Сверхдоминирование

        Сверхдоминантность (генетическая), лучшая приспособленность и более высокая селективная ценность (отборное преимущество) гетерозигот от моногибридного скрещивания (например, Аа) по сравнению с обоими типами гомозигот (АА и аа) С. можно определить также как Гетерозис, возникающий при моногибридном скрещивании. Наиболее известный пример С. — взаимоотношения между нормальным (S) и мутантным (s) аллелями (См. Аллели) гена, контролирующего структуру гемоглобина у человека. Люди, гомозиготные по мутантной аллели (ss), страдают тяжёлым заболеванием крови — серповидноклеточной анемией от которого они гибнут обычно в детском возрасте (эритроциты больного имеют серповидную форму и содержат гемоглобин, структура которого незначительно изменена в результате мутации). Однако в тропической Африке и других районах, где распространена малярия, в популяциях человека постоянно присутствуют все три генотипа — SS, Ss и ss (20—40% населения гетерозиготы — Ss). Оказалось, что сохранение в популяциях человека летальной (смертельной) аллели (s) обусловлено тем, что гетерозиготы (Ss) более устойчивы к малярии, чем гомозиготы по нормальному гену (SS), и, следовательно, обладают отборным преимуществом. Примеры С. многочисленны как в животном, так и в растительном мире. С. — один из факторов, способствующих поддержанию сбалансированного генетического полиморфизма в популяциях, т. е. сосуществования в течение многих поколений и во вполне определённых соотношениях всех трёх возможных генотипов.

Кодоминирование , проявление у гетерозиготы признаков, характерных для обеих форм (аллелей) гена. К. обнаруживается, например, при изучении белков сыворотки крови - трансферринов у особей, гетерозиготных по аллелям, контролирующим биосинтез трансферрина, в крови присутствуют одновременно обе формы этого белка, каждая из которых имеется в отдельности у соответствующей гомозиготы Такие же закономерности наследования наблюдаются и по др. белкам, в том числе почти по всем ферментам. Степень активности каждого из аллельных генов может быть различной. Продукты, синтезируемые под контролем двух аллелей одного гена, могут влиять независимо на проявление признака или взаимодействовать друг с другом Наличие К. позволяет изучать генетическую структуру популяций без проведения скрещиваний или изучения родословных, используя современные биохимические и иммунологические методы разделения белков. К. по эритроцитарным антигенам облегчает определение групп крови у человека и животных. Ср. Доминантность, Рецессивность.

2.

ЭМБРИОГЕНЕЗ (РАЗВИТИЕ) ГОЛОВНОГО МОЗГА

Головной мозг закладывается в виде вздутия передней части нервной трубки.

Вздутие делится на три мозговые пузыря: передний, средний и задний. Этот

этап называется стадией трех мозговых пузырей

На этом этапе у человека может развиться тяжелый порок - ателэнцефалия.

Эта аномалия связана с остановкой развития (гетерохрония) передней части

нервной трубки на стадии трех мозговых пузырей. В результате большие полушария

и подкорковые ядра не формируются

Стадия пяти мозговых пузырей. Передний мозговой пузырь делится на два

отдела: передний и промежуточный. Средний мозговой пузырь не делится. Задний

мозговой пузырь делится на два отдела: задний и продолговатый. Продолговатый

мозг без резкой границы переходит в спинной мозг

Одновременно происходит преобразование невроцеля (полости нервной

трубки). Расширения невроцеля в полушариях переднего мозга формируют боковые

желудочки. У рыб они не отделены и образуют общую полость. Полость невроцеля

промежуточного мозга образует третий желудочек. Узкая щель невроцеля в среднем

мозге называется сильвиев водопровод. Полость невроцеля в продолговатом мозге

образует четвертый желудочек, который сообщается со спинномозговым каналом.

Нервные клетки позвоночных имеют общие черты строения с нейронами

других животных, но их отличает то, что тела и короткие отростки - дендрита -

составляют серое вещество мозга, а длинные отростки нервных клеток - аксоны -

образуют белое вещество

Таким образом, у всех позвоночных головной мозг состоит из пяти отделов:

переднего, промежуточного, среднего, заднего и продолговатого. Они

располагаются в одной и той же последовательности. Однако, степень их развития,

детали строения и функции у представителей различных классов неодинаковы

Выделяют три основных типа мозга позвоночных: ихтиопсидный,

зауропсидный и маммальный

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ

Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и

амфибий. Этот тип мозга состоит из пяти основных отделов, ведущим из которых

является средний мозг. Он координирует работу всей нервной системы (принимает

информацию, осуществляет ее анализ и вырабатывает ответные реакции). Средний

мозг разделен на две зрительные доли, имеющих в крыше слой серого вещества -

кору, или тектум.

