Критические периоды: зигота, имплантация, роды.

два критических периода в развитии плацентарных млекопитающих. Первый из них совпадает с процес­сом имплантации зародыша, второй — с формированием плаценты. Имплантация приходится на первую фазу гаструляции, у человека — на конец 1-й —начало 2-й недели. Второй критический период продолжается с 3-й по 6-ю неделю. По другим источникам, он включает в себя также 7-ю и 8-ю недели. В это время идут процессы нейруляции и начальные этапы органогенеза.

У человека П.Г. Светлов выделил 3 критических периода: 1) имплантация (6-7-е сутки после оплодотворения яйцеклетки); 2) плацентация (окончание 2-ой недели беременности); 3) перинатальный период (роды). Последний период отличается резким изменением в организме характера кровообращения, газообмена, питания, выделения и др.

Неблагоприятные воздействия среды в течение критических периодов развития зародыша могут вызвать отклонения в развитии органа. Такие отклонения в развитии органа, приводящие к функциональным расстройствам, называются уродствами, или пороками развития. Факторы среды, вызывающие формирование уродств, или пороков развития, названы тератогенными.

Близнецовый метод . метод позволяет оценить роль наследственности и среды в развитии признака. Близнецы бывают монозиготными и дизиготными. Монозиготные(из 1 оплодотворенной яйцеклетки) в рез-те ее разделения на 2е с образованием двух эмбрионов. Имеют одинаков генотипы, всегда одного пола, высокую степень сходства по многим признакам. различие признаков зависит только от факторов внеш среды.

Дизиготные близнецы из или более овулировавших и оплодотворенных разными сперматозоидами яйцеклеток. Имеют разные генотипы,мб одного или разн пола. Характеризуются дискордантностью- несходством по многим признакам.благодаря одноврем рождению и воспитанию имеют общие средовые факторы. Различие признаков в осн-м связано с генотипом. Для доказательства роли наследственности сравнивают долю(%) конкордантных пар (одинаковых по конкретному признаку) среди моно- и дизиготных близнецов.

2.В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводится к объединению в наследственном материале для развития потомка генетической информации от двух разных источников – родители.

Эволюция размножения шла, как правило, в направлении от бесполых форм к половым, от изогамии к анизогамии, (Гаметы) от участия всех клеток в размножении к разделению клеток на соматические и половые, от наружного оплодотворения к внутреннему с внутриутробным развитием (Половая система) и заботой о потомстве. Темп размножения, численность потомства, частота смены поколений наряду с другими факторами определяют скорость приспособления вида к условиям среды. Например, высокие темпы размножения и частая смена поколений позволяют насекомым в короткий срок вырабатывать устойчивость к ядохимикатам. В эволюции позвоночных -- от рыб до теплокровных -- наблюдается тенденция к уменьшению численности потомства и увеличению его выживаемости

3 .Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды.

Биоритмы - циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам - суточным (колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (биологические процессы у организмов, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.). Наука о биологических ритмах - хронобиология.

К в н е ш н и м ф а к т о р а м относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.

К в н у т р е н н и м ф а к т о р а м относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Основными параметрами биоритмов являются такие показатели:

1. период — время между двумя одноименными точками в волнообразно изменяющемся процессе;

2. акрофаза — точка времени в периоде, когда отмечается максимальное значение исследуемого параметра;

3. мезор — уровень среднего значения показателей изучаемого процесса;

4. амплитуда — величина отклонения исследуемого показателя в обе стороны от средней.

Фаза колебания характеризует состояние колебательного процесса в момент времени; измеряется в долях периода, а в случае синусоидальных колебаний — в угловых и дуговых единицах.

Рассогласование биоритмов (десинхроноз) является, как показывают исследования, первым сигналом о биологическом неблагополучии, которое может рассматриваться как предпатология или патология. Это позволяет обеспечить раннюю диагностику заболеваний, более эффективное лечение и профилактику.Профилактическая медицина в настоящее время начинает учитывать динамику биоритмов. Так, например, отечественными врачами показано, что вакцинация детей против кори должна проводиться только в первой половине дня, т.к. во второй половине дня развиваются более выраженные прививочные реакции, нарушается суточный режим физиологических функций. Знание биологических ритмов дает врачам и биологам важный инструмент для оценки функционального состояния организма и определения оптимальных значений физиологических функций во временном аспекте, как на предсказуемые, так и непредсказуемые воздействия.

