- •Isbn 978-985-506-386-6
- •Глава 1. Молекулярно-генетический уровень организации
- •Глава 2. Хромосомный и геномный уровни организации
- •Глава 3. Экспрессия генов у про- и эукариот............................................ 23
- •Глава 4. Клеточный уровень организации живого ........................................... 31
- •Глава 5. Обменные процессы в жизненном цикле клетки ..................... 37
- •Глава 6. Генетика как наука. Закономерности наследования
- •Глава 7. Сцепленное наследование признаков ......................................... 61
- •Глава 8. Биология и генетика пола ............................................................. 66
- •Тема 9. Изменчивость организмов .............................................................. 72
- •Тема 10. Наследственные болезни человека. Методы
- •Глава 11. Размножение организмов...........................................................100
- •Глава 12. Основы онтогенеза......................................................................110
- •Глава 13. Гомеостаз, механизмы его регуляции .....................................127
- •Глава 14. Генетика популяций ...................................................................137
- •Глава 15. Экологические аспекты паразитизма. Введение в
- •Глава 16. Медицинская протозоология ....................................................158
- •Глава 17. Медицинская гельминтология. Тип плоские черви ............172
- •Глава 18. Медицинская гельминтология Тип круглые черви ............186
- •Тема 19. Медицинская арахноэнтомология.............................................198
- •Глава 1
- •1.1 Биология как естественная наука о жизни. Роль биологии в
- •1.2 Свойства живых организмов и уровни организации живого
- •1.3 Организация наследственного материала у неклеточных форм,
- •1.4 Нуклеиновые кислоты. Строение днк. Аутосинтетическая
- •1.5 Строение рнк и ее виды. Синтез и-рнк, его этапы
- •1.6 Ген — фрагмент геномной нуклеиновой кислоты. Свойства
- •1.7 Генетический код и его свойства. Кодирование генетической
- •Глава 2
- •2.1 Морфофизиологическая характеристика метафазной хромосо-
- •2.2 Кариотип и идиограмма. Характеристика кариотипа человека
- •2.3 Молекулярная организация хромосом эукариот
- •2.4 Уровни упаковки генетического материала
- •2.5 Геномный уровень организации наследственного материала
- •2.6 Генетическая система клетки: ядерные гены и плазмогены
- •Глава 3
- •3.1 Общее понятие генетического материала и его свойства
- •3.2 Строение гена у про- и эукариот
- •3.3 Центральная догма молекулярной биологии: один ген — один
- •3.4 Механизмы генной регуляции у про- и эукариот. Экспрессия генов
- •3.5 Генная инженерия
- •Глава 4
- •4.1 Клетка — элементарная генетическая и структурно-
- •4.2 Клеточная теория, основные этапы ее развития. Современное
- •4.3 Доклеточные формы живого
- •4.4 Особенности строения прокариотической клетки
- •4.5 Структурные компоненты клеток эукариот: плазматическая
- •4.6 Анаболическая система клетки и ее органоиды: эндоплазма-
- •4.7 Катаболическая система и ее органоиды: лизосомы, перокси-
- •Глава 5
- •5.1 Клетка — открытая система
- •5.2 Организации энергетического обмена в клетке
- •5.3 Пластический обмен в клетке в процессе фотосинтеза, хемо-
- •5.4 Поток информации в клетке
- •5.5 Жизненный цикл клетки. Авторепродукция клеток
- •3. Постсинтетический или премитотический период g2.
- •2N 2 хроматиды 4с.
- •5.6 Клеточная пролиферация и ее значение для медицины
- •Глава 6
- •6.1 Предмет, задачи и методы генетики
- •6.2 Основные понятия генетики
- •6.3 Закономерности моно- и полигенного наследования мендели-
- •6.4 Анализирующее, реципрокное и возвратное скрещивание
- •6.5 Решение ситуационных задач
- •6.6 Значение генетических факторов в формировании фенотипа.
- •6.7 Множественные аллели. Наследование групп крови человека
- •Глава 7
- •7.1 Хромосомный уровень организации наследственного материала.