Передний мозг рыб не разделен на полушария, имеется только поверхностная

борозда. Серое вещество образует скопления в обонятельных долях, в полосатых

телах - на дне переднего мозга и сплошным слоем выстилает полость желудочка.

Полоска серого вещества вокруг желудочка, несмотря на то, что она располагается

внутри мозга, а не в крыше переднего мозга, называется древней корой, или

палеокортексом. Нервные клетки в крыше переднего мозга отсутствуют (костистые

рыбы) или образуют незначительные скопления (осетрообразные рыбы).

Обонятельные доли развиты хорошо, так как для ориентации рыб большое значение

имеет химические чувство

Передний мозг амфибий уже разделен на два полушария, каждое из которых

имеет собственный желудочек. Серое вещество переднего мозга

дифференцируется на полосатые тела, древнюю кору и зачаток старой коры. Масса

полосатых тел, по сравнению с рыбами, увеличивается. Крыша переднего мозга

содержит тонкий слой нервных клеток - первичный мозговой свод, или зачаток

архикортекса (старая кора) У двоякодышащих рыб и безногих земноводных впервые появляется гиппокамп (центр обоняния) - парная структура, образующаяся из зачатка архикортекса. Древняя кора занимает промежуточное положение между старой корой и полосатыми телами. Обонятельные доли развиты

меньше, чем у рыб. Передний мозг рыб и амфибий функционирует как

обонятельный центр.

Промежуточный мозг рыб и амфибий имеет первичные зрительные центры,

или зрительные бугры На его крыше находится железа внутренней

секреции - эпифиз. От дна отходит гипофиз и пара зрительных нервов, образующих

перекрест - хиазму.

Мозжечок рыб и амфибий отвечает за координацию движений. У рыб он

хорошо развит, а у амфибий имеет вид небольшого валика.

Продолговатый мозг рыб и амфибий без резкой границы переходит в спинной

мозг и содержит жизненно важные центры, такие как центр дыхания и

кровообращения.

Зауропсидный тип мозга характерен для классов Рептилий и Птиц. Этот тип

мозга состоит из пяти основных отделов, ведущим из которых является передний

мозг.

Передний мозг разделен на полушария и является самым крупным отделом,

причем его масса увеличивается за счет полосатых тел, мигрирующих с дна к центру

переднего мозга. Крыша переднего мозга представлена архикортексом, или старой

корой. Она остается тонкой и характеризуется послойным и упорядоченным

расположением тел нейронов, аксонов и дендритов. Архикортекс представлен двумя

островками: латеральными и медиальными. Медиальные островки в процессе

эволюции преобразуются в гиппокамп. Он выполняет функцию центра обоняния.

Латеральные островки являются зачатками новой коры. У рептилий наблюдается

установление связей между гиппокампом и гипоталамусом. Древняя кора хорошо

развита и располагается вдоль боковой поверхности и основания переднего мозга

Промежуточный мозг связывает между собой передний мозг и крышу среднего

мозга Средний мозг теряет свое значение ведущего отдела. Его размеры

уменьшаются, по сравнению с рыбами и амфибиями, а зрительная кора

увеличивается. Мозжечок развит значительно лучше, чем у амфибий.

Продолговатый мозг образует характерный для всех высших позвоночных

изгиб в вертикальной плоскости.

Маммальный тип мозга характерен для класса Млекопитающих. Он состоит из

пяти основных отделов, ведущим из которых является передний мозг. Передний

мозг млекопитающих полностью разделен на два полушария - правое и левое

В процессе развития конечный отдел мозга человека может не разделиться и

иметь вид полусферы с единой полостью (желудочком). Такая патология называется

голопрозэнцефалией Конечный мозг может разделиться только в задней

части и лобные доли останутся неразделенными. Такая патология называется

алобарной прозэнцефалией Конечный мозг может разделиться продольной бороздой, но в глубине оба полушария остаются связанными друг с другом. Такая патология называется прозэнцефалией

У высших млекопитающих между полушариями формируется сложная

комиссура - мозолистое тело. Она связывает между собой полушария и

координирует их работу.

У человека встречаются врожденные пороки развития мозолистого тела,

такие, например, как аплазия (агенезия) и гипоплазия мозолистого тела (полное или частичное отсутствие комиссуры мозга).

У примитивных млекопитающих закладки древней коры хорошо развиты, тогда

как у высокоорганизованных они сохраняются в виде грушевидной доли. Старая

кора на медиальной поверхности заворачивается в виде гиппокампа, который

вместе с другими структурами входит в состав лимбической системы мозга.

Новая кора, сильно разрастаясь, резко увеличивает объем переднего мозга,

тогда как у рептилий и птиц его увеличение идет за счет полосатых тел. Дальнейший рост поверхности новой коры у высших млекопитающих происходит за счет образования борозд и извилин.

