Биологический факультет. ГОСник. Шпоры / ГОС Ответы / билет №20

Б-20. 1) Общая хар-ка тканей. Тканями называют устойчивые, т.е. закономерно повторяющиеся, комплексы клеток, сходные по происх-ю, стр-е и приспособленные к выполнению одной или н-х ф-й. По форме составляющих их клеток различают ткани прозенхиматические, построенные из прозенхимных клеток и паренхиматические (из паренхимных клеток). Ткань из клеток с плотно сомкнутыми оболочками называют плотной, а ткань с развитой системой межклетников - рыхлой. Между примыкающими одна к др. оболочками клеток находится тонкая, оптически изотропная прослойка (срединная пластинка), составляющее ее вещ-во называется межклетным веществом. По наличию (отсутствию) в клетках сформировавшейся ткани живого содержимого различают ткани меристематические или дифференцированные. I- Образовательные (меристематические) – ткани, кот сост-т из кл им. осн f деление: 1) апекальные (верхушечные на концах побегов), 2) латеральные (боковые): а)первичные (прокамбий, перицикл), б)вторичные (камбий, феллоген, пробковый камбий); 3) интеркалярные (вставочные); 4) травматические/раневые. II- Ассимиляционные (мезофилл листа).

III- Запасающие (паренхима клубней, плодов). IV- Аэранхимные (ткани запасающие воздух, обогащенные О2 с оч крупными межклетниками). V- Покровные: а)первичная покровная (эпидерма), б)вторичная (перидерма), в)третичная (корка или ретидом). VI- Выделительные: 1) наружные (железистые волоски – трихомы, выросты – эмергенцы, нектарники, гидатоды), 2) внутренние (выделит кл, многоклеточные вместилища выделений, млечники членистые и нечленистые, смоляные ходы). VII- Механические (опорные, скелетные): 1) колленхима, 2) склеренхима: а) волокна, б) склереиды. VIII- Проводящие: 1) ксилемные ↑ (древесина), 2)флоэмные ↓(луб). IХ – Всасывающие (ризодерма, всасывающие щитки зародышей злаков, гиропоты у водн раст), Х – Регулирующие прохождение в-в (эндодерма, экзодерма, обкладочные кл обводящих пучков листов). Мезофилл у растений в листовых пластинках состоит из тонкостеночной хлорофилоносной паренхимы. Хлоренхима делится у большинства на палисадную и губчатую. Клетки палисадной ткани расположены перпендикулярно кожице, они длинные, узкие и богаты хлорофиллом. Губчатая - состоит из нескольких слоев клеток округлых по очертанию; в ней сильно развита система межклетников. Склеренхима – механ ткань раст сост-я из толстостенных, обычно одревесневших кл 2х типов - волокон и склереид. Волокна прозенхимной формы с заостренными концами и узкими порами в оболочке. Они обеспечивают прочность органов раст на сжатие, растяжение, изгибы. Сформировавшись, они теряют живое содержимое и их полости заполняются воздухом. У многих раст составляют обкладку проводящих пучков, у двудольных расположены в перецикле и первичной флоэме. Колленхима появляется только как первичная ткань и служит существенной частью арматуры молодых органов. Клетки неравномерно утолщены и содержат целлюлозу. По строению близки к паренхиме, увеличивает эластичность стебля. Проводящие тк возникли всвязи с выходом на сушу. Особ-ть: образуют в теле непрерывную разветвленную с-му соединений с органами растений; представляют собой сл. ткани; вытянуты очень значительно в длин тяжи; стенки проводящ Эл-тов им сквозное отверстие (перфорации) и поры, кот облегчают прохождение воды и пит в-в. Водопроводящие элементы ксилемы представлены трахеидами и трахеями. Трахеиды - вытянутые, замкнутые клетки. По характеру утолщения их стенок различают: кольчатые, лестничные, сетчатые, спиральные, пористые. Клетки сообщаются с др. клетками - трахеидами окаймленными порами. Трахея - трубка из продольного ряда члеников трахей, между которыми в перегородках - перфорации. Выдел первичную (формир-ся из прокамбия наз протоксилема) и вторичн (формир-ся из камбия – метаксилема). Должны обладать след требованиям: д.б. тонкие, не покрытые вторичн оболочкой => вторичн обол откладыв кольцами,спиралями и т.п. Трахеиды распростр шире. В ксилеме есть древесные волокна – либриформ – обр-ся как механ ткани. У этих кл толст обол и оч узкие просветы, быстро лигнифицируются. В состав флоэмы покрытосеменных входят ситовидные трубки, из клеток, имеющих целлюзные стенки и сообщающиеся др. с др. В процессе формирования клетки спутницы, а также луб, волокна склераиды , кл паренхимы. В отличии от ксилемы сохраняет живое содержимое в течение всей жизни. Кожица (эпидермис) состоит из плотносомкнутых клеток, имеющих извилистые очертания. На поперечном разрезе клетки кожицы имеют четырехугольные или 5-тиугольные очертания. Оболочка эпидермальных клеток утолщается неравномерно. Наиболее толста наружная стенка. Поверхность кожицы покрыта пленкой - кутикулой. У некоторых она очень толста у др.- ее вообще нет. Восковой налет, как и кутикула, снижает транспирацию. Клетки кожицы долгое время сохраняют способность к делению. Обычно эпидермис сохраняется от неск недель до неск месяцев и взамен него формир-ся новая вторичная покровная ткань – пробковая. Для ее формир-я необходимо заложение вторичной меристемы, кот возникает в следствии отмирания эпидермиса и наз-ся пробковым камбием. Он работает двусторонне. Откладывая кнаруже клетки пробковой ткани и внутрь стебля (в не> мере) живые паренхимные кл с межклетниками – феллодерма. Перидерма – совокупность клеток пробковой ткани, пробкового камбия и феллодермы. Меристематические клетки состоят из недифференцированных клеток, способных многократно делиться. Возникающие из них клетки дифференцируются и попадают во все ткани и органы растения. Меристемы содержат некоторое число инициальных клеток, способных делиться неопределенное число раз. Остальные клетки меристемы – это производные от инициалей, они делятся ограниченное число.