45 билет.

1Мутационный процесс, выполняя роль элементарного эволюционного фактора, происходит постоянно на протяжении всего периода существования жизни, а отдельные мутации возникают многократно у разных организмов. Генофонды популяций испытывают непрерывное давление мутационного процесса. Это обеспечивает накопление мутаций, несмотря на высокую вероятность потери в ряду поколений единичной мутации. Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Изоля́ция — исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне и приводит к видообразованию.По характеру изолирующих барьеров классифицируют географическую и репродуктивную (биологическую) изоляцию. Дрейф генов или генетико-автоматические процессы — явление ненаправленного изменения частот аллельных вариантов генов в популяции, обусловленное случайными статистическими причинами.Естественный отбор — процесс, изначально определённый Чарльзом Дарвином как приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. В соответствии с теорией Дарвина и современной синтетической теорией эволюции, основным материалом для естественного отбора служат случайные наследственные изменения — рекомбинация генотипов, мутации и их комбинации.

2. Близнецовый метод.Этот метод используют в генетике человека для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Так как наследственный материал однояйцовых близнецов одинаков, то различия, которые возникают у них, зависят от влияния среды на экспрессию генов. Сравнение частоты сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцовых близнецов позволяет оценить значение наследственных и средовых факторов в развитии фенотипа человека.Наследственная предрасположенность к болезнямТакие наиболее распространенные хронические недуги, как язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, сахарный диабет, бронхиальная астма, гипертония и атеросклероз, шизофрения и т. д., имеют склонность к семейному накоплению, хотя и не явно выраженную строго генетически. К таким недугам   относятся   и   наиболее   частые врожденные пороки развития: заячья губа, волчья пасть, черепно-мозговые и спинномозговые грыжи, врожденные пороки сердца, косолапость, врожденный вывих бедра.Считается, что все эти заболевания и врожденные пороки развития, занимающие наибольшее место в патологии человека, практически всегда являются результатом сочетанного действия, генетических и средовых факторов. Это означает, что одного только наследственного влияния недостаточно для развития таких болезней, впрочем, как и лишь одного влияния факторов окружающей среды. Гены, составляющие фон наследственной предрасположенности к болезни, как и средовые факторы, приводящие к реализации этой предрасположенности, сами по себе не вредны, действие их носит множественный характер, а вк.чпд каждого в суммарный эффект может быть самым незначительным.Наследственная предрасположенность к таким «ненаследственным» болезням представляет собой неблагоприятную комбинацию самых обычных патологически не измененных полиморфных генов человека.В генетической информации заложена способность развития определенных свойств и признаков. Эта способность реализуется лишь в определенных условиях среды. Одна и также наследственная информация в измененных условиях может проявляться по –разному. Пример - у кроликов гималайской породы и сиамских кошек характер отложения пигмента в волосяном покрове на различных частях тела определяется температурными условиями/ темная шерсть на более охлаждающихся участках/. Следовательно, наследуется не готовый признак, а определенный тип реакции на воздействие внешней среды. Отягощенная наследственность не обязательно должна проявиться. Многое зависит от тех условий, в которых находится человек.Факторы риска: di-diМонозиготные близнецы – две плаценты и два зародышевых мешка 20-30% от всех. Минимальные нарушенияMono di Плацента общая но у каждого свой зародышевый мешокMono mono Общая плацента общий зародышевый мешок. Наибольший процент нарушений, т.к. высока конкуренция между ними.Химеризация хромосом (мозаизм) – в образовании зародыша принимает участие 4 клетки: 2 слившихся в раннем эмбриогенезе зиготы. Часть тканей имеет гены одной зиготы, часть – другой.Полуидентичные близнецы – одна яйцеклетка, два сперматозоида. Суперфетация – 2 яйцеклетки оплодотворены 2 разными спермиями (Вероятность разного отцовства – гетеросуперфетация. В межрасовом браке возможно рождение микс-близнезов.

