2. Липиды. Класс-я, св-ва, биол. Роль.

Липиды-низкомолекулярные орг-ие соед-ия, полностью или почти полностью нерастворимые в воде.

Биологические ф-ии липидов:

1. Структурная- липиды в виде комплекса с белками являются стр-ми элементами мембран клеток.

2. Энергетическая- служат энергетическим материалом. При окислении жира энергии выделяется больше, чем при окислении углеводов.

3. Резервная- являются запасными в-ми.

4. Защитная- обладают хорошими теплоизоляционными св-ми, сохр-т тепло в организме. В виде жировой прокладки предохраняют органы жив-х от мех-х повреждений.

5. Регуляторная- регуляторной активностью обладают простагландины.

Классификация липидов:

1. Простые липиды- ацилглицеролы, воска.

2. Сложные липиды- фосфолипиды, гликолипиды, стероиды.

Жирные кислоты.

Жирные кислоты, входящие в состав липидов высших раст. и жив., почти все содержат четное число атомов углерода.

Ненасыщенные преобладают в растительных жирах (олеиновая, линоленовая). Жидкие жиры могут превращаться в твердые путем гидрогенизации. При гидролизе нейтральных жиров образуются жирные кислоты и глицерин. В живых орг-х эта реакция катализируется ферментами -липазами. Общая формула нейтральных жирных кислот:

• пальмитиновая СН3 (СН2)14 СООН, стеариновая СН3 (СН2)16 СООН-насыщен.

• олеиновая СН3 (СН2)7 СН=СН(СН3)7 СООН, линолевая СН3СН2)4СН=СНСН2СН= СН (СН2)7СООН-ненасыщенные ж. к-ты)

Стероиды

Производные циклопентанпергидрофенантрена.

Стероиды как и терпены -это липиды, не содержащие жирных кислот.

В стероидах обязательно наличие кислородсодержащих групп, связанных с С3,метильных групп, связанных с С10 и С13 и отсутствие двойных связей в циклах. К стероидам относят: стеролы (спирт-холестирол),желч. кислоты , вит.(Д3), женские и мужские гормоны, гормоны надпоч-в.

В осн. терпенов лежат изопреновые остатки. К терпенам относят эфирные масла, смоляные пигменты, витамин А и сквален. Общая структ-я ф-ла терпенов: (Н2С = С-СН = СН2)n .По числу изопреновых групп делят на монотерпены (различные душистые масла растений (камфора), ментол, цитраль); дитерпены (фитол, витамин А).

Глицерофосфолипиды

В тканях жив-х и высших раст. В основе молекул лежит фосфатидная кислота, представляющая собой глицерин, у кот. две спиртовые группы жирных кислот, фосфорная (в положении С3). Глицерофосфолипиды участвуют в построении мембран клеток. С одной стороны с водой могут давать стойкие эмульсии, с др. – хор. Растворимые в неполярных раств-сх.

3. Генетика популяций самоопылителей. З-н Харди-Вайнберга. Факторы, огранич-е д-е этого з-на.

Равновесные частоты генотипов являются произведением частот соответствующих аллелей. Если имеются два аллеля (А и а с частотами p и q), то частоты трех возможных генотипов выражаются ( p + q )² = p² + 2 pq + q²

Это Ур-е в 1908г сформ. Харди и Вайнберг, согласно формуле p² + 2 pq + q² = 0 , тогда зная частоту рецессивных гомозигот можно вычислить частоты всех генотипов популяции.

З-н Харди–Вайнберга никогда не реал-ся в чистом виде, т.к. на популяцию дейст-т многочисл. ф-ы, нарушающие ее генетическое равновесие. К таким процессам относятся мутации, миграции, дрейф генов, ест. и искусст. отбор, волны жизни.

Мутации - единственный источник генет.. изменчивости, но т.к.они пр-т с низкой частотой, то изменяют генет. стр-ру популяции медленно.

Миграции (поток генов) возникают при перемещении особей одной популяции в др и скрещивание с ее представителями. Поток генов не изменяет частот аллелей у вида в целом, но в локальных попул. они меняются.