У человека встречается врожденная патология - агирия (гетерохрония),

которая проявляется в отсутствии борозд и извилин (гладкий мозг) больших

полушарий.

В коре млекопитающих тела нейронов, аксоны и дендриты располагаются

послойно и в определенном порядке. Такая организация структур позволяет

формировать более быстрый ответ на внешнее или внутреннее воздействие.

Особенностью мозга человека является функциональная асимметрия -

различие в функциях правого и левого полушарий.

Правое полушарие отвечает за образное мышление, характеризующееся

одномоментным восприятием многих предметов, явлений и мира в целом, со всеми его составными элементами.

Левое полушарие отвечает за абстрактное мышление. Его особенностью

является способность к последовательному, ступенчатому познанию, которое носитсоответственно аналитический, а не синтетический характер.

При рождении человека системы мышления еще не сформированы, но уже

имеются предпосылки к возникновению функциональной асимметрии. Она

формируется в процессе индивидуального развития, под влиянием социальных контактов, прежде всего семейных. Считается, что в первые годы жизни доминирует правое полушарие. В процессе обучения речи, письменности и во время дальнейшего образования происходит сдвиг межполушарной асимметрии в сторону левого полушария.

Промежуточный мозг млекопитающих также, как и у всех позвоночных, на

верхней поверхности содержит эпифиз, а на нижней - хиазму и гипофиз. Кроме того,промежуточный мозг имеет ряд сенсорных ядер, которые служат важным местом переключения информации на пути к большим полушариям

Средний мозг состоит из четверохолмия. Сохраняются ядра зрительной

системы (верхние бугры) и появляются слуховые центры (нижние бугры).

Мозжечок сильно увеличивается в размерах, особенно выражены его полушария. Усложняется его внутренняя структура.

В продолговатом мозге формируются новые проводящие пути.

3.

Малярийный плазмодий-Чебышев, альбом

Билет 31

1.

Признаки организма формируются под действием генов.

(Ген - единица наследственности, определяющая развитие какого-либо

признака организма. Гены находятся в определенных хромосомах и занимают

определенное место.)Это происходит в результате ряда биохимических реакций, протекающих в определенных условиях среды, обусловливающих характер обмена веществ и развитие определенных

признаков.

Между большинством наблюдаемых признаков развивающегося

человеческого организма и отдельными генами имеется сложная связь. Один ген,

определяющий какой-то этап развития ткани или органа может влиять не на один, а

на несколько признаков, проявляя плейотропное действие. Большинство признаков

зависит от функции многих генов, т.е. наследуются полигенно.

Изменения, происходящие в одном гене, могут повлиять на данный признак.

Например, у дрозофилы ген белоглазия воздействует также на цвет и форму внутренних органов, снижает плодовитость, уменьшает продолжительность жизни

Пенетрантность - это количественный показатель фенотипиче-кого

проявления гена. Пенетрантность характеризует процент особей, проявляющих в

генотипе данный ген, по отношению к общему числу особей, у которых он мог бы

проявиться. Если мутантный ген проявляется у всех особей - это 100%

Пенетрантность. Если неполная Пенетрантность, то указывают процент особей,

проявляющих ген

Экспрессивность - степень выраженности признака при реализации генотипа в

различных условиях среды. Эта выраженность фенотипического проявления гена

связана с изменчивостью признака в пределах нормы реакции. Понятие

экспрессивности аналогично тяжести заболевания

генокопии - это появление одних и тех же признаков, развивающихся под контролем

неаллельных генов.

Например, у человека известно несколько форм рецессивной наследственной

глухоты, вызываемых мутантными аллелями нескольких аутосомных генов и одного

сцепленного с Х - хромосомой.

Для прогноза возможного проявления наследственных заболеваний у

потомков, если родители имеют сходные болезни, важно знать тип наследования.

При соотносительном наследовании нескольких признаков тип наследования

может быть независимым, частично сцепленным и сцепленным.

При независимом наследовании происходит случайное комбинирование

признаков родителей у потомков. Оно свойственно признакам, гены которых

находятся в негомологичных хромосомах или в одной хромосоме на расстоянии

более 50 морганид. У человека независимо наследуются способность ощущать вкус

фенилтиомочевины и выделение в слюну эритроцитарных антигенов системы групп

крови АВ0.

При полностью сцепленном наследовании гены, кодирующие признаки,

передаются от родителя сцепленно с хромосомой, т.к. эти гены находятся очень

близко друг от друга, и кроссинговер не происходит. Полное сцепление генов

характерно для таких признаков, как синтез полипептидов (β- и γ-гемоглобина у

человека.