3. Дифиллоботриоз – краевая патология Тюменской области. Диагностические признаки: длина 7-10 м. сколекс лишен присосок. Прикрепляется к стенкам кишок при помощи 2 присасывательных бороздок – ботрий. Проглотиды в ширину больше, чем в длину. Матка имеет форму в виде петель, образующих розетку. Отверстие матки расположено у переднего края проглотиды. Яйца овальные, желтовато-коричневого цвета. Имеется крышечка. Жизненный цикл: смена 2 промежуточных хозяев. Основные хозяева – человек и плотоядные млекопитающие. Первый промежуточный хозяин – циклоп, второй - рыба. Яйца должны попасть в воду, в воде из яйца освобождается свободно плавающая личинка – корацидий, снабженная 3 парами крючьев. Для дальнейшего развития корацидий должен быть проглочен 1 промежуточным хозяином. В кишках рачка корацидий теряет реснички и в виде онкосферы проникает в полость тела. Здесь он превращается в процеркоид. Если рачка проглатывает рыба, то в ее мускулатуре процеркоид превращается в плероцеркоид. Таким образом инвазионной стадией для человека является плероцеркоид.Патогенное значение: ботриями лентец защемляет слизистую оболочку кишки, что приводит к омертвлению тканей. Клубки из стробил нескольких гельминтов могут повлечь за собой кишечную непроходимость. Вызывает общую слабость и истощение.

46 билет.

Частоты генотипов и аллелей. Важнейшим понятием популяционной генетики является частота генотипа – доля особей в популяции, имеющих данный генотип. Соотношения Харди – Вайнберга. При исследовании генетической динамики популяций, в качестве теоретической, «нулевой» точки отсчета принимают популяцию со случайным скрещиванием, имеющую бесконечную численность и изолированную от притока мигрантов.

Здоро́вье — состояние любого живого организма, при котором он в целом и все его органы способны полностью выполнять свои функции; Биологические ритмы или биоритмы – это периодические изменения характера и интенсивности протекания биологических процессов под влиянием внутренних и внешних факторов. Зависимости жизнедеятельности от биологических ритмов подвержены практически все живые организмы. Биоритмы наблюдаются как в отдельных клетках, тканях или органах, так и в целых организмах и даже популяциях.Энтропия – функция состояния, изменение которой равно теплоте подведенной или отданной системой в обратимом процессе деленной на температуру , при которой осуществлялся процесс.

3. Природа Западной Сибири очень уязвима и легко разрушается при воздействии на нее. Объясняется это малым количеством вещества и энергии, вовлекая в круговорот на 3 порядка меньше, чем на равнине, прирост продуцентов в 12 раз меньше. Экоситуация в тюменской области оценивается как преддверие глобального экологического кризис: загрязнение почвы (нефть 3-5%). Самый интенсивный загрязнитель нефть. 100 грамм нефти загрязняет 8000 л воды, так что она не пригодна для хозяйственных нужд. Ежегодно в воду попадает свыше 2 тонн нефти. Качество воды: вода соответствует классу «грязная», самая грязная река – Ишим.

Билет 47

1: Борьба материализма и идеализма в решении проблемы развития. Преформизм и эпигенез

Сложность процессов, лежащих в основе онтогенеза, трудный и продолжительный путь их изучения стали одной из причин появления, развития и' существования идеалистических течений в эмбриологии, а затем и в биологии развития. Так, витализм допускал наличие в организмах особей нематериальной жизненной силы. В VII веке Я. ван Гельмонт создал учение об «археях» - духовных началах, управляющих деятельностью и развитием органов тела. В XVIII веке Г. Шталь полагал, что целесообразное устройство организма обеспечивает душа.