2) Пигменты пластид. Пигменты пластид относятся к 3 классам веществ: к хлорофиллам, фикобиллинам и каротиноидам. Структурная формула хлорофилла А: 4 пиррольных кольца, соединенных м-у собой метановыми мостиками, образуя порфириновое ядро. В стр-ре порфиринового ядра есть циклопентановое кольцо, образованное остатками кетопропионовой кислоты и содержащую химически активную карбонильную группу у С3 и метилированную карбоксильную группу у С10. Боковая цепь 4-го пирольного кольца включает пропионовую кислоту, связанную сложноэфирной связью с полиизопреновым непредельным спиртом фитолом. У 1,3,5,8-го углеродов пирольных колец имеются метильные группы, у 2-го винильная, у 4-го этильная. Порфириновое кольцо представляет собой систему из девяти пар сопряженных чередующихся двойных и одинарных связей с 18 делокализованными ПИ- парами. Хлорофил В отличается от А тем, что у 3-го углерода вместо метильной находится формильная группа (-СНО). При замещении атома Mg протонами в молекуле хл. образуются соответствующие феофитины. В твердом виде хл.А представляет собой аморфные вещества сине-черного цвета, температура плавления от 117-120^оС. Хл. хорошо растворим в этиловом эфире, бензоле, хлороформе, нерастворим в воде. Растворение хл.А в этиловом эфире имеет сине-зеленый цвет, а хл.В- желто-зелёный. Резко выражены max поглощения в красных и синих частях спектра. МАХ поглощения хл.А в красной части спектра 660-663 нм, в синей – 428-430 нм. Хл.В соответственно в пределах 642-644 нм и 452-455 нм. Хлорофиллы очень слабо поглощают оранжевый и желтый свет и совсем не поглощают зеленые и инфракрасные лучи. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии), красные морские водоросли и некоторые морские криптомонады, помимо хл.А и каротиноидов, содержат пигменты фикобилины. Наиболее известные представители фикобилинов – фикоэритробилины, фикоцианобилины. По структуре фикобилины относятся к группе желчных пигментов – билинов. Это тетропирролы с открытой цепью, имеющей систему конъюгированных двойных и одинарных связей. В своем составе они не содержат атома магния или др. металлов, а также фитола. У фикоцианобилина пиррольные кольца соединены между собой метиновыми мостиками: 1и 4 пирролы имеют по одной карбонильной группе. Пиррольные кольца содержат боковые радикалы: 4 метильных (С1,3,6,7), винильную (С2), этильную (С8) и два остатка пропионовой кислоты (С4,5). Фикобилины являются хромофорными группами фикобилинпротеинов. Три группы: 1. Фикоэритрин – белки, красного цвета, с max поглощения 498-568 нм; 2. Фикицаинины – сине-голубые белки с max поглощения 585-630 нм; 3. Аллофикоцианины – синие белки, max поглощения 585-650 нм. Фикобилин и протеины водорастворимы в клетках водорослей, они локализованы в фикобилиносомах – гранулах, расположенных на наружной поверхности фотосинтетических ламелл. Кроме фикобилинов, участвующих в фотосинтезе у водорослей, имеется другой фикобилин – фитохром, являющийся фоторецептором для восприятия красного и дальнего красного света и выполняющие регуляторные функции. Каротиноиды – жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого и красного цвета, присутствуют в хлоропластах всех растений. Они входят так же в состав пластид в незеленых частях растений (корнеплод моркови). В зеленых листьях каротиноиды обычно незаметны из-за присутствия хл, но осенью именно каротиноиды придают листьям желто-оранжевую окраску. Каротиноиды синтезируются так же бактериями, грибами, но не животными организмами. Три группы: 1)Оранжевые или красные пигменты каротины (С40Н56); 2) Желтые ксантофиллы (С40Н56О2 и С40Н56О4); 3) Каротиноидные кислоты – продукты окисления каротииноидов с укороченной цепочкой и карбоксильными группами. Каротиноды первых двух групп состоят из 8 остатков изопрена, которые образуют цепь конъюгированных двойных связей. Каротиноиды могут быть ациклическими, моно- и