- •7.2 Закономерности полного и неполного сцепления. Группы
- •7.3 Наследование признаков х-сцепленных и голандрических
- •7.4 Основные положения хромосомной теории наследственности
- •Глава 8
- •8.1 Пол как биологический признак. Первичные и вторичные
- •8.2 Хромосомная и балансовая теории определения пола
- •8.3 Определение, дифференцировка и переопределение пола в
- •8.4 Особенности детерминации пола у человека
- •8.5 Нарушение полового развития
- •Глава 9
- •9.1 Изменчивость, ее типы и виды
- •9.2 Характеристика фенотипической изменчивости
- •9.3 Генотипическая изменчивость. Значение комбинативной из-
- •9.4 Мутационная изменчивость. Теория х. Де Фриза. Классификация
- •9.5 Механизмы возникновения мутаций. Мутагенез и канцерогенез.
- •9.6 Репарация генетического материала. Мутации, связанные с
- •Глава 10
- •10.1 Основные методы антропогенетики: генеалогический, близнецовый,
- •10.2 Генные болезни нарушения обмена веществ
- •10.3 Хромосомные болезни человека, обусловленные изменением
- •10.4 Понятие о болезнях с наследственной предрасположенностью
- •10.5 Медико-генетическое консультирование, его этапы
- •10.6 Пренатальные методы выявления наследственной патологии
- •Глава 11
- •11.1 Размножение — универсальное свойство живого, обеспечи-
- •11.2 Бесполое размножение, его виды и биологическое значение
- •11.3 Половое размножение, его виды и преимущества над беспо-
- •11.4 Гаметогенез. Особенности овогенеза и сперматогенеза у чело-
- •11.5 Морфофункциональная характеристика зрелых гамет у
- •11.6 Оплодотворение, его фазы, биологическая сущность
- •11.7 Современная репродуктивная стратегия человека
- •Глава 12
- •12.1 Онтогенез, его типы и периоды
- •12.2 Эмбриональный период, его характеристика. Генный контроль
- •12.3 Внутриутробное развитие человека. Критические периоды
- •12.4 Постэмбриональное развитие, его периодизация. Генный
- •12.5 Биологические аспекты старения. Основные теории старения
- •12.6 Геронтология, гериатрия. Роль генетических и социальных
- •Глава 13
- •13.1 Организм как открытая саморегулирующаяся система
- •13.2 Понятие о гомеостазе. Общие закономерности гомеостаза
- •1. Вещества, обеспечивающие клеточные потребности:
- •2. Окружающие факторы, влияющие на клеточную активность:
- •3. Механизмы, обеспечивающие структурное и функциональное единство:
- •13.3 Механизмы регуляции гомеостаза на молекулярно-генетическом,
- •13.4 Хронобиология и ее медицинское значение
- •Глава 14
- •14.1 Популяционная структура вида. Популяция, ее экологическая
- •14.2 Генофонд популяции. Закон Харди-Вайнберга, его использование
- •14.3 Популяционная структура человечества
- •14.4 Генетический полиморфизм, его биологические, медицинские
- •14.5 Генетический груз, его биологическая сущность и медицинское
- •14.6 Частота наследственных заболеваний в человеческих популяциях
- •Глава 15
- •15.1 Паразитизм как форма экологических связей в природе
- •15.2 Происхождение паразитизма
- •15.3 Медицинская паразитология, ее задачи. Роль трудов в. А. Догеля,
- •15.4 Паразиты, их характеристика
- •15.5 Хозяева паразитов, их характеристика
- •15.6 Экологическая паразитология. Понятия «паразитарная система»,
- •15.7 Пути проникновения паразитов в организм хозяина
- •15.8 Паразитарные болезни, их классификация. Учение е. Н. Пав-
- •Глава 16
- •16.1 Общая характеристика одноклеточных животных, их
- •16.2 Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora), класс Саркодовые
- •16.3 Класс Жгутиковые (Zoomastigota), медицинское значение
- •16.4 Тип Апикомплексы (Apicomplexa), класс Споровики (Sporozoa),
- •16.5 Тип Инфузории (Infusoria), класс Ресничные (Ciliata), меди-
- •Глава 17
- •17.1 Тип Плоские черви (Plathelminthes). Общая характеристика,
- •17.2 Медицинское значение представителей класса Сосальщики
- •17.3 Медицинское значение представителей класса Ленточные
- •Глава 18
- •18.1 Краткая характеристика и классификация типа Круглые черви
- •18.2 Важнейшие представители класса Круглые черви — возбудители
- •1. Прямое развитие.
