наследственность - обеспечивает передачу признаков из поколения в поколение при репродукции;

изменчивость - вызывает появление новых признаков при изменении условий среды;

репродукция (размножение);

онтогенез (индивидуальное развитие) ифилогенез (историческое развитие видов);

рост - увеличение размеров, объема и массы организмов;

раздражимость - ответная реакция организмов на действие факторов окружающей среды;

гомеостаз - способность поддерживать постоянство внутренней среды и структурной организации;

целостность и дискретность (делимость на составляющие).

Уровни организации живой материи:

Молекулярно - генетический - элементарными единицами этого

уровня являются макромолекулы (ДНК, РНК, белки, углеводы и др.)Клеточный - все живые организмы состоят из клеток.Клетка явля-

ется наименьшей структурно-функциональной и генетической единицей живого. В ней содержится генетическая информация о развитии целого организма и проходят все процессы жизнедеятельности.

Тканевый - группа клеток одинаковой структуры, выполняющих одинаковые функции, составляетткань .

Организменный. Организм - элементарная единица жизни. Организменный уровень характеризуется процессами онтогенеза (индивидуального развития), его нервной и гуморальной регуляцией.

Популяционно - видовой . Группа особей одного вида, длительно занимающих определенную территорию, свободно скрещивающихся и относительно изолированных от других групп особей того же вида, составляетпопуляцию . Популяция является элементарной единицей эволюции. Несколько популяций, особи которых могут скрещиваться и давать плодовитое потомство образуютвид .

Биосферно- биогеоценотический. Биогеоценоз - это группа популя-

ций организмов разных видов, исторически связанных между собой и с определенной территорией проживания. Между популяциями и окружающей средой идет постоянный обмен веществами, энергией и информацией. В сумме биогеоценозы составляют биосферу - область планеты, которую занимают живые организмы.

3. Методы изучения живого (методы биологических наук).

Целостное представление о живой материи можно получить только при комплексном исследовании проявлений жизни на всех уровнях организации. Этим занимается биология , включающая в себя ряд специальных дисциплин (биологических наук ).

Биохимия, биофизика и молекулярная биология изучают проявления жизни на молекулярно-генетическом уровне;цитология - на субклеточном и клеточном уровнях;гистология - на тканевом.

Закономерности индивидуального развития и строение организмов изучают эмбриология ,анатомия ,физиология ; историческое развитие живых систем - эволюционное учение, палеобиология. Популяционновидовой, биогеоценотический и биосферный уровни исследуют генетика, биогеография, систематика, экология и др. Все биологические дисциплины

тесно взаимосвязаны и служат основой для развития различных отраслей народного хозяйства, селекции, ветеринарии, медицины. При этом каждая наука для решения стоящих перед ней задач использует большой арсенал методов: наблюдения, описания, моделирования, экспериментирования.

4. Значение биологии для медицины.

5. Положение человека в системе животного мира.

Как биологический вид человек относится к типу Хордовые , подтипу

Позвоночные, классу Млекопитающие, подклассу Плацентарные, отряду

Приматы , подотрядуЧеловекообразные (узконосые обезьяны), семействуГоминиды (люди), родуHomo (человек), видуHomo sapiens (человек разумный).

6. Человек как биологическое и социальное существо.

В человеке объединяются признаки как биологического, так и социального существа.

Только для вида Homo sapiens характерны следующиепризнаки : прямохождение, высокая степень противопоставления большого пальца на руке, S-образная форма позвоночника, объем головного мозга 1100–1700 см3 , подбородочный выступ, абстрактное мышление, речь, изготовление орудий труда и др. Прогресс человечества подчиняется социальным законам - законам общества. Жизнь человека вне общества невозможна. В развитии человека большую роль сыграли социальные факторы. Знания, умения и духовные ценности передаются в обществе посредством обучения и воспитания молодого поколения.

Основные термины и понятия:

Саморегуляция - способность организма изменять параметры жизнедеятельности в соответствии с изменением условий окружающей среды.

Самообновление - способность организма восстанавливать или заменять свои структурно-функциональные компоненты.

Самовоспроизведение - способность организма создавать себе подобных.

Систематическое положение Homo sapiens - положение человека в системе животного мира.

Филогенетическое древо - схема в форме дерева, которая отражает родственные и исторические связи между систематическими группами.

ТЕМА № 1 УВЕЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

1. Предмет, задачи и методы цитологии.

Цитология (лат. cytos - клетка, logos - наука) - наука, которая изучает строение, химический состав и функции клеток, их размножение, развитие и взаимодействие в многоклеточном организме.

Задачи цитологии:

изучение строения и функции клеток и их компонентов (клеточных мембран, структурных компонентов цитоплазмы и ядра);

изучение деления клеток и возможностей их приспособления к изменениям условий окружающей среды;

изучение взаимоотношений между клетками в многоклеточном организме.

Методы цитологии:

1. Микроскопические - с их помощью изучают морфологию клеток и их компонентов (методы световой и электронной микроскопии).

2. Цитохимические (гистохимические)- позволяют определять хи-

мический состав или локализацию веществ в клетке (в срезах тканей). Они основаны на применении специальных красителей.

3. Биохимические - применяются для изучения химического состава клеток, определения концентрации веществ в тканях. Основаны на свойстве различных биохимических соединений поглощать световые волны определенной длины.

4. Метод дифференциального центрифугирования позволяет изучать состав и свойства органелл клетки: образец ткани измельчают до разрушения клеточных оболочек, помещают в центрифугу, где он разделяется на отдельные фракции соответственно массе.

дении в клетку радиоактивных изотопов. Молекулы, меченные радиоактивными изотопами (3 H,32 P,14 C), участвуют в реакциях обмена. По излучению, которое регистрируют с помощью фотопластинки, определяют их локализацию, перемещение, накопление и выведение.

6. Рентгеноструктурный анализ проводят для изучения пространственной структуры и расположения молекул в веществе. Этот метод основан на дифракции R-лучей при прохождении через кристалл вещества.

2. Увеличительные приборы и их назначение. Устройство светового микроскопа.

Биологический микроскоп предназначен для исследования микрообъектов в потоке проходящего света. Световой микроскоп (рис. 1) состоит из 3 частей: механической, осветительной и оптической.

Рис. 1 . Устройство световых микроскопов:А - МИКМЕД-1; Б - БИОЛАМ:

1 - окуляр,2 - тубус,3 - тубусодержатель,4 - макрометрический винт,5 - микрометрический винт,6 - подставка,7 - зеркало,8 - конденсор, ирисовая диафрагма и светофильтр,9 - предметный столик,10 - револьверное устройство,11 - объектив,12 - корпус коллекторной линзы,13 - патрон с лампой,14 - источник электропитания

Механическая часть включает штатив, предметный столик, макрометрический винт, микрометрический винт, тубус и револьвер.

Штатив состоит из тубусодержателя (колонки) и основания. На колонке расположены:

револьвер - вращающийся механизм для смены объективов;

тубус - полая трубка, в которую вставляется окуляр;

система винтов грубой (макрометрической) и тонкой (микрометрической) настройки микроскопа;

предметный столик для размещения объекта исследования. Осветительная часть включает зеркало (или электрический освети-

тель) и конденсор.

Зеркало микроскопа двухстороннее - с плоской и вогнутой поверхностями. Вогнутая поверхность применяется при недостаточно ярком освещении, а плоская - при интенсивном освещении.

Конденсор - это система линз, собирающая световые лучи в пучок. Диаметр светового пучка можно регулировать, изменяя просвет диафрагмы с помощью специального рычажка.

Оптическая система состоит из окуляра и объективов.

Окуляр (от греч. oculus - глаз) - система линз, направленная к глазу. На оправе окуляра указано увеличение. В учебном микроскопе используются сменные окуляры с увеличением 7×, 10× и 15×.