бициклическими. На концах молекул каротиноиды является производными ионона. -каротин имеет 2  иононовых кольца (двойная связь между С5 и С6). При гидролизе -каротина по центральной двойной связи образуется две молекулы витамина А (ретинол). -каротин отличается от предыдущего тем, что у него одно кольцо -иононовое, а второе -иононовое. Спектры поглощения каротиноидов характеризуются двумя полосами в фиолетово-синей и синей области от 400-500 нм. Этот спектр поглощения определяется системами конъюгированных двойных связей, при увеличении числа таких связей max поглощение смещается в длинноволновую область спектра. Впервые идею о существовании в хлоропластах двух фотосистем высказал Эмерсон в 1957 г., изучая влияние света на квантовый выход у хлореллы. Под квантовым выходом фотосинтеза понимается количество выделившегося кислорода или связанного СО2 на один квант поглощенной энергии. Квантовый выход высок при освещении хлореллы красными лучами с длиной волны (λ) 660-680 нм. Использование красного света с большей длиной волны приводило к снижению квантового выхода, а при 700 нм фотосинтез почти прекращался, хотя эта часть спектра ещё поглощается хлорофиллом. Однако, если хлореллу одновременно освещали коротковолновым 650 нм и длинноволновым 700 нм красным светом, то суммарный эффект был выше, чем при действии каждого красного света в отдельности. Это явление получило название эффекта усиления Эмерсона. Возникло предположение, что в хл. взаимодействуют две пигментные системы. В состав ФС (фотосистема) 1 в качестве реакционного центра входит димер пигмента Р700, а также хлорофиллы 675-695 нм, играющие роль антенного компонента ФС1. Первичным акцептором электрона (е) в этой системе является мономерная форма хл.А 695 (А1), вторичными акцепторами А2 и А_b (железосерные белки). Комплекс ФС1 под действием света восстанавливает водорастворимый железосерный белок ферредоксин (Фд) и окисляет медьсодержащий водорастворимый белок пластоцианин (Пц). Белковый комплекс ФС2 включает в себя реакционный центр, содержащий хл.А Р680, а также антенные пигменты Р 670-683. Первичным акцептором е в этой ФС выступает феофитин (ФФ), передающий е на первичный пластохинол. В состав ФС2 входит также белковый комплекс S-системы, окисляющий воду, переносчик е, связанный с системой S и служащий донором е для Р 680. Этот комплекс функционирует с участием Mn , Cl , Ca. В ФС 2 локализован цитохром 559. ФС2 восстанавливает пластохинон и окисляет воду с выделением О2 и протонов. Связующим звеном между ФС2 и ФС1 служат пул пластохинонов, белковый цитохромный комплекс пластоцианин. Молекулы ХЛ А и доп. пигменты ХЛ В, каротиноиды и фикобилины входят в состав антенных (светособирающих) комплексов. Из ламелл ХЛ выделен светособирающий белковый комплекс с ХЛ А и В, тесно связанный с ФС1 и 2. Передача Е (энергии) по пигментам антенных комплексов происходит по принципу индуктивного резонанса. Каждая молекула ХЛ, поглотившая квант света и перешедшая в синглетное состояние, является молекулярным осциллятором. Возникающее вокруг молекулы переменное эл. поле с определенной частотой колебания индуцирует осциляцию диполя соседней молекулы. При этом молекула- донор переходит в основное состояние, а молекула-акцептор- в возбужденное. Условием для переноса Е эл. возбуждения служит малое расстояние между молекулами, не превышающими 10 нм, и перекрытия частот колебаний у двух взаимодействующих молекул. Миграция Е осуществляется от коротковолновых пигментов в сторону более длинноволновых, т.е. пигментов с более низким уровнем синглетного возбужденного состояния. В антенных комплексах перенос энергии осуществляется в ряду: каротин 450 нмхлорофилл В 650 нм хл А 660-675 нм Р680 нм (ФС2). В сине-зеленых и красных водорослях резонансная передача Е происходит в следующем порядке: фикоэритрин 570 нмфикоцианин 630 нмаллофикоцианин (650 и 670 нм)хл А 670-68- нм.