- •2. Непрямое развитие.
- •Глава 19
- •19.1 Арахноэнтомология как наука. Классификация типа
- •19.2 Медицинское значение ракообразных
- •19.3 Особенности морфологии, биологии и медицинское значение
- •19.4 Насекомые как эктопаразиты, возбудители и переносчики
4.6 Анаболическая система клетки и ее органоиды: эндоплазма-
тический ретукулюм, комплекс Гольджи, рибосомы
Анаболическая (ассимиляция, пластический обмен) и катаболическая
(диссимиляция, энергетический обмен) системы клетки неразрывно связаны, т.
к. все процессы жизнедеятельности клетки немыслимы без энергии АТФ, кото-
рая, в свою очередь, не может образовываться без ферментных систем, строя-
щихся в результате анаболических реакций. Также неразрывно связаны друг с
другом потоки вещества и энергии, т. к. гетеротрофные клетки способны ис-
пользовать только энергию, заключенную в сложных химических соединениях.
К анаболической системе клетки относятся: рибосомы, эндоплазмати-
ческий ретикулум, комплекс Гольджи.
4.7 Катаболическая система и ее органоиды: лизосомы, перокси-
сомы, глиоксисомы, митохондрии
К катаболической системе клетки относятся: лизосомы, пероксисомы,
глиоксисомы, митохондрии.
Пероксисомы — клеточные органеллы, в которых осуществляются окис-
ление жирных кислот, синтез желчных кислот, холестерина, а также эфиросо-
держащих липидов, участвующих в построении миелиновой оболочки нерв-
ных волокон. Они есть во всех эукариотических клетках. Их функции сильно
различаются в клетках разных типов. Это один из главных центров утилизации
кислорода в клетке. Содержат ферменты: оксидазы, уратоксидазы и каталазы.
Каталаза окисляет фенолы, муравьиную кислоту, формальдегид и спирты.
Этот тип окислительных реакций особенно важен в клетках печени и почек,
где пероксисомы обезвреживают ядовитые вещества, попадающие в кровоток.
Глиоксисомы — клеточные органеллы растений, которые содержат
ферменты, необходимые для превращения жиров в углеводы. Они прини-
мают метаболиты, поступающие из жировых капель — сферосом, превра-
щают их в янтарную кислоту, которая затем подвергается последователь-
ному превращению в продукты, восстанавливаемые до сахаров.
36
Глава 5
ОБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ КЛЕТКИ
5.1 Клетка — открытая система
Клетка является открытой, саморегулирующейся системой. Для нее
характерен поток вещества, энергии и информации, обеспечивающие об-
менные процессы. Для клетки, как и в целом для организма, различают
внешний и внутренний обмен. Внешний обмен — это обмен с внешней
средой: поступление питательных веществ, выделение продуктов метабо-
лизма. Внутренний обмен осуществляется путем катаболизма (диссимиля-
ции) и анаболизма (ассимиляции). Ассимиляция осуществляется путем ре-
акций пластического обмена (биосинтез белков, жиров, углеводов, фотосин-
тез). По типу ассимиляции организмы делят на автотрофные и гетеротроф-
ные. Диссимиляция осуществляется путем реакций энергетического обмена
(синтез АТФ за счет энергии расщепления сложных органических веществ).
По типу диссимиляции организмы бывают анаэробные и аэробные.