Объектив расположен у нижнего конца тубуса на нижней пластинке револьвера - это система линз, направленная на объект исследования. Используется 2 вида объективов: малого увеличения (8×) и большого (40×).

Общее увеличение микроскопа определяется путем умножения кратности увеличений объектива и окуляра. Например, общее увеличение микроскопа с объективом 40× и окуляром 7× будет равно 280.

3. Правила работы с микроскопом.

Правила работы с микроскопом на малом увеличении (7 × 8).

1. Микроскоп устанавливают колонкой к себе, а зеркалом к источнику света; примерно на ширину ладони от края стола.

2. Вращая макрометрический винт «на себя», устанавливают объектив на 2–3 см от поверхности предметного столика.

3. Проверяют установку объектива малого увеличения (8×) «на щелчок»: он должен быть зафиксирован против отверстия в предметном столике.

4. Перемещают конденсор в среднее положение и полностью открывают диафрагму.

5. Глядя в окуляр , направляют поверхность зеркала на источник света, чтобы равномерно осветитьполе зрения .

6. Помещают микропрепарат на предметный столик покровным стеклом к объективу (!).

7. Глядя со стороны (!), макрометрическимвинтом опускают объек-

тив до расстояния 0,5 см от поверхности покровного стекла (фокусное расстояние объектива 8× составляет примерно 1 см ).

8. Глядя в окуляр, медленно вращают макрометрический винт «на себя» (!) и получают изображение объекта. Для получения четкого изображения объектамакрометрический винт можно слегка повернуть в одну

и другую стороны.

9. Изучают объект. Перемещение препарата производят вручную. Примечание : Если объект очень мал и его трудно найти на малом уве-

личении, то настроить микроскоп можно на край покровного стекла . Получив четкое изображение края стекла, далее перемещают препарат под объектив и продолжают поиск объекта.

Правила работы с микроскопом на большом увеличении (7 × 40).

1. Получают четкое изображение объекта на малом увеличении (см. выше).

2. Интересующий участок микропрепарата центрируют - передвигают в центр поля зрения.

3. Поворотом револьвера переводят до щелчка объектив большого увеличения (40×).

4. Переводят конденсор в верхнее положение.

5. Глядя в окуляр, слегка поворачивают макрометрический винт «на себя» (!) до появления контуров объекта.

6. Для получения более четкого изображения используют микрометрический винт, вращая его к себе или от себя не более чем на 0,5 оборота.

7. Изучают интересующий участок микропрепарата.

Примечание . Если с первого раза не удается получить изображение объекта на большом увеличении, то необходимо, глядя сбоку, макрометрическим винтом аккуратно опустить объектив большого увеличения почти до касания линзой поверхности покровного стекла (фокусное расстояние объектива 40× составляет около 1 мм) и повторить дйствия, начиная с 5-го пункта.

Окончание работы с микроскопом:

1. Закончив изучение объекта, макрометрическим винтом приподнимают тубус на 2–3 см и снимают препарат с предметного столика.

2. Поворотом револьвера устанавливают объектив малого увеличения на щелчек, фиксируя его против отверстия на предметном столике.

3. Макрометрическим винтом опускают нижний край объектива малого увеличения до уровня предметного столика.

Основные термины и понятия:

Конденсор - это система линз, собирающих световые лучи в пучок.Кремальера - макрометрический винт.

Объектив - система линз, которые ввинчены в револьвер и направлены к объекту исследования.

Окуляр - система линз, которые вставлены в верхнее отверстие тубуса и в которую смотрят глазом.

Разрешающая способность - способность оптического прибора различать мелкие детали; минимальное расстояние между двумя соседними точками (линиями), которые еще можно дифференцировать.

Револьверное устройство - вращающийся механизм смены объективов, который укрепляется внизу на колонке штатива.

Тубус - полая трубка, которая соединяет окуляр и объектив.

ТЕМА № 2 БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ. ПОТОК ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

В КЛЕТКЕ

1. Современное состояние клеточной теории.

1. Клетка - элементарная структурно-функциональная и генетическая единица всего живого, открытая саморегулирующаяся система биополимеров, через которую постоянно идут потоки веществ, энергии и информации.

2. Клетки всех организмов имеют сходное строение, химический состав и процессы жизнедеятельности.

3. Новые клетки образуются при делении материнской клетки.

4. Клетки многоклеточного организма дифференцируются и образуют ткани для выполнения разных функций.

2. Отличительные признаки про - и эукариотических клеток.

Клетки живых организмов подразделяются на прокариотические и эукариотические. Их отличительные признаки представлены в табл. 2.

Эукариотические клетки содержат оболочку, цитоплазму и ядро. Оболочка (плазмалемма) представлена одной или несколькими мембранами. Цитоплазма представлена однородным коллоидным раствором, в котором располагаются органеллы и включения (рис. 2, 3).

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

КАФЕДРА БИОЛОГИИ, ВЕТЕРИНАРНОЙ ГЕНЕТИКИ,

К у р с л е к ц и й

П О Д И С Ц И П Л И Н Е

УЛЬЯНОВСК - 1999 год.

г. Ульяновск, ГСХА, 1999, 138 с.

Рецензенты: д.б.н., профессор Васильев Д.А.

зав.кафедрой экологии Красноярского Аграрного

Университета профессор Горбачев В.Н.

Печатается по решению Ученого совета УГСХА,

 Романова Е.М., 1999

 УГСХА, 1999

Тема 1. Введение в биологию

1. ПРЕДМЕТ БИОЛОГИИ.

2. БИОЛОГИЯ КАК СИСТЕМА НАУК.

3. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК.

1. Предмет биологии

Термин биология был введен в 1802 г. Ж.Б.Ламарком. Биология - это совокупность наук о живой природе. Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции, происхождение и развитие, распространение и многое другое. Общая биология изучает общие закономерности развития живой природы, раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие.

По классическому определению Ф.Энгельса жизнь - "это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка". Современные определения жизни основаны на достижениях биологии 20 века они глубоко материалистичны, хотя не сводят жизнь только к физико-химическим закономерностям, свойственным неживой природе. Только живая природа на нашей планеты обладает способностью к матричному синтезу ДНК, обмену веществ и прогрессивной эволюции. Живое на нашей планете возникло из неживого, поскольку оно энергетически выгоднее. По сравнению с неживой природой живое можно рассматривать как форму движения материи более высокого уровня.

Биология в начале своего развития решала чисто описательные задачи, но затем обратилась к изучению механизмов функционирования живого. В биологии живых организмов можно обнаружить множество чисто физических явлений: циркуляция крови, давление, проведение нервных импульсов, оптические свойства глаза. Понять эти процессы можно только использовав знания точных наук - физики и химии.

У всех живых существ можно обнаружить множество общих черт. Самое общее то, что они состоят из клеток. Каждая клетка является сложной саморегулирующейся химической "лабораторией".

Большую роль в жизнедеятельности клетки и организма играют ферменты, которые облегчают протекание химических реакций. Зачастую клеточные химические механизмы столь сложны, что их невозможно воспроизвести в лабораторных условиях. Благодаря действию ферментов, в биохимических процессах не нарушается ни один из физических законов. Знание химии необходимо для понимания тонких процессов, протекающих на клеточном уровне.

Современная биологи пользуется не только законами физических и химических наук, но и их методами. В частности, для анализа сложных, многоступенчатых биохимических процессов используется метод меченых атомов. В качестве таких меток выступают изотопы.

Вспомним, что химические свойства атомов определяются числом электронов, а не массой ядра. Например, в химическом отношении С (12) и (14) не отличаются, но С (14) радиоактивный изотоп, с его помощью можно весьма точно проследить за малыми порциями веществ и их превращениями в организме. Изучая биологические процессы, нельзя забывать, что все тела состоят из атомов, поэтому большой вклад в понимание тонких клеточных механизмов вносит атомная физика.

