РЕПЕТИЦИОННЫЙ КУРС БИОЛОГИИ
СТРУКТУРНАЯ БИОХИМИЯ !Биогенные элементы -- основные элементы: H, O, C, N, P, S -- ионы: Na, K, Ca, Mg, Cl -- микроэлементы активные центры ферментов: Fe, Co, Mo, Mn компоненты гормонов: I микроионы: Al, F !Вода (биогенные свойства) !Неорганические вещества -- растворимые соли -- гидроксиапатит, фторид кальция !Органические вещества Углеводы -- моносахариды: глицеральдегид, рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза. Химические свойства. Альфа- и бета- формы. Асимметрические атомы. -- ди- и трисахариды: сахароза, мальтоза, лактоза, рафиноза. -- полисахариды: глюкозаны: крахмал, гликоген, целлюлоза фруктозаны: инулин Липиды -- триацилглицеролы: мономеры, предельные и непредельные жирные кислоты, жиры и масла. -- фосфолипиды: модель голова--хвост -- воска -- стероиды: холестерол, половые гормоны. -- терпены (эфирные масла) Белки -- аминокислоты: альфа-, L-, различные радикалы у --- глицина, аланина, фенилаланина, цистеина; небелковая гамма-аминомасляная кислота -- пептидная связь => первичная структура ковалентная => вторичная S--S, водородные => третичная водородные, гидрофобные => четвертичная водородные, мостики, конформационные -- функциональная классификация: каталитическая запасная строительная информационная защитная Нуклеиновые кислоты -- нуклеотиды: пятиуглеродный сахар, фосфорная кислота, азотистые основания (пурины и пиримидины), АТФ, НАД, КоА -- 3'--5'-связь -- РНК и ДНК: сходства и различия; функции Задания: а) Почему глюкоза у животных запасается в виде гликогена, а не в растворимой форме? б) Некоторые животные могут обходиться без поступления извне одного из следующих веществ: O2, H2O, белков, витамина C. Что это за животные и как эта их особенность связана с их образом жизни? C --- обезьяны и морские свинки, O2 --- паразиты, белки --- зеленая гидра, кораллы, вестиментиферы, H2O --- пустынные, в анабиозе. в) Почему клетки желудка не разрушаются под действием желудочного сока? г) В клетке всегда встречаются нуклеазы --- ферменты, разрушающие ДНК и РНК. Почему деятельность этих ферментов не нарушает нормальной функции клетки? СТРОЕНИЕ И ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ !История изучения клетки -- Гук -- клеточная теория: 1. Все организмы состоят из клеток 2. Клетка --- наименьшая единица живого 3. Все клетки образуются только путем деления клеток -- методы работы: окраска, центрифугирование, световая и электронная микроскопия -- представление о размерах !Строение клетки Животная клетка -- мембрана, функции --- защитная, информационная, транспортная: осмос пассивный транспорт (простая и облегченная диффузия) активный цитоз (экзо- и эндо-) -- ядро и ядрышко -- ЭПС, АГ, лизосомы -- митохондрии -- микротрубочки, КЦ, жгутики и реснички -- включения Растительная клетка: отличия -- оболочка и плазмодесмы -- вакуоль, тургор -- хлоропласты -- редко выявляются КЦ и лизосомы Прокариотная клетка -- оболочка, мембрана, тилакоиды, кольцевые ДНК, жгутик и подвижность !Деление клетки Митоз -- эквационное деление клетки, при котором дочерние клетки имеют стлолько же хромосом, что и материнская клетка; -- цитокинез и кариокинез -- двухроматидные и четыреххроматидные хромосомы в профазе, метафазе, анафазе и телофазе Клеточный цикл -- удвоение ДНК (графики) -- G1-, S- и G2-периоды Мейоз -- происхождение, способ избавиться от излишних хромосом после рекомбинации, одноступенчатый мейоз гипермастигид и динофлагеллят -- двуступенчатый мейоз: стадии деления I (профаза --- конъюгация и кроссинговер, метафаза, анафаза --- независимость расхождения гомологов, телофаза), стадии деления II (профаза --- телофаза). -- хромосомные наборы: гаплоиды, диплоиды и полиплоиды. Задания: а) Существуют организмы (например, многие водоросли), у которых ядерная оболочка во время митоза не разрушается. В чем преимущества и недостатки такого способа деления по сравнению с `обычным'? КЛАССИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА !Мендель -- монах, Брюнне, математика -- чистые линии, следил за отдельными признаками, а не фенотипом, статистика, горох (самоопыление, контрастные признаки, 7 признаков / 6 хромосом) !Моногибридное скрещивание Анализ Менделя -- сначала только феномен -- поколения (P, F1, F2), признаки, I и II законы (единообразия и расщепления) -- два зачатка (гена), гены и аллели, правило доминирования, правило чистоты гамет -- решетка Пеннета -- совпадение практических (феномен) и теоретических (аллельные гены, два правила) результатов Цитологические основы законов Менделя -- доминирование: биохимия -- чистота гамет: аллели в гомологичных хромосомах, расхождение гомологов в Ан I Гены и признаки -- генотип (1:2:1) и фенотип (3:1) -- вероятности (монеты, подсчет путем деления, сложение и умножение, закон больших чисел) Законы Менделя -- переоткрытие (Корренс, Чермак и Де Фриз) -- условия соблюдения: чистые линии (гомозиготность) наследуемость, пример с собаками, обходившими столбик `нормальный' половой процесс (в типе гаметический жизненный цикл), пример с ястребинкой и Негели двухаллельность, пример с группами крови полное доминирование, пример с земляникой один признак <=> один ген, примеры далее равновероятное образование гамет, оплодотворение и выживание зигот, примеры с мэнскими кошками и `желтыми' мышами многочисленное потомство, пример с наследованием у людей Анализирующее скрещивание: -- задача о желтых мухах из=за серебра или из-за рецессивной мутации, 3 варианта, 1:1 Дигибридное скрещивание: -- нельзя совмещать признаки зародыша и взрослого растения! -- проявления III закона: рекомбинация и сохранение вероятностей -- рисовать решетку AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb -- цитологическая основа III закона: независимость расхождения гамет в Ан I -- условие выполнения III закона: отсутствие сцепления Полигибридное скрещивание и расчет вероятностей перемножением: A- B- cc и и 1/4 x 3/4 x 1/4 = 3/64 -- расчет вероятностей, когда все равно, какой фетонип: A- B- cc или или 1 -(1/4 x 1/4 x 3/4) = 61/64 (рассчитывается сначала вероятность НЕпоявления ни одной из комбинаций, а затем вычитается из 1). !Взаимодействие генов -- нарушение правила ген <=> признак Комплементарность: каждый ген --- свое проявление -- попугайчики 9:3:3:1 -- кролики 9 черные:3 серые:4 альбиносы при скрещивании серые x альбиносы. Наличие и распределение пигмента. Эпистаз: один из генов --- подавитель --- лук 13 белых:3 окрашенных при скрещивании белые x белые (P AASS x aass) Полимерия: все складывается -- окраска зерен пшеницы 1 темных:4 светлее:6 еще светлее:4 совсем светлых:1 белых (P A1A1A2A2 x a1a1a2a2) ХРОМОСОМНАЯ ГЕНЕТИКА, ГЕНЕТИКА ПОЛА, ИЗМЕНЧИВОСТЬ !Работы Моргана, дрозофила. Обнаружение сцепления: P серые нормальные x черные укороченные AB||AB ab||ab F1 серые нормальные AB||ab F2 серые нормальные черные укороченные AB||AB, AB||ab ab||ab 3 : 1 Группы сцепления: -- желтотелость, белоглазость, ежовость, малоглазость -- чернотелость, пурпурноглазость, короткокрылость, коричневотелость -- волосатотелость, розовоглазость, карликовость -- безглазость Закон Моргана: число групп сцепления = числу пар хромосом. Как повезло Менделю. Отклонения --- встречаются рекомбинанты (от 1 до 16\%), то есть 2,9:0,9:0,1:0,1. Кроссинговер --- обмен во время конъюгации. Картирование (средний \% кроссинговера). Чем дальше, тем чаще. a/b = 30\% b/c = 5\% => b между a c a/c = 35\% Хромосомная теория: -- ген = локус; -- аллельные гены в одинаковых локусах; -- гены расположены линейно; -- кроссинговер Исключения из хромосомной теории: цитоплазматическая наследственность. Пестролистность, карликовость у дрожжей (митохондрии), влияние материнского организма на цитоплазму яйцеклетки, невыясненные факторы (ЦМС) !Генетика пола Отношение 1:1 (анализирующее скрещивание) --- гетерогаметный:гомогаметный пол. -- XY-система: дрозофила, млекопитающие; -- ZW-система: птицы, бабочки; -- XO-система: кузнечики, пчелы. Тельце Барра, Oo у кошек, сцепление с полом признаков. !