Дрейф генов - изменение частот аллелей в ряду поколений, вызванное случ. причинами, чаще всего малочисленностью популяции.

Волны жизни - это резкие колебания числ-ти попул, кот. носят периодический хар-р с разной длиной волны или апериодический, когда волна нарастает без признаков спада в ближ. время.

Ест. отбор - наиболее важный фактор эволюции т.к. только он определяет адаптивную ценность проц-в мутагенеза, миграции или дрейфа генов. Он определяет разнообразие организмов и способствует их адаптации к разл. усл. существ.

Ассортативное скрещивание- это скрещивание, когда на выбор партнера оказ. влияние генотип.

13.1 Общая хар-ка обр-х (меристемных), покровных (пограничных), механических (скелетных), проводящих, основных или паренхимных (ассимиляционных, запасающих, вентиляционных), выделительных (секреторных) тканей.

Тканями называют устойчивые, т.е. закономерно повторяющиеся, комплексы клеток, сходные по пр-ю, стр-ю 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):

1. первичные (прокамбий, перицикл),

2. 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, обагощенные О2 с оч крупными межклетниками).

V- Покровные

1. первичная покровная (эпидерма),

2. вторичная (перидерма),

3. 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 омирания эпидермиса и наз-ся пробковым камбием. Он работает двусторонне. Откладывая кнаруже клетки прбковой 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.

13.2. Рост бактериальной Кл-ки и поп-ции. Периодические к-ры. Кривая роста периодич. Культуры, ос-ти отдельных фаз. Сбалансированный и несбал. Рост, причины лимитации роста и отмирания. Проточные и синхронные культуры, их получение и назначение.