Такое взаимодействие и взаимопроникновение наук взаимовыгодно. В частности, именно биология помогла физике открыть закон сохранения энергии. Майер установил этот закон при излучении количества тепла, выделяемого и поглощаемого живым организмом.

Главная проблема любых попыток популяризации науки - это постоянные сбои в тео­рии разума, theory of mind: неспособность поставить себя на место читателя или слушателя, чтобы понять, какие вещи кажутся ему самоочевидными и скучными, а какие кажутся непо­нятными и нуждаются в подробных объяснениях.

Попытки прямого диалога между акаде­мическими учеными и широкой общественностью за редкими исключениями не пользуются популярностью, потому что в своих логических построениях ученые склонны перескаки­вать через два-три звена, абсолютно самоочевидных для профессионала, но непонятных без дополнительного объяснения нормальному человеку, который про ДНК последний раз слы­шал в школе и вообще у него голова совершенно другим занята.

ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота, - это та самая красивая двойная спираль, на которой закодирована вся информация о строении белков нашего тела. В каждой клетке хра­нится 46 длинных-длинных молекул ДНК - в свернутом виде они называются хромосомами. Если размотать хромосомы, то общая длина ДНК в каждой нашей клетке составит 2 метра - или 3,2 млрд нуклеотидных пар.

Молекула ДНК - это цепочка из нуклеотидов. Их обозначают четырьмя буквами - A, G, T, C (аденин, гуанин, тимин и цитозин). Именно последовательность этих букв (AAGGGTCAAGGAACCATC и так далее) определяет, могут ли ферменты прочитать дан­ный участок ДНК и построить на его основе что-нибудь полезное: сначала молекулу-посред­ник, РНК, а потом, если повезет, и белок, - а если да, то какое именно. Если такое прочте­ние возможно, то данный участок ДНК называется ген. У человека примерно 25 тыс. генов, кодирующих белки, и каждый из них представлен в двух копиях, полученных от мамы и от папы, так что на каждую отдельную хромосому в среднем приходится чуть больше тысячи генов.

Самое ценное свойство нуклеотидов - это комплементарность, или распределение на парочки. Аденин с большим удовольствием формирует водородные связи с тимином, а гуа­нин - с цитозином. Двойная спираль образуется именно за счет того, что в двух цепочках ДНК напротив друг друга всегда находятся предсказуемые нуклеотиды: A-T, C-G, T-A, G-C. Именно благодаря этому свойству клетка способна удваивать ДНК: в этот момент двойная спираль расплетается, и ферменты приставляют напротив каждого аденина тимин, а напро­тив каждого цитозина - гуанин. В итоге получаются две новых двойных спирали, в каж­дой одна старая нить и одна свежедостроенная по принципу комплементарности. Их можно будет теперь свернуть в плотно упакованные хромосомы и разнести по двум новым дочер­ним клеткам. Это же замечательное свойство делает наш генетический материал относи­тельно устойчивым к мутациям: если испортилась только одна нить ДНК, то ферменты все­гда смогут починить ее, используя вторую в качестве справочного материала.

Комплементарность необходима и для считывания информации. В этом случае фер­мент ползет вдоль какого-нибудь гена и строит молекулу РНК, рибонуклеиновой кислоты. Она устроена примерно так же, как ДНК, но только она (как правило) одноцепочечная, а вме­сто тимина там другой нуклеотид, урацил. Но строится она именно благодаря комплементар­ности: напротив цитозина из ДНК ферменты ставят в новую РНК гуанин, напротив тимина - аденин, напротив гуанина - цитозин, ну а напротив аденина, что же делать, урацил. И тоже получается какая-нибудь осмысленная последовательность букв, например, из приведен­ного двумя абзацами выше участка ДНК ферменты построят UUCCCAGUUCCUUGGUAG. После того как РНК построена, она может выйти из ядра и сама начать делать что-нибудь полезное в клетке. Вообще сейчас считается, что именно РНК были самыми первыми слож­ными молекулами в живой природе и какое-то время они сами и хранили информацию, и выполняли функции белков, но потом придумали, как построить ДНК в качестве надежной библиотеки данных и как построить белки в качестве разнообразных эффективных помощ­ников во всем клеточном домашнем хозяйстве. Но сегодня ключевой функцией РНК стал перенос информации, нужной для синтеза белков, от ДНК в цитоплазму клетки, где они будут построены.

Белки - это длинные цепочки аминокислот. От того, в какой последовательности ами­нокислоты соединены друг с другом, зависит, какую форму примет готовый белок, как будут распределены заряды по его поверхности и, соответственно, что он сможет делать: пере­носить кислород, заставлять мышцы сокращаться, уничтожать бактерии, пропускать ионы через мембрану клетки, воспринимать свет или превращать целлюлозу в сахар. В принципе любая задача, возникающая в клетке, может быть решена с помощью какого-нибудь белко­вого комплекса. Если бы это зачем-то понадобилось в эволюции, клетка могла бы произво­дить белки в виде Эйфелевой башни, или белки, способные превращать газированную воду в вино, или, допустим, белки, которые превращались бы в страшный яд под воздействием гормонов стресса (если ты такой нервный, то зачем тебе жить).

Именно последовательность аминокислот и закодирована в генах. После того как из ДНК информация была переписана на РНК, начинается трансляция - строительство белка. При этом букв-нуклеотидов в РНК всего четыре, а базовых аминокислот - 20, и поэтому каждая аминокислота кодируется последовательностью из трех нуклеотидов. Этот язык рас­шифрован, словарик есть в каждом школьном учебнике, так что, зная последовательность нуклеотидов, можно предсказать, какой будет по следовательность аминокислот (обратная операция намного сложнее, потому что одна и та же аминокислота может кодироваться раз­ными наборами нуклеотидов). Например, из кусочка РНК, который мы тут уже рассматри­вали, - UUC CCA GUU CCU UGG UAG - получится пептидная цепочка “фенилаланин - пролин - валин - пролин - триптофан”. На этом синтез оборвется, потому что последние три нуклеотида - UAG - не кодируют никакую аминокислоту, это знак препинания, он означает “конец белка”.

Каждый человек наследует эти генетические инструкции от родителей. Из тех 46 хро­мосом, которые есть в каждой клетке тела, ровно 23 принес сперматозоид и 23 были в яйцеклетке. За исключением генов Y-хромосомы (и, соответственно, Х-хромосомы, если вы мужчина и она у вас всего одна), вся остальная информация продублирована. Гены, необ­ходимые для синтеза гемоглобина, коллагена, иммуноглобулинов, протеинкиназы М-зета и любого другого белка, мы получаем и от папы, и от мамы. Эти два варианта (аллели) одного и того же гена могут быть одинаковыми, а могут немного отличаться. Это очень хорошо: это означает, что если один ген сломан, то клетка будет пользоваться вторым и человек оста­нется более или менее здоров.

Одна из важных функций белков - это способность обеспечивать обмен информацией между клеткой и внешней средой, в роли которой у многоклеточного организма выступает межклеточное пространство. В мембрану каждой клетки встроено огромное количество бел­ков-рецепторов. На внеклеточной части рецептора есть участок, способный воспринимать поступающие сигналы. Если речь идет об органах чувств, то сигналом могут быть колебания воздуха, температура или свет, рецепторы на нейронах могут реагировать на изменения элек­трического потенциала, но в абсолютном большинстве случаев речь идет о взаимодействии с сигнальной молекулой (лигандом). Оно осуществляется просто за счет того, что сайт связы­вания - чувствительный участок данного рецептора - по своей форме и распределению заря­дов совпадает именно с этой молекулой идеально, как ключ с замком (это настолько навяз­шая в зубах метафора, которой пользуются абсолютно все, что, когда я однажды попыталась расспросить одного из своих коллег, как же все-таки устроен дверной замок, он посмотрел на меня снисходительно и начал объяснять: “Ну, представь себе мембранный рецептор...”).