3)Методы изучения генетики человека.Биологический вид Homo sapiens составляет часть биосферы и прдукт ее эволюции.Человек подчиняеться законам наследственной изменчивости. Мы есть нечто иное как продукт наших генов.Генетика человека-это наука о его наследственности и изменчивости.В генетике человека выделяют 3 главных направления: проблема генетической индивидуальности и ее влияние на становление личности человека,развитие склонностей и способностей,индивидуальность реакций на внешние воздейстия. 1. работа генов в организме в процессе индивидуального развития и жизнедеятельности. 2.генетика наследственных болезней,примыкающая к медецинской генетике. Методы изучения генетики человека. 1. Метод родословных или генеалогический. Гальтон ввел в генетику анализ родословнцых,предложил метод их записи и получил интересные результаты; при анализе родословных использовал статистические методы. Далее Гальтон и его ученик Пирсон развили это направление и создали биометрическую генетику.Анализ родословных позволяет установить тип наследования признака у человека.В зависимости от наследования родословные имеют разный вид.При доминантном аутосомном наследовании,признак проявляеться фенотипически в каждом поколении у всех гетерозигот и не зависит от пола.Родословные при рецессивном наследовании отличаются тем,что признак может отсутствовать в нескольких поколениях,и его проявлению сопутствуют родственные браки.Выделяют 3 степени родства: родители-дети,братья-сестры. 50% общих генов, дяди,тети-племянники,племянницы. 25% общих генов, кузенные браки. 12,5% общих генов. Родословные при рецессивном наследовании,сцепленном с полом, характеризуются с хорошо прослеживаемым крисс_кросс наследованием, и тем,что признак проявляеться у мужчин. 2. Близнецовый метод. Гальтон формулировал свою идею интуитивно.Сименс-3 направления: Показал,что близнецовые выборки статистически приемлимы,это сделало возможным изучение генетики нормальной изменчивости, разработал надежный метод диагностики близнецов используя большое число критериев, предложил исследовать как монозиготные,так и дизиготные пары близнецов,имея в виду то,что рб. рождаются одновременно и развиваются в одинаковых услових. Все свойства организма опред-ся взаимо-м 2 факторов – генотипа и среды.исследуя об и рб можно выявить влияние генотипа и среды на развитие признаков.об и рб сравниваються по ряду признаков в большой выборке.на основе полученных данных вычисляют показатели конкордантности(частота сходства) и дискордантности(частота различий).эти показатели можно использовать для оценки значимости генетической составляющей при данном заболевании.также позволяют установить,при каких условиях проявляется тот или иной признак. Частота рождения близнецов различна в разных популяциях. 3. Цитологический метод. В основе-знание хромосом человека в норме и анализ отклонений от нее.согласно денверской классификации,все хромосомы человека деляться на 2 неравные группы: 22 пары аутосом и 1 группу гетерохромосом,включающую половые хромосомы (хх,ху).в медецину и генетику вошло новое понятие хромосомные болезни,причиной которых являеться нарушение числа и структуры хромосом.механизмом этого явления является нарушение мейоза,который выражается в нерассхождении хромосом.это приводить к трисомии и моносомии зигот.причины нерассхождений те же,что и причины появления других мутаций:ионизирующее излучение,воздействие химических веществ,алкоголь,загрязнение окружающей среды. Различают 3 типа хромосомных нарушений у человека, которые связаны: 1. с избытком генетического материала (олисомия,полиплоидия,дубликация,триплоидия), 2. с утратой части генетического материала(нулисомия,моносомия,делеция), 3. с перестройкой хромосом( транслокации).