Рост прокариотич.кл-соглассованное увелич-ние всех химич. Комп-тов, их кот. Она построена. Рост явл-ся рез-том множества скоординированных Биос-ких пр-сов, наход-ся под строгим регул-м контролем и приводит к увеличению биомассы и размеров клетки. При достижении определ-х размеров рост прекращкл делится. Рост нового мат-ла различен. У кокков-рост по всей пов-ти, У E. colli в виде локальных зон роста, которые распол. В местах адгезии цитопл. Мембраны и внешней мембраны этих м/о. В центре формир-ся септа. Кл-ки, возникшие из 1 материнской-новая генерация. Время генерации- время от возникновения до деления Кл-ки. Чем < организм, тем < время генерации. E. Colli время генерации 20 минут. В оптимальных условиях сущ-т мех-мы регуляции числ-ти, ограничения роста, развития м/о. Проследить динамику роста бактериальной поп-ции можно на периодической к-ре-культуре, выращ-ой в лабораторных условиях без притока свежей среды и оттока метаболитьв. В таких условиях рост бактер. Поп-ции имеет несколько стадий:1)Лагфаза-подготовительная. Наблюдается при внесении Кл-к в свежую среду. В теч-нии лагфазы-индукция ферм-тов для расщепл-я новых субстратов. Длит-ть зав от состава новой среды (> разница м/у новой и старойдольше подготовительный этап); V внесенного мат-ла (> мат-ла< подготовит. Этап);качества и возраста к-ры (чем старше, тем >).2)Логфаза- фаза экспоненциального роста. Наблюдается логорифмическая зав-ть числа Кл-ток от времени выращивания: μ=lnx₁*lnx₀/t₁-t₀. Фаза хар-ся постоянной скоростью роста и деления клеток, дл-ть зависит от штамма бактерий и питат. Среды. Вел-на Кл-то и состава макромол-л не меняется (кол-во белка, ДНК, РНК постоянно). Такой рост называется сбалансированным- кол-во С и Е субстрата распределено пропорционально м/у различными комп-тами Кл-к. Сод-ние РНК > по сравн. С ДНК и белком, т.к. скорость синтеза зависит от числа рибосом. Во время перехода к стационарной фазе рост становится несбалансированным. При возрастании биомассы накапл. Пр-ты обмена, исчерпыв-ся источники питания, закисл. Среда, сниж-ся кислороднеравномерное распред-ние C и Е м/у комп-ми Кл-ки состав Кл-ки меняется. В условиях несбал. Роста пр-дит запас пит. В-в(полиβ-гидроксибутират, гликоген и др.), м.б. отравление пр-ми метаб-ма торм-ние биосинтетич. Пр-сов, потребл-ние питат. Субстратов продолжается. Сод-ние РНК снижается.3) Стационарная фаза-изм-ние числ-ти кл не пр-дит. Отмирание =скорости размножения. Кол-во биомассы в стац. Фазу- урожай. Кол-во урожая зав от состава пит. В-в, условий культив-ния, вида м/о;4) Фаза отмирания- отмирающая культура> чем размнож. Отмирание тоже носит экспоненциальный х-р. Причины гибели: рез-тат совместного действия множества ф-ров-исчерпание С, О, накопл-ние пр-тов метаболизма, воспр-я кворума- воспр. Ацетата. Для E. Colli на синтетич. Минер. Средах накопл-е ацетата-рез-та сбраживания пит. Субстратовотмирание м/о. Накопл-е ацетата-проблема генной инженерии. Кривая роста-модель. Отражающая рост периодич. Культуры, была предложена Ж. Мано. Проточные к-ры:культуры, выращенные в спец. Культиваторах. Исп-т в промышл-х целях для получения большой биомассы. Исп-т хемо-и-турбидостаты-меняют режим регуляции. Хемостат-культиватор-сосуд с мешалкой. Постоянная скорость перемешиванияравномерная аэрация. В культиватор подается свежая среда и удаляется часть к-ры. При пост-нии свежей среды-разбавление м/о в культиваторе. Кл-ки интенсивно размножаются за сч. Субстрата. Разбавл-ние уравнивается скоростью деления клеток. Основное условие хемостата-1 из комп-тов пит. Среды в лимитирующей к-циифизиол. Состояние культуры в культиваторе-переход к стац. Фазе роста. Турбидостат-комп-ы пит. Среды в избытке эксп. Фаза роста. Рег-я числ-ти Кл-к на основе контроля мутности в культиваторе. Устан. Датчики оптич. Плотности. Если фактическая плотность изм. От заданной, автоматич. Изменяется скорость подачи среды в культиватор, плотность поддержив-ся на пост. Уровне. Синхронные к-ры: к-ры, где дел-е Кл происходит одновременно. Способы достиж-я синхронного деления-выдерживание при низких темп-рах;отбор по размеру(посде дел-я Кл миним разме, до дел-максим.;центрифугир-е в градиенте плотности(мелкие-в верхн. Части, крупные-внизу); фильтрация-быктер. Фильтры с заданным размером пор; вынужденное гол-ниемол. Кл. стареют.

13.3 Методы изучения генетики человека.Наследственные болезни, их распространение в человеческой популяции.Хромосомные болезни.Использование биохимических методов для диагностики наследственных болезней. Клеточные культуры.

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:

1. проблема генетической индивидуальности и ее влияние на становление личности человека,развитие склонностей и способностей,индивидуальность реакций на внешние воздейстия.

2. работа генов в организме в процессе индивидуального развития и жизнедеятельности.

3. 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 отличаються 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,тетки-племянники,племянницы. 25% общих генов.

• кузенные браки. 12,5% общих генов.

Родословные при рецессивном наследовании,сцепленном с полом,характеризуються 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 длизнецов,имея в виду то,что РБ рождаються одновременно и развиваються в одинаковых услових..

Все свойства организма ОПРЕДЕЛЯЮТЬСЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ 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 являеться нарушение мейоза,который выражаеться 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:

• с избытком генетического материала (олисомия,полиплоидия,дубликация,триплоидия).

• с утратой части генетического материала(нулисомия,моносомия,делеция).

• 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 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:

1. исследование на уровне гена

2. 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 чере брюшную стенку на 14-16 неделе беременности.путем центрофугировантя 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.