Так вот, когда происходит связывание сигнальной молекулы с рецептором, то в ответ он изменяет свою конформацию (то есть способ укладки аминокислотной цепи в трехмерную структуру), и после этого в клетке начинает происходить что-нибудь новое. Если белок одно­временно и рецептор, и трансмембранный канал, то он откроется или закроется, и какие-нибудь молекулы начнут или перестанут проникать в клетку или выходить из нее. Если у рецептора есть каталитическая активность, то после активации его внутриклеточная часть начнет что-нибудь делать, например фосфорилировать проплывающие мимо белки (причем не какие попало, а те, которые нужно). Или рецептор может передать сигнал G-белку, а тот в ответ активирует свою альфа-субъединицу, и она отправится в свободное плавание, чтобы творить добро, - допустим, активирует аденилатциклазу, она превратит молекулу АТФ в сигнальную цАМФ, которая в свою очередь подействует на какую-нибудь протеинкиназу... В общем, произойдет каскад из десятка молекул, которые по принципу домино будут акти­вировать и подавлять друг друга, и в конечном итоге это приведет к запуску какого-нибудь ответа на сигнал со стороны клетки как целого.

Например, информация дойдет до ядра, там начнут считываться какие-нибудь гены, которые до этого были неактивны, и клетка начнет строить белки, которых у нее раньше не было. Или информация дойдет до каких-нибудь мембранных каналов, и они изменят свою миграционную политику - начнут впускать или выпускать что-то, чего раньше не замечали. Если речь идет о нервной клетке, то такие изме­нения в миграционной политике могут привести к изменению концентрации ионов внутри и снаружи клетки и, как следствие, к генерации нового нервного импульса, который в свою очередь может повлиять на поведение человека.

Я тут совершенно не ставлю себе задачу описать все возможные сигналы и все способы ответов на них. Я только хочу подчеркнуть, что все эти штуки на самом деле очень подробно изучены и с каждым годом накапливается все больше деталей. Современная молекулярная биология довольно твердо и четко представляет, что творится в клетке на уровне молекул: кто с кем связывается, почему это возможно, как они изменяются, как отрываются друг от друга, куда и почему плывут дальше. Все детали описаны в научных статьях, а все базовые принципы - в университетских учебниках (например, по цитологии), и если вы зададитесь во просом, какой именно молекулярный каскад происходит, когда молекула инсулина взаи­модействует с рецептором на поверхности мышечной клетки, то найти эту информацию не составит никакого труда. Я не стала вдаваться в такие детали в книжке, потому что это никто не стал бы читать.

Рецептор не обязательно расположен именно на мембране клетки. Некоторые сигналь­ные молекулы, например стероидные гормоны, умеют самостоятельно просачиваться сквозь мембрану, и тогда рецепторы к ним могут находиться внутри клетки - в цитоплазме или на оболочке ядра. Но дальше происходит все то же самое: рецептор меняет конформацию, воздействует таким образом на еще какой-нибудь белок, кто-нибудь отщепляет от кого-нибудь какую-нибудь молекулярную группу, появляются какие-нибудь новые сигнальные молекулы, они воздействуют, допустим, на рецепторы ядра, внутри него появляются другие сигнальные молекулы, связываются с ДНК, запускают или подавляют считывание какого-нибудь гена, и клетка опять же изменяет какую-нибудь свою активность.

Восприятие химических сигналов клеточными рецепторами - это основа работы нерв­ной системы. Каждая наша нервная клетка - нейрон - состоит из тела и множества отрост­ков: дендритов (их много, и они собирают информацию) и аксона (он, как правило, один, хотя обычно разветвляется в конце и отправляет информацию дальше, к следующим нейро­нам). Информация - это электрический ток, который движется по отростку благодаря работе мембранных каналов, которые в нужный момент запускают внутрь клетки ионы натрия, в нужный момент выпускают из клетки ионы калия, все это приводит к изменению электри­ческого заряда снаружи и внутри мембраны и к дальнейшему распространению сигнала. Но самое интересное начинается в тот момент, когда электрический импульс доходит до конца аксона. Просто перескочить на дендрит следующего нейрона он не может. Контакт между нейронами, синапс, устроен более сложно.

Абсолютное большинство нейронов млекопитающих общаются друг с другом с помо­щью нейромедиаторов. Когда электрический сигнал доходит до конца аксона, под его дей­ствием в синаптическую щель высвобождаются молекулы, заранее запасенные в пресинап­тическом пространстве. Это и есть нейромедиаторы - дофамин, норадреналин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота или любой другой из героев книжки. Они героически про­плывают десятки нанометров синаптической щели и связываются с рецепторами на постси­наптической мембране - а это приводит к тому, что второй нейрон тоже начинает впускать или выпускать ионы калия и натрия и генерирует свой собственный электрический ток (или, наоборот, блокирует всякую возможность возникновения потенциала, если речь идет о тор­мозном нейромедиаторе).

Прелесть такой системы передачи в том, что на нее возможно влиять множеством разных способов. Первый нейрон может выпускать множество разных нейромедиаторов в любых количествах. Он может захватывать их из синаптической щели обратно. В про­странстве между нейронами могут присутствовать ферменты, расщепляющие нейромеди­атор. Рецепторы могут быть более или менее чувствительны к нейромедиаторам. На все эти параметры можно влиять с помощью дополнительных молекул, как вырабатываемых в организме, так и купленных в аптеке, и таким образом в широких пределах модифициро­вать работу нейронов, а значит, и настроение, память, обучение. Еще один очевидный при­мер лигандов, связывающихся с рецепторами в многоклеточном организме, - это гормоны. В узком смысле гормонами называют вещества, которые вырабатываются специализиро­ванными эндокринными железами - эпифизом, надпочечниками, щитовидной железой и т д. Более современное определение включает любые вещества, которые вырабатываются в одних тканях и влияют на другие, например лептин, который производится жировыми клет­ками, или холецистокинин, вырабатывающийся в тонком кишечнике. Оба этих гормона-в- широком-смысле могут воздействовать на мозг, подавляя чувство голода.

Клетки могут принять решение о производстве гормона самостоятельно. Допустим, поджелудочная железа сама анализирует уровень сахара в крови и, если его становится много, вырабатывает больше инсулина, разрешающего клеткам забрать этот сахар и съесть его. Но присутствует и центральная регуляция: гипоталамус собирает всю информацию о составе крови, работе внутренних органов, состоянии мозга, времени суток и так далее, вырабатывает молекулярные сигналы для гипофиза, а тот в свою очередь выделяет гормоны, регулирующие работу организма как напрямую, так и за счет воздействия на все остальные эндокринные железы нашего тела.

Химическая природа гормонов разнообразна: в принципе почти любая молекула в ходе эволюции имеет шанс превратиться в посланника судьбы. В нашем случае две самые боль­шие группы - это стероидные и пептидные гормоны. Первые производятся на базе холесте­рина (да, это вообще ужасно важная и нужная молекула, без нее еще и клеточные мембраны не смогут существовать; хорошая новость в том, что организм умеет синтезировать холесте­рин самостоятельно, так что можно не следить специально за его присутствием в пище). К стероидным гормонам относятся все главные половые гормоны (эстрадиол, тестостерон и т д.) и все кортикостероиды, в том числе “гормон стресса” кортизол. Стероидные гормоны легко проникают сквозь клеточные мембраны, так что рецепторы к ним расположены не на поверхности клеток, а внутри. Пептидные гормоны - это цепочки аминокислот. Их не называют белками, потому что не доросли и не заслужили: белки длинные, а пептиды корот­кие. Например, в окситоцине всего девять аминокислот. В инсулине две цепи, А и В, первая состоит из 21, а вторая из 30 аминокислот. Впрочем, пептидные гормоны синтезируются как классические белки, и первоначально они вполне длинные, просто потом разрезаются на несколько кусочков, один из которых становится гормоном, а другие тоже на что-нибудь пригождаются. Но абсолютное большинство пептидных гормонов вырабатываются в гипо­таламусе и гипофизе, и поэтому судьба побочных продуктов их производства изучена еще не полностью - тут с главными бы продуктами окончательно разобраться.