При частично сцепленном наследовании у части потомков признаки родителей

воспроизводятся совместно, а у другой части - независимо. Это происходит в

случаях, когда гены в одной группе сцепления расположены на расстоянии,

допускающем осуществление кроссинговера.

У человека гены, контролирующие выделение в слюну антигенов системы

групп крови АВ0 и системы Lutheran, располагаются в одной хромосоме на

расстоянии 15 морганид. Признаки наследуются по частично сцепленному типу.

РИСУНОК 178 ЧЕБЫШЕВ

2.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3.000.000 видов растений, животных, грибов, бактерий и насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский-«человек становится могучей геологической силой».

С понятием биосферы Вернадский связывал пленку жизни, возникшую на поверхности планеты, способную поглощать энергию космоса и трансформировать с ее помощью земное вещество. Сравнение Земли и Луны позволяет наглядно продемонстрировать эффективность живого вещества — биосферы. Сама биосфера как пленка жизни, окружившая внешнюю оболочку земли, многократно усилила и ускорила эволюционные процессы за счет способности утилизировать солнечную энергию

Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в, а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году

АТМОСФЕРА

Атмосфера - газовая оболочка Земли, масса которой составляет 5,15х1015

тонн (рис. 424). Главными составными частями атмосферы является азот (78,08%),

кислород (20,95%), аргон (0,93%), диоксид углерода (0,03%) и др.

В атмосфере, кроме указанных веществ, присутствуют разные аэрозоли -

пылевые, водяные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии. Нижняя часть

атмосферы - тропосфера. В ней сосредоточено более 90% массы всей атмосферы.

На экваторе она простирается до высоты 16-18 км, в умеренных широтах до 10 - 11

км, на полюсах до 8 км.

Выше тропосферы до высоты 50 - 55 км располагается стратосфера.

Температура у ее верхней границы повышается, что связано с наличием слоя озона.

Мезосфера - верхняя граница этого слоя располагается до высоты 80 км.

Температура достигает - 75 - 90°С. Здесь имеются серебристые облака, состоящие

из ледяных кристаллов.

Ионосфера располагается до высоты 800 км. Для нее характерно повышение

температуры более 1000°С. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца

газы находятся в ионизированном состоянии.

Выше 800 км до 2000 - 3000 км располагается экзосфера. Здесь температура

достигает 2000°С, находятся атомы водорода, гелия, образующие корону вокруг

Земли.

Роль атмосферы велика. Она обеспечивает важнейшие жизненные процессы

у растений и животных.

ГИДРОСФЕРА

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая Мировой океан, воды

суши (реки, озера, ледники), подземные воды. Воде принадлежит важнейшая роль в

развитии планеты, так как с ней связано зарождение и развитие живого вещества и

всей биосферы в целом.

Гидросфера находится в тесной связи с литосферой (подземные воды),

атмосферой (пар, вода) и живым веществом, в состав которого она входит.

Вода в биосфере играет роль растворителя, обеспечивает перенос

-437-

растворимых веществ. Например, обмен веществ между сушей и океаном,

организмом и окружающей средой. 94% гидросферы приходится на Мировой океан,

4% на подземные воды, 1,7% на ледники. На долю поверхностных вод приходится

всего 0,0001%.

Большое значение имеют газы, растворенные в воде О3 и СО3. Их количество

варьирует в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. В воде

СО3 в 60 раз больше, чем в атмосфере. В

ЛИТОСФЕРА

Основная масса организмов находится в почве. Почва - поверхностный слой

земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия

растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является

самостоятельным природным образованием. Почва - это биокосное вещество.

Лимитирующим фактором распространения жизни в почве являются высокие

температуры в земных недрах и отсутствие воды в жидком состоянии.

Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, т.е. способность обеспечивать

рост и развитие растений. Это свойство очень ценно для жизни человек и всех

живущих на суше организмов. Почва - гигантская экологическая система,

оказывающая, наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу.

Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает

газовый состав атмосферы Земли.

Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый

В.В.Докучаев (1846 - 1903), впервые давший определение понятию "почва". Он

выявил отличительные свойства и раскрыл сущность почвообразовательного

процесса.

В почвообразовании участвуют следующие факторы:

• материнские (почвообразующие) породы: гранит, известняк, песок,

лессовидные суглинки и др.;

• растительные и животные организмы: под воздействием растений

происходит образование специфических веществ (гумуса или перегноя);

от содержания гумуса зависит плодородие почвы;

• климат;

• рельеф;

• время;

• воды (почвенные или грунтовые);

• хозяйственная деятельность человека.

Посредством почвы - важнейшего компонента биоценозов осуществляются

экологические связи живых организмов с литосферой, гидросферой и атмосферой.