Изменчивость Свойство организмов быть непохожими на родителей. -- комбинативная: изменение комбинаций генов; рекомбинанты и гибриды; законы Менделя и хромосомная теория -- мутационная: изменения в самих генах; случайность, редкость, ненаправленность (но гомологические ряды Вавилова!); вредные, полезные и нейтральные; другая классификация: генные: делеция, инсерция, замена; серповидноклеточность и другие хромосомные: делеция (`кошачий крик', концевой участок V хромосомы), инсерция, транслокация и другие. Эффект положения геномные: кратные (полиплоиды и олигоплоиды) --- до 1200 хромосом, земляника 8n, алло- (x Raphanobrassica) и автополиплоиды; некратные (анеуплоиды) --- болезнь Дауна (трисомия по XXI) -- модификационная: ненаследственные изменения под влиянием среды; ненаследуемость, направленность, определяется множеством независимых факторов; закон --- нормальное распределение, норма реакции и ее наследуемость (пример: IQ) -- трансформационная, горизонтальный перенос и т.п. Задания: а) Перечислите все возможные генетические ситуации, когда у глухих родителей могут родиться нормальные дети. -- ненаследственная глухота у одного или обоих; -- мутация у ребенка; -- рецессивная глухота совместно с ненаследственной; -- доминантная глухота: Bb x bb или Bb x Bb; -- взаимодействие аллельных генов: C1C1 x C2C2 => C1C2 нормален; -- взаимодействие неаллельных генов: AASS x aass => AaSs нормален; -- проявление глухоты не с рождения б) Какое соотношение полов будет в потомстве у дрозофил, имеющих летальный ген в половой хромосоме? в) Допустим, что окраска шерсти у мышей определяется также, как и у кроликов. От скрещивания двух черных мышей родились только серые и черные мышата. Сколько было серых мышат, если всего родилось (от нескольких скрещиваний) 120 штук? г) От скрещивания короткохвостой кошки с длинной шерстью и короткошерстого длиннохвостого кота родилось всего 24 котенка, причем 10 из них были короткохвостыми и короткошерстыми, а 14 --- длиннохвостыми и короткошерстыми. Каков (примерно) генотип родителей, если короткошерстость и короткохвостость доминируют? д) У человека рецессивный ген `с' детерминирует врожденную глухоту. Наследственно глухой мужчина женился на нормальной женщине. Их ребенок имеет нормальный слух. Каков генотип матери? е) У человека шестипалость определяется геном Р. От брака гетерозиготного шестипалого мужчины родились 2 ребенка --- пятипалый и шестипалый. Каков генотип этих детей? ж) У человека близорукость доминирует над нормальным зрением, а карие глаза --- над голубыми. Единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет нормальное зрение и голубые глаза. Установить генотипы всех членов семьи. з) От скрещивания черных больших и рыжих мелких тараканов в первом поколении все потомство было мелкое и рыжее, а во втором поколении наблюдалось нормальное расщепление. Сколько во втором поколении было больших рыжих тараканов, если всего их --- 2370? и) При скрещивании белого и красного шиповника в первом поколении все потомство имеет красные цветы, а во втором поколении происходит расщепление на красные, желтые и белые в соотношении 9:3:4. Объясните результаты скрещивания. к) Селекционеры, скрещивая ежей и ужей, неизменно получали следующий результат: в первом поколении все потомство было длинное и колючее, а во втором происходило расщепление на длинных и колючих, ежей и ужей в соотношении 9:3:3. Объясните результаты скрещивания. л) От брака белых и негров рождается потомство самого разнообразного цвета --- от совсем белокожих до совершенно негроидных. Как вы думаете, сколькими папами генов определяется цвет кожи, если во втором поколении доля белокожих составляет примерно 1/1024? (Считается, что темный цвет доминирует.) м) У мышей окраска шерсти наследуется так же как у кроликов (2 пары комплементарных генов --- наличие пигмента и его распределение по волосу). Дигетерозиготная черная мышь скрещена с белой, гомозиготной по генам `с' (отсутствие пигмента) и `а' (пигмент у снования волоса). Определить расщепление по фенотипу в первом поколении. н) Есть