Существует много гормонов, которые не являются ни стероидами, ни пептидами. Своя особенная структура, например, у гормонов щитовидной железы, или у адреналина, или у мелатонина. Этот последний - производное триптофана, то есть аминокислоты, но одной- единственной. Триптофан превращается в серотонин, а серотонин в свою очередь в мелато­нин. В популярных статьях о диетах нередко встречается утверждение, что бананы богаты триптофаном, а значит, их надо есть ради синтеза серотонина и улучшения настроения. Это сомнительно: с тем же уровнем достоверности можно предположить, что из излишков серо­тонина будет синтезирован мелатонин и в лучшем случае вам захочется спать, а в худшем начнется сезонная депрессия. Есть научные исследования о том, что при остром недостатке триптофана в диете настроение действительно падает, но неполноценное питание вообще не способствует личному благополучию; а вот идея о том, что надо есть именно бананы, чтобы быть счастливыми, - это, видимо, все-таки городская легенда.

Прямокрылые-грызущий-неполное превращение(кузнечик, саранча,медведка,сверчки)
Равнокрылые-колюще-сосущий-неполное превращение(тли, цикады,горбатки)
Полужесткокрылые-колющесосущий-неполное(клопы)
Жесткокрылые-грызущий-полное(майский жук,жужелицы,долгоносик,божья коровка)
Чешуекрылые-сосущий-полное(бабочки)
Двукрылые-колющесосущий-лижущий-полное(мухи,комары,слепни)
Перепончатокрылые-грызущий,лижущий- полное (яйцееды,наездники, пчелы,осы, шмели,муравьи)

Простейшие:
Класс корненожки- нет постоянной формы тела, цитоплазма имеет все органоиды, имеются псевдоподии (ложноножки). Способ питания- фагоцитоз,пиноцитоз, выделение –через сократительную вакуоль. Дыхание через мембрану, размножение- деление (амеба, плазмодий).
Класс жгутиковые- постоянная форма тела, передвигаются- жгутиками, на переднем конце тела- светочувствительный глазок. Имеется хроматофор. Способ питания- фотосинтез(свет), пиноцитоз (темнота). Нет пищеварительной вакуоли. Размножение- бесполое, половое. (эвглена зеленая, лямблии, трипаносомы, вольвокс).

Беспозвоночные. Кишечнополостные. Гидра.
Двуслойные, радиальная симметрия. Эктодерма, энтодерма, между слоями- мезоглея. На переднем конце тела- рот с щупальцами со стрекательными клетками. Задний конец тела- подошва для прикрепления к субстрату. Пищеварение- полостное и внутриклеточное. Дыхание- всей полостью тела. Кровеносная с-ма- отсутствует. Выделение- через поверхность тела. Нервная система диффузного типа. Органы чувств не развиты. Размножение- бесполое и половое. В результате оплодотворения появляется плавающая личика- планула. Подвижные- медузы, неподвижные- полипы, актиния, гидра.

Тип плоские черви. Белая планария.
Трехслойные животные. Двусторонняя симметрия тела. Передвигается с помощью кожно-мускульного мешка. Нет полости тела. Анального отверстия нет. Кровеносная и дыхательная с.отсутствует. органы выделения- протонефридии. Нервная система сост из парного мозгового узла и двух нервных стволов. Гермафродиты. Часто имеются личиночные стадии. Размножение со сменой хозяев. Ресничные (белая планария); сосальщики(двуустка, шистосома);ленточные(цепни).

Тип кольчатые черви. Дождевой червь. Пиявка, нереида, серпула.
Тело вытянутое, круглое, сегментированное. Симметрия двусторонняя. Имеется вторичная полость. Пищеварительная система: ротовое отверстие- глотка- пищевод- зоб- желудок- средняя кишка- задняя кишка- анальное отверстие. Кровеносная система- замкнутая, сост из сосудов. Кровь содержит гемоглобин. Дыхание- всей поверхностью тела. Выделительная система- в каждом сегменте пара нефридий. Имеются органы чувств: глаза, обонятельные ямки, органы осязания. Раздельнополые или вторичные гермафродиты. Развитие прямое. У некоторых морских кольчатых червей- с метаморфозом. Многощетинковые (пескожил, нереида); малощетинк.(дождевой червь); пиявки.

Тип моллюски. Прудовик, беззубка.
Двусторонняя симметрия. Тело из трех отделов: голова, туловище, нога. С внутренней стороны раковины все тело охватывает мантия- кожная складка. Пищеварительная с-ма: рот-глотка-желудок-средняя кишка- анальное отверстие. Кровеносная система незамкнута. Сердце двухкамерное (прудовик) или трехкамерное (беззубка). Дыхательная система- жабры(беззубка) и легочные мешки(прудовик). Органы выделения- почки. Брюхоногие -гермафродиты. Двустворчатые и головоногие- раздельнополые. Брюхоногие(горошинка, шаровка, прудовик, слизень, виноградная улитка). Двустворчатые(мидии, устрицы, гребешки, жемчужница, корабельный червь, беззубка). Головоногие(кальмар, каракатица, осьминог).

Тип членистоногие.
Тело сегментировано, конечности членистые. Движение обеспечено мышцами. Тело покрыто хитиновым покровом. Рост членистоногих сопровождается линькой. Отделы тела: голова, грудь, брюшко. Пищеварительная с-ма: ротовой аппарат-глотка- пищевод-желудок- передняя, средняя, задняя кишка- анальное отверстие- железы. Кровеносная система незамкнута. Имеется пульсирующий сосуд- «сердце», по которым циркулирует гемолимфа. Дыхательная с-ма: у водных форм- жабры, у наземных- легкие, трахеи. Выделительная с-ма: мальпигиевы сосуды у насекомых и паукообразных, зеленые железы в основании усиков у ракообразных. Нервная система состоит из надглоточного и подглоточного нервных узлов. Многие имеют хорошо развитые органы чувств: фасеточные глаза, органы осязания- механорецепторы, органы слуха. Раздельнополые. Половой диморфизм (отличие самца от самки). Развитие прямое и непрямое. Ракообразные(рак, креветки, краб, омар); паукообразные(пауки, тарантулы, клещ, скорпион); насекомые(жуки, мухи, комары, вошь).

Тип иглокожие
Морские звезды Морские ежи Голотурии
Змеехвостки
Состоят из двух слоев.
Скелет образован известковыми пластинками, несущими шипики. Найдя добычу накрывает своим телом, выворачивает желудок, соки желудка переваривают пищу. Анальное отверстие лежит на верхней поверхности. Тело в известковом панцире. Рот окружен особым челюстным аппаратом с пятью зубами. Скелет состоит из мелких известковых телец.
Кровеносная с-ма сост из двух сосудов: один снабжает рот другой анальное отверстие.
Водно-сосудистая система: образована кольцевым каналом, окружающим пищевод, и 5 радиальными каналами.
Большинство раздельнополые, но есть гермафродиты. Развитие с метаморфозом. Животные способны к регенерации(восстановление частей тела)

Тип хордовые. Подтип бесчерепные. Ланцетники.
Тело состоит из туловища, хвоста, плавника, покрыто кожей. Скелет- хорда. Пищеварительный канал: рот, глотка, кишечная трубка, анус. Один круг кровообращения, сердца нет, холоднокровные животные. Органы дыхания: жаберные щели в глотке. Органы выделения: нефридин. нервная система в виде нервной трубки. Органы чувств: щупальца, обонятельная ямка. Раздельнополые. Оплодотворение наружное. Икринки развиваются в воде.