Первые микроскописты XVII века (Я. Сваммердам, М. Мальпиги, А. Левенгук) полагали, что зародыш находится в уже сформированном состоянии в яйцеклетке (овизм) или сперматозоиде (анималькулизм), а в процессе развития происходит лишь увеличение в размерах и уплотнение прозрачных ранее невидимых тканей. Так возник преформизм, основатели которого исходили из того, что структура будущего организма во всех деталях представлена в половых клетках. Преформизм основывался на креационизме (догме изначального творения всех живых существ) и заложенных в них зачатках всех будущих поколений («вложение зародышей»). В дальнейшем преформизм развивали Ш. Бонне, Л. Спалланцани и др.

Во второй половине XVIII века сформировалось учение о постепенном развитии и новообразовании, в ходе которого строение организма усложняется. Однако в конце XIX века в связи с успехами цитологии оживились преформистские взгляды, которые обобщили В. Ру (1850-1924) и другие основатели неопреформизма. Они утверждали, что каждый участок яйцеклетки представляет будущую определённую часть организма (орган, систему органов)

Возрождение в конце XIX века эпигенетического учения в форме неоэпигенеза, к сожалению, в ряде случаев сопровождалось откатом на идеалистические позиции витализма. Так, X. Дриш (1867-1945), изучивший развитие морских ежей из бластомеров, пришёл к заключению, что пространственное упорядочение в развивающемся организме проходит под действием нематериального фактора - энтелехии. И только с развитием генетики в XX веке в эмбриологии получили распространение материалистические толкования закономерностей онтогенеза, основанные на признании ключевой роли генетической информации и факторов внешней среды в развитии живого организма.

Изменения в процессе онтогенеза включают изменения на разных уровнях организации особи: молекулярном, клеточном, тканевом, органном, системном. Являясь достаточно сложными, они исследуются учёными из различных областей биологии - генетиками, биохимиками, морфологами, эмбриологами и др. На стыке этих и других биологических дисциплин возникла самостоятельная биологическая наука - биология развития, которая стала преемницей механики развития и эмбриологии в середине XX века. Биология развития изучает наследственные, молекулярные и структурно-функциональные основы развития организмов, механизмы клеточных взаимодействий и регуляции онтогенеза, обеспечивающие дифференцировку клеток, тканей и органов, а также целостность онтогенеза. Достижения биологии развития открывают большие перспективы для практики. Успешно разрабатываются, в частности, научные основы управления развитием животных и растений, регуляции пола и численности животных, опухолевого роста и др.

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. При бесполом размножении эта программа заключена в неспециализированных клетках единственного родителя, дающего потомство. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами — фенотип. В процессе развития организм закономерно меняет свои характеристики, оставаясь тем не менее целостной системой. Поэтому под фенотипом надо понимать совокупность свойств на всем протяжении индивидуального развития, на каждом этапе которого существуют свои особенности.

Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наследственной информации, заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов Вместе с тем существенное влияние на их формирование оказывает вся система генотипа. Формирование сложных признаков осуществляется в результате разнообразных взаимодействий неаллельных генов непосредственно в генотипе либо контролируемых ими продуктов. Стартовая программа индивидуального развития зиготы содержит также так называемую пространственную информацию, определяющую передне-задние и спинно-брюшные (дорзовентральные) координаты для развития структур.

Наряду с этим результат реализации наследственной программы, заключенной в генотипе особи, в значительной мере зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Факторы внешней по отношению к генотипу среды могут способствовать или препятствовать фенотипическому проявлению генетической информации, усиливать или ослаблять степень такого проявления В генетике индивидуального развития среда представляет собой сложное понятие. С одной стороны, это непосредственное окружение, в котором осуществляют свои функции отдельные гены и генотип в целом. Оно образовано всей совокупностью факторов внутренней среды организма: клеточное содержимое (исключая ДНК), характер прямых межклеточных взаимодействий, биологически активные вещества (гормоны). Совокупность внутриорганизменных факторов, влияющих на реализацию наследственной программы, обозначают как среду 1-го порядка. Особенно большое влияние на функцию генотипа факторы этой среды оказывают в период активных формообразовательных процессов, прежде всего в эмбриогенезе. С другой стороны, выделяют понятие окружающей среды, или среды 2-го порядка, как совокупности внешних по отношению к организму факторов.