ли вероятность, что от брака мужчины-дальтоника и женщины --- носительницы гена гемофилии родится здоровый ребенок, и, если есть, какова она? о) Мать ребенка утверждает, что его подменили в роддоме, основываясь на том, что у него 1 группа крови, тогда как у нее --- 2, а у ее мужа --- 3. Насколько обосновано ее утверждение? п) С какой вероятностью у резус отрицательной матери и резус-положительного отца может родиться резус-отрицательный ребенок? р) Какая доля полностью здоровых детей будет наблюдаться в потомстве у супружеской пары, где оба супруга страдают легкой формой серповидноклеточной анемии? с) От брака женщины со 2 группой крови и мужчины с этой же группой родилось две девочки с 1 группой крови. Женщина беременна в 3-й раз. Какова вероятность, что у нее опять родится девочка с 1-ой группой крови? т) Мать ребенка, больного гемофилией, вышла замуж во второй раз. Какова вероятность рождения у нее здорового ребенка, если новый муж не гемофилик? у) Цветовая слепота у кур, как и у людей, сцеплена с полом. Какое соотношение будет в потомстве у больного петуха и здоровой курицы здоровых и больных цыплят? ф) Кота неизвестного окраса скрестили с тремя разными кошками: рыжей, черной и черепаховой, у 2 и 3 самки родились котята соответственно черный и рыжий, а у 1 самки появился котенок женского пола нечерного окраса, при скрещивании которого с котом неизвестного окраса, все потомство всегда получалось одного цвета. Определите генотипы всех родителей и потомков. Какого потомства можно ожидать при дальнейшем скрещивании этого же кота с этими же кошками? ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА, СЕЛЕКЦИЯ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА !Генетика человека Методы: близнецовый, метод родословных, популяционный Основные заболевания: -- генные: брахидактилия (доминантна), фенилкетонурия (диагноз), серповидноклеточная анемия (гетерозиготы устойчивы к малярии), гемофилия VIII, дальтонизм A -- геномные: синдромы Тернера (X), Кляйнфельдтера-Шерешевского (XXY), Дауна Группы крови: -- система ABO (см. также раздел `Кровеносная система') -- система резус-фактора Тест по классической генетике 1. Законы Менделя не выполняются, если: А. Признак определяется парой аллельных генов. Б. Проявление признака зависит от условий среды. В. Родители --- гермафродиты. 2. Явление доминирования можно объяснить тем, что: А. В анафазе I мейоза гомологичные хромосомы расходятся к различным полюсам. Б. Аллельные гены производят различные белки. В. Один из двух аллельных генов разрушается. 3. У удивительного животного бракозявра ум определяется 1 геном, причем этот признак проявляется в фенотипе у всех гомозигот по аллелю ума и лишь у половины гетерозигот. Каким будет расщепление во втором поколении стандартного моногибридного скрещивания? А. 1:1. Б. 2:1. В. 3:1. 4. Допустим, Мендель скрещивал бы растения первого поколения не друг с другом, а с одной из родительских линий. Какие были бы возможны результаты расщепления? А. 3:1. Б. 2:1. В. 1:1. 5. У одного японского сорта бобов при самоопылении растения, выращенного из светлого пятнистого семени, получено 1/4 темных пятнистых, 1/2 светлых пятнистых и 1/4 светлых без пятен семян. Какое потомство должно получиться от скрещивания растения с темными пятнистыми и растения со светлыми семенами без пятен? А. Со светлыми без пятен семенами. Б. Со светлыми пятнистыми семенами. В. С темными пятнистыми семенами. 6. У овец черная окраска шерсти рецессивна по отношению к белой. От скрещивания белого барана с белой яркой родился белый ягненок. Какова вероятность гетерозиготности ягненка? А. 1/8. Б. 3/8. В. 5/8. 7. У матери I группа крови, у отца --- IV. Какие группы крови могут быть у детей этих родителей? А. Любые. Б. Все, кроме IV. В. Все, кроме I и IV. 8. При скрещивании короткошерстых морских свинок в потомстве появились: а) белые длинношерстые; б) белые короткошерстые; в) черные длинношерстые; г) похожие на родителей. Белых было 200 штук. Сколько было черных длинношерстых? А. 100