Подтип позвоночные (черепные). Надкласс рыбы.
Обтекаемая форма тела. Отделы тела: голова, туловище, хвост, плавники. Туловищный и хвостовой отделы позвоночника. Костный череп, конечности- плавники образованы множеством мелких костей. Шейный отдел отсутствует. Внутри позвонков- хрящевые остатки хорды. Пищеварительная с-ма: рот- ротовая полость- глотка- пищевод- желудок- кишечник- анальное отверстие. Плавательный пузырь- вырост кишечника. Один круг кровообращения, сердце двухкамерное, холоднокровные. Органы дыхания: жабры, защищены жаберными крышками. Органы выделения: почки, 2 мочеточника, мочевой пузырь. Раздельнополые животные. Оплодотворение наружное в воде- нерест.

Класс земноводные или амфибии.
Отделы тела: голова, туловище, передние и задние конечности. Кожа голая и покрыта слизью. В позвоночнике выделяют шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы. Череп состоит из черепной коробки и челюсти. Подвижное сочленение черепа, один шейный позвонок. Мышцы развиты хорошо. Появляются ягодичные, бедренные и икроножные мышцы. Как у рыб- пищеварит.сист. клоака. Два круга кровообращения. Кровь смешанная сердце трехкамерное. Оба круга начинаются от желудочка. Кровь- венозная, артериальная, смешанная. Холоднокровные животные. Органы дыхания- парные легкие. Дыхат.пути: ноздри, ротовая полость, гортань, легкие. Имеется кожное дыхание. Выделительная с-ма- парные почки, мочеточники, клоака, мочевой пузырь. Головной и спинной мозг с нервами. Глаза с верхними и нижними веками. У бесхвостых оплодотворение- наружное, у хвостатых- внутреннее. Развитие с метаморфозом.

Класс пресмыкающиеся (рептилии).
Кожа сухая. Наружные слои эпидермиса- ороговевшие. Хорошо развит- шейный отдел. Пояснично-грудной отдел позвоночника соединен с ребрами с грудиной. Появляются межреберные мышцы. Как у земноводных- пищеварительная с-ма. Дышат кислородом с помощью легких. Кожное дыхание отсутствует. Два круга кровообращения. Кровеносная система замкнута. Сердце трехкамерное. Холоднокровные. Выделит.сист-см.земноводн. увеличиваются размеры мозжечка. Возникает первичная кора. Язык. Раздельнополые. Оплодотворение внутреннее. Яйца откладывают на суше. Развитие прямое.

Класс птицы.
Обтекаемая форма тела. Голова, туловище, шея, передние конечности- крылья, задние- ноги. Кожа сухая. Пищеварит.сист. как у пресмыкающихся. Зубы отсутствуют. Кровеносная система замкнута. Два круга. Кровь не смешивается. Сердце 4-камерное. Теплокровные. Дыхание двойное. Выделит.сист. как у пресмыкающихся, но мочевой пузырь отсутствует. Увеличение больших полушарий. Хорошо развиты орган слуха и зрения. Свойственно цветное зрение. Раздельнополы животные. Развитие прямое. Половой диморфизм.

Классификация птиц.
Оседлые- воробьи, галки, голуби, сороки
Кочующие- совы, снегири, синицы, грачи.
Перелетные- иволги, соловьи, утки, скворцы, журавли.

Класс млекопитающие.
Наличие волосяного покрова на теле. В коже много желез: сальные, потовые, млечные. Пищ.сист. как у пресмыкающихся. Зубы и слюнные железы. Два круга кровообращения. Сердце 4-камерное. Эритроциты не имеют ядра. Дышат атмосферным воздухом. Органы дыхания- легкие. Имеется диафрагма. Появляется ушная раковина. Раздельнополые. Развитие прямое. Матка. Живорождение.

Клетки бактерий:
Шаровидные- кокки, палочковидные- бациллы; дугообразно изогнуты- вибрионы. Спиралеобразные- спиреллы. Колонии бактерий: диплококки, стрептококки.

Строение бактерий.
Оболочка- 2 слоя. Цитоплазма. Ядерное вещество представлено в виде замкнутой в кольцо молекулы ДНК. Рибосомы- синтезируют белок. Клеточные включения- крахмал, гликоген жиры.

Грибы.
Плесневые, дрожжи, шляпочные: трубчатые, пластинчатые. Имеют клеточные стенку. Мало подвижны. Неограниченный рост, размножение спорами и вегетативно, частями грибницы. Содержится хитин. Запасное пит.вещество- гликоген. нет хлоропластов. Тело состоит из отдельных нитей. Представлены одноклеточными и многоклеточными формами.

Лишайники.
Накипные- слоевище имеет вид налетов или корочек, плотно прилегающих к субстратам.- леканора. Листоватые- слоевище в виде пластинок, прикреплены к субстрату гифами- ксантория. Кустистые- слоевище в виде стволиков, срастается субстратом только основанием- ягель. Являются индикатором чистого воздуха. Служат кормом для животных. «пионеры» растительности. Накипные: кора деревьев и камни. Производят: сахар, спирт, красители, лакмус.

Мох.
Торфяной- сфагнум, зеленый- кукушкин лен. Наука бриология. Двудомное растение.
Хвощевидные.
Весенние органы- генеративные, летние- вегетативные.

Внутреннее строение стебля.
Кора-защитная функция. Кожица- однослойная покровная ткань. Защита от пыли, перегрева, микроорганизмов. Водо- и газообмен. Пробка- многослойная покровная ткань. Имеются чечевички. Образуется на поверхности зимующих стеблей, защищает от колебаний температур, вредителей). Луб- образован механической (волокна) и проводящей (ситовидные трубки) тканями. Придает прочность, проведение растворов от листьев к корню. Камбий- однослойная образовательная ткань. Рост стебля в толщину и дифференциация клеток. Древесина- образована тремя тканями: проводящая- сосуды; основная-рыхло расположенные клетки; механическая- древесные волокна; сосуды-проведение воды и мин.веществ; опорная функция; основная- запасная. Сердцевина- основная ткань- из живых, рыхло расположенных клеток. Запасает питательные вещества.

Класс двудольные.
Крестоцветные: соцветие-кисть, плод- стручок, капуста, репка, сурепка, пастушья сумка.
Розоцветные: соцветие- кисть, простой зонтик, щиток, плод- костянка, яблоко, многоорешек, шиповник, яблоня, рябина, лапчатка, гравилат, земляника, слива, груша.
Бобовые: кость, головка, плод- боб, соя, люпин, горох, акация, фасоль, клевер, кашка, донник.
Пасленовые- кисть, завиток, метелка, плод- ягода, коробочка. Томаты, паслен, табак, петуния, баклажан, белена, дурман.

Класс однодольные.
Лилейные: соцветие- кисть; плод- ягода, коробочка. Лук, чеснок, лилии, нарциссы, тюльпаны.
Злаковые: сложный колос, султан, метелка, початок, плод- зерновка. Пшеница, овес, рис, овсюг, пырей мятлик. Вороний глаз.

Двудольные
2 семядоли, стержневая, сетчатое или перистое, с двойным околоцветником, крестоцветные, пасленовые, розоцветные. Однодольные
1 семядоля, мочковатая корн.с-ма; жилкование: параллельное или дуговое; злаковые, лилейные, орхидейные.

Корень.
Главный- развивается из зародышевого корешка. Придаточный- развивается от стебля или листа. Боковые- развиваются от главного, придаточного и боковых. корнеплоды: репа, морковь; корневые клубни: георгин, батат; придаточные корни присоски: плющ; воздушные корни- орхидеи.