5.2 Организации энергетического обмена в клетке
Энергия — это «способность производить внешнее действие» (М. Планк,
т. е. совершать работу). По виду обмена веществом или энергией с окру-
жающей средой различают следующие виды систем: изолированные (не-
возможен обмен веществ и энергии), адиабатические (невозможен обмен
веществ, но возможен обмен энергией кроме тепловой), замкнутые (невоз-
можен обмен веществ, но возможен обмен энергией в любой форме) и от-
крытые (возможен любой обмен веществом и энергией) системы.
Все клетки и живые организмы являются гетерогенными открытыми
системами. Первичным источником энергии для жизни на Земле является
солнечная энергия. Для всех клеток живых организмов органические ве-
щества (углеводы, жиры и частично белки) с их химической энергией слу-
жат источником энергии, необходимой для жизнедеятельности организма.
Автотрофные организмы сами синтезируют энергию в таком виде, гетеро-
трофные — получают ее от автотрофных. Энергия химических связей, ос-
вобождающаяся при распаде органических веществ, не используется в
клетках сразу для осуществления работы, а превращается в энергию мак-
роэргических связей молекулы АТФ.
В процессе фотосинтеза солнечная энергия в растительных клетках
сначала превращается в энергию молекул АТФ, НАДФН+Н+, а затем моле-
кул органических веществ. В клетках гетеротрофных организмов поток
энергии начинается с поступления готовых органических веществ, а затем
обеспечивается процессами брожения и дыхания. Брожение происходит в
37
гиалоплазме в анаэробных условиях. При этом промежуточными продуктами
диссимиляции органических веществ являются 2 молекулы пировиноградной
кислоты (С3Н4О3) и две молекулы АТФ. Поэтому, выход энергии при броже-
нии невелик. Он составляет 40 %, а 60 % — рассеивается в виде тепла.
Высокоэнергетичным процессом является дыхание, при котором в
матриксе и на мембранах крист митохондрий образуется еще 36 молекул
АТФ. В сумме энергия одной молекулы глюкозы трансформируется в энергию
38 молекул АТФ. Энергетический выход на кислородном этапе — 36 АТФ
(цикл Кребса — 2 АТФ, электронтранспортная цепь 34 АТФ) (рисунок 4).
Процесс энергетического обмена включает: подготовительный этап, бес-
кислородный и кислородный. На первом этапе наблюдается образование моно-
меров из сложных органических веществ. Во втором — участвует более 10 фер-
ментативных реакций цитоплазмы. На этом этапе завершается энергетический
обмен организмов анаэробов. При этом, из АДФ и фосфатов клетки синтези-
руется только 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты.
Фотосинтез
Солнечная
энергия
Электронтранс-
портная цепь
34АТФ
6СО2
42Н2О
hυ
Световая фаза
Энергия возбуж-
денного электрона
хлорофилла
Цикл Кребса
2АТФ
6СО2
8НАДН+Н+
2ФАДН2
18 АТФ
12НАДФН+Н+
дыхание
Темновая фаза
Глюкоза
гликолиз
+2АТФ
2ПВК
2Н2О
Рисунок 4 — Общая схема потока энергии
У высокоорганизованных животных и человека гликолиз является обяза-
тельным дополнительным источником энергии к аэробиозу. При недостатке
кислорода в мышцах продолжается анаэробное расщепление пировиноградной
кислоты. При этом пировиноградная кислота превращается в молочную.
Полное извлечение энергии из промежуточного продукта распада пи-
ровиноградной кислоты происходит на кислородном этапе, включающем
цикл Кребса в матриксе митохондрий и дыхательную цепь на мембранах
крист (10 реакций последовательного превращения трикарбоновых ки-
слот). В цикле Кребса в результате последовательного превращения обра-
зуется 2 молекулы АТФ, 6СО2, 8НАДН+Н+и 2ФАДН2. Последние являют-
ся переносчиками водорода к мембранам крист. В дыхательной цепи обра-
зуются 34 АТФ и конечный продукт распада — вода. Всего на кислород-
38
ном этапе энергетический выход составляет 36АТФ. Общий выход энергии —
38 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы.
На синтез АТФ клетка использует 67 % энергии поступающих в нее
органических веществ.