Нарушения,связанные с избытком хромосомного материала,возможны как в системе аутосом,так и в системе половых хромосом.в системе половых хромосом известны трисомия по х-хромосоме ( трипло-х синдром),синдром кляйнфельтера с различными вариантами. Трисомия по х-хромосоме у женщин вызывает умственную отсталость(легкая олигофрения),нарушение функции гонад. Синдром кляйнфельтера существует в нескольких вариантах,различающихся геном избыточных х и у-хромосом.известны варианты 2-4х+1у, 1х+2-3у, 2х+2у.у мужчин с этим синдромом отличаються высоким ростом,им свойственен евнухоидизм,развитие вторичных половых признаков по женскому типу,полная стерильность,умственная отсталость. Диагностика-анализ кариотипа+по тельцам барра. Частое хромосомное заболевание-синдром дауна или трисомия по 21 хромосоме. Характеристики: четко очерченные диагностические признаки;частота синдрома увеличиваеться с возрастом матери,мужчины бесплодны,продолжительность жизни сокращаеться,в 20 раз повышен риск смерти от лейкоза. Трисомия по хромосоме группы д (13-15) или синдром патау и трисомия по хромосоме группы е(16-18),синдром эдварса встречается реже.эти хромосомные аномалии вызывают тяжелые и комплексные пороки развития,продолжительность жизни младенцев исчисляеться несколькими месецами. Синдром шершевского-тернера-моносомия по х-хромосоме (х0 ).задержка роста,полового развития,неразвитость внутренних органов,пороки сердечно-сосудистой и костно-мышечной системы,малый рост,своеобразная посадка головы( голова сфинкса) и крыловидные складки на шее. 4. Биохимический метод. 2 направления: исследование на уровне гена, на уровне клеточных структур.

Диагностируются наследственные болезни обмена веществ.

Для исследований используются короткодвижущиеся клеточные культуры-это культуры лимфоцитов,а также длинодвижущие-культуры фибробластов.

Пренатальная диагностика-использует метод анализа хромосом,и биохимический.для этого используют амниоцентез и биопсию хориона.при амниоцентезе анализу подвергается амниотическая жидкость,проба которой берется через брюшную стенку на 14-16 неделе беременности.путем центрифугирования отделяют живые клетки и культивируют.позволяет установить пол ребенка и степень риска для сцепленных с полом заболеваний.

Биопсия хориона,когда беруться для исследования ворсинки наружной зародышевой оболочки на 8-10 неделе беременности.позволяет без культивирования клеток установить биохимические и хромосомные нарушения.

5. Популяционный метод.

Ответ на вопрос о том, как реализуются законы менделя на уровне популяций,как влияют на ее структуру такие факторы,как мутации,отбор,миграции,дрейф генов.это необходимо для понимания эпидемиологии наследственных болезней,планирование мероприятий,которые могут предупредить неблагоприятное воздействие на геннетический аппарат человека.исследования можно разделить на 2 группы:

1-описания популяций и их генетического состава

2-анализ причин изменения генофонда.