Нервная система
Центральная: головной и спинной мозг. Периферическая: нервы и нервные узлы.
Соматическая
Регулирует работу скелетных мышц. Вегетативная
Регулирует работу всех внутренних органов.
Симпатический
Усиливает обмен вещ-в. Повышает возбудимость. Парасимпатический
Способствует восстановлению энергии. Снижает обмен веществ. Регулирует организмом во время сна. Метасимпатический
Находится в стенках самого органа и участвует в процессах его саморегуляции

Глаз.
Оболочки глаза: сетчатка- световоспринимающая система. Фиброзная оболочка: склера, сосудистая. Палочки- рецепторы сумеречного света, колбочки- рецепторы цветного зрения. Оптическая система: роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, стекловидное тело. Цвет радужки определяет цвет глаз. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока.

Ухо.
Наружное: ушная раковина- хрящевая неподвижная, барабанная перепонка. Среднее: узкая полость заполненная воздухом, в которой расположены слуховые косточки, молоточек(воспринимает колебания и передает их на наковальню и стремечко), наковальня, стремечко, слуховая- евстахиева труба. Внутреннее ухо: представляет полость заполненную жидкостью. Улитка- система лабиринтов, извилистых каналов. 24000 туго натянутых волокон различной длины.

Вкусовой анализатор.
Кончик языка- сладкий, на задней части языка- горький, на боковой и передней- соленое, кислое- боковая поверхность.

Железы внутренней секреции.
Гипоталамус- отдел промежуточного мозга. Выделяет нейрогормоны (вазопрессин, окситоцин). Регулирует секрецию гипофизарных гормонов. Гипофиз- расположен ниже моста промежуточного мозга. Выделяют две функции: ростовые (тропные): соматотропный гормон регулирует рост. Гиперфункция- в молодом возрасте вызывает болезнь гигантизм. Во взрослом состоянии- акромегалию. Гипофункция- карликовость; регуляторные: гонадотропные гормоны регулируют деят. Половых желез, пролактин- усиливает выработку молока, тиреотропный- регулирует работу щитовидной железы, адренокортикотропный- усиливает синтез гормонов коры надпочечников.
Эпифиз: вырост промежуточного мозга. Выделяет гормон мелатонин, тормозящий действие гонадотропных гормонов.
Щитовидная железа: иодосодержащие гормоны: тироксин и трииодтиронин, влияющие на окислительные процессы, регулирующие обмен в-в, рост, влияют на ЦНС.
Надпочечники- парные железы, расположены над почками. Сост. Из двух слоев: корковый и мозговой(внутренний). Корковый вырабатывает 3 группы гормонов: кортизон и кортикостерон, влияющие на обмен веществ и стимулирующие образование гликогена, альдостерон- обмен калия и натрия; андрогены, эстрогены, прогестерон- развитие вторичных половых признаков. Мозговой слой: адреналин и норадреналин- повышают кровяное давление, расширяют коронарные сосуды сердца. Поджелудочная железа: расположена ниже желудка. Железа смешанной секреции, эндокринной частью железы являются островки Лагерганса. Вырабатывает инсулин (снижает уровень глюкозы, стимулирует печень на превращение глюкозы в гликоген), глюкагон (повышает уровень глюкозы, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы). Половые железы: вырабатывают эстрогены и андрогены. Прогестерон- гормон беременности.

Кости. Скелет.
Органические вещ-ва- 30%. Минер. Соли-60%, вода- 10%.
Мозговой отдел- большая непарная лобная кость; -плоская кость; шов неподвижный! Лицевой отдел- верхняя и нижняя челюсть, небные, скуловые, носовые, слезные кости- плоские- неподвижный шов. Скелет туловища: Позвоночник: 33-34 позвонка; 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 4-5 копчиковых. Кости короткие, смешанные- соединение полуподвижное. Грудная клетка: 12 пар ребер и грудина- короткие- смешанные- плоские- полуподвижное. Пояс верхних конечностей (пара лопаток, пара ключиц)- плоские- подвижное. Скелет верхних конечностей (плечевая кость, предплечье, кисть)- трубчатые, короткие- подвижное. Пояс нижних конечностей (две тазовые кости) – плоские- неподвижное. Скелет нижних конечностей (бедренная кость, голень; стопа образована двумя рядами предплюсны(7), плюснами (5), и косточками пальцев(14)- трубчатые -длинные- подвижное.

Кровеносная система.
Артерии- кровь течет от сердца к органам. Переходят в капилляры. По артериям течет артериальная кровь (насыщенная кислородом). Вены- кровь движется к сердцу от органов- кровь венозная. Большой круг: левый желудочек-аорта-артериальные капилляры-венозные капилляры-воротная вена-верхняя и нижняя полая вена-правое предсердие. (23 минуты). Малый круг: правое предсердие- правый желудочек-легочные артерии-легочные вены-левое предсердие(4 секунды). Расслабление-0,4; сокращение-расслабление-0,1; расслабление-сокращение-0,3.

Дыхательная система.
Носовая полость-носоглотка-гортань-трахеи-бронхи-легкие. Дыхательный центр- продолговатый мозг.
Пищеварительная система.
Зубы 32: 4 резца, 2 клыка, 4 малых и 6 больших коренных зубов на каждой челюсти. Слюнные железы-3.-глотка, пищевод-желудок-кишечник. Пепсин- фермент желудка- расщепляет белки до пептидов, липаза- жиры молока. В желудке всасывается: вода, глюкоза, мин.соли. среда кислая фермент сока поджелудочной железы трипсин расщепляет белки до аминокислот, липаза- жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза- углеводы до глюкозы. Среда щелочная.

Пластический обмен- ассимиляция- синтез- затрата энергии. Энергетический обмен- диссимиляция- распад- выделение энергии.
Витамины: водорастворимые(С, В1-тиамин, В2-рибофлавин, В6-пиродоксин, В12-цианокобаламид, РР- никотиновая кислота); жирорастворимые (А-ретинол, D- кальциферол, Е- токоферол, К-филлохинон).

БЖУ
Белки: 20 аминокислот, биополимеры. Первичная структура- цепочка аминокислот, связь пептидная; вторичная- спираль, водородная связь; третичная- глобула, связи водородные, ионные, ковалентные, гидрофобные; четвертичная- объединение глобул в нескольких структур. При распаде 1г=17,6 кДж.
Углеводы. Моносахариды- рибоза, глюкоза; дисахариды- мальтоза, сахароза; полисахариды- крахмал, целлюлоза. 17,6 кДж.
Жиры. Сложные эфиры глицерина. 38,9 кДж.
ДНК: А=Т, Ц=Г. биополимер, состоящий из нуклеотидов.
РНК: А=У, Ц=Г. одинарная полинуклеотидная цепочка. +рибоза + остаток Н2РО4.

Органоиды клетки.
Ядро. Окружено двухслойной пористой мембраной. Содержит хроматин. Ядрышко- состоит из белка и РНК. Ядерный сок- кариолимфа. Ф-и: хранение наследственной информации; регуляция синтеза белка; транспорт веществ; синтез РНК, сборка рибосом.
ЭПС. Шероховатая- система мембран, образующих канальцы, цистерны, трубочки- синтез белка на рибосомах, транспорт веществ по цистернам и трубочкам, деление клетки на секции- компартменты. Гладкая- имеет такое же строение, но не несет рибосом- синтез липидов, белок не синтезируется, остальные функции сходные ШЭР.
Рибосомы. Мельчайшие органоиды, диаметром около 20 нм. Состоят из двух субъединиц. В их состав входит рРНК и белки. Синтезируются в ядрышке. Образуют полисому. Ф-и: биосинтез первичной структуры белка по принципу матричного синтеза.
Лизосомы. Одинарный мембранный пузырек диаметром 0,2-0,8мкм, овальной формы. Образуется в комплексе Гольджи. Ф-и: пищеварительная, участвует в растворении органоидов, клеток и частей организма.
Митохондрии. Двухмембранный органоид. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты- кристы. Внутри заполнена бесструктурным матриксом. Имеет форму круглую, овальную, цилиндр., палочковидную. Ф-и: энергетический и дыхательный центр клеток, освобождение энергии в процессе дыхания. Запасание энергии в виде молекул АТФ. Окисление под действием ферментов до СО2 и Н2О.
Клеточный центр. Органоид немембранного строения, состоящий из двух центриолей. Ф-и: участвуют в делении клеток животных и низших растений, образуя веретено деления.
Аппарат Гольджи. Система уплощенных цистерн, ограниченных двойными мембранами, образующих по краям пузырьки. Ф-и: транспорт продуктов биосинтеза. Вещества упаковываются в пузырьки. Формируют лизосомы.
Органоиды движения: микротрубочки- длинные тонкие полые цилиндры, сост из белков- опора и движение. Микронити- тонкие структуры- способствует току цитоплазмы, опора. Реснички, жгутики.
Пластиды. Хлоропласты: содержимое пластид назыв стромой; образуют граны, в мембранах гран находится хлорофилл, придающий зеленую окраску. Лейкопласты: округлые, бесцветные, на свету преобразуются в хлоропласты, служат местом отложения питательных веществ. Хромопласты: Двухмембранный шарообразный органоид, придает различную окраску листьям, плодам.
Вакуоль. Характерна только для растений. Мембранная полость заполнена клеточным соком. Вакуоль- производная ЭПС. Ф-и: регуляция водно-солевого раствора; поддержание тургорного давления; накопление продуктов обмена веществ и запасных веществ, выведение из обмена токсичных веществ.

Энергетический обмен.
Подготовительный: в пищеварительном тракте в организме, в лизосомах в клетке; происходит расщепление высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных. Белки- аминокислоты + Q1, жиры-глицерин + высшие жирные кислоты, полисахариды-глюкоза +Q. Гликолиз (бескислородный) протекает в цитоплазме, не связан с мембранами; происходит ферментативное расщепление глюкозы – брожение. Молочнокислое брожение: С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ=2С3Н6О3+ 2АТФ+2Н2О. Гидролиз: осуществляется в митохондриях: происходит образование СО2 в результате окисления молочной кислоты под действием ферментов; В матриксе: атом водорода с помощью ферментов- переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы. Окисление атомов водорода до катионов в мембране крист, катионы переносятся белками переносчиками. Образуется 36 молекул АТФ.

Митоз.
Профаза: спирализация хромосом, в результате чего они становятся видимыми; каждая хромосома состоит из двух хроматид; растворение ядерной мембраны; образование веретена деления.
Метафаза: расположение хромосом по экватору; нити веретена деления прикрепляются к центромерам.
Анафаза: деление центромер; отдельные хроматиды расходятся к полюсам клетки.
Телофаза: хроматиды деспирализуются, вокруг них образуется новая ядерная мембрана, формируются два новых ядра; на экваторе закладывается клеточная мембрана; растворяются нити веретена деления; образуются две дочерние диплоидные клетки.

Мейоз
Первое деление.
Профаза: удвоение гомологичных хромосом; спирализация хромосом; коньюгация гомологичных хромосом; хромосомы сливаются попарно, и происходит кроссинговер; утолщение хромосом, растворение ядерной оболочки; образование веретена деления.
Метафаза: гомологичные хромосомы выстраиваются попарно по обе стороны экватора.
Анафаза: разделение пар гомологичных хромосом; расхождение двухроматидных хромосом к полюсам клетки.
Телофаза: образование двух дочерних клеток. Хромосомы состоят из двух хроматид. Второе деление.
Профаза: интерфаза отсутствует, к делению одновременно приступают две клетки; образуется веретено деления; сходна с профазой митоза.
Метафаза: двухроматидные хромосомы располагаются по экватору клетки.
Анафаза: деление центромер; хроматиды расходятся к полюсам.
Телофаза: образование четырех гаплоидных клеток.

Развитие зародыша:
Зигота- оплодотворенная яйцеклетка с диплоидным набором хромосом.
Бластула- многоклеточный зародыш с полостью внутри. По форме напоминает шар. Образован в результате многократного деления зиготы.
Гаструла- двухслойный зародыш, образовался в результате впячивания бластулы. Образование двух зародышевых листков эктодермы и энтодермы.
Нейрула- стадия закладывания внутренних органов.
Эктодерма: нервная система, органы чувств, покровная и нервная ткань.
Энтодерма: кишечник, пищеварительные железы, жабры, легкие, щитовидная железа.
Мезодерма: хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная система, соединительная и мышечная ткань.

Генетика.
Первый з-н Менделя: правило единообразия гибридов первого поколения: при моногибридном скрещивании гибриды первого поколения единообразны по фенотипу и генотипу. Проявляются только доминантные признаки.
Второй з-н Менделя: закон расщепления: при моногибридном скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 1:2:1- по генотипу, 3:1- по фенотипу.
Третий з-н Менделя: закон независимого наследования- 9:3:3:1.
Анализирующее скрещивание- скрещивание испытуемого организма с гомозиготными по исследуемому признаку в целях выяснения его генотипа.
Закон сцепленного наследования (Морган). Сцепленное наследование- совместное наследование генов, сосредоточенных в одной хромосоме, гены образуют группы сцепления.

Изменчивость.
Модификационная- изменения признаков организма под воздействием среды и не связанные с изменением генотипа. Модификации не наследуются, проявляются в границах определенных нормой реакции (загар человека, различия в размерах растений)
Мутационная- наследственная изменчивость, вызывающая изменения в генотипе, передается по наследству (цвет волос, форма листьев) –генотипическая- изменчивость генотипа; цитоплазматическая- изменчивость пластид и митохондрий.
Генотипическая: комбинативная и мутационная (генные, хромосомные, геномные).

Движущие силы эволюции.
Наследственная изменчивость- способность приобретать новые признаки, различия между особями и передавать их по наследству.
Борьба за существование- совокупность отношений между особями и различными факторами внешней среды.
Естественный отбор- выживание наиболее приспособленных.
Дрейф генов- изменение частоты встречаемости генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов.
Изоляция- возникновение любых барьеров, препятствующих скрещиванию особей внутри популяции.

Критерии вида.
Морфологический- сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида.
Физиологический- сходство процессов жизнедеятельности особей одного вида.
Биохимический- сходство по составу, строению белков, нуклеиновых кислот, углеводов.
Генетический- сходство количества, формы, окраски хромосом.
Географический- определенный ареал, занимаемый видом в природе.
Экологический- совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид.

Арогенез- ароморфоз- основной путь прогрессивной эволюции, не носит приспособительный характер, поднимает организмы на более высокую ступень. (двусторонняя симметрия тела, теплокровность, легочное дыхание.
Аллогенез- дегенерация- упрощение организации, редукция некоторых органов.
Аллогенез- идиоадаптация- возникновение частных приспособлений к условиям среды, без изменения уровня организации.

Экологические факторы.
Абиотические: свет, температура, влажность.
Биотические: влияние растений друг на друга, взаимодействие животных и растений, взаимодействие животных друг с другом.
Антропогенные- воздействие человека на растения, животных.

Структура биоценоза.
Продуценты- производители. Способны синтезировать органические вещества из неорганических с использованием солнечной энергии (автотрофы- высшие растения, водоросли)
Консументы- потребители. Гетеротрофы- организмы, использующие для питания готовые органические вещества. Первичные гетеротрофы- травоядные животные, вторичные- плотоядные.
Редуценты- разлагают органические остатки продуцентов и консументов. Детритофаги- бактерии, грибы, животные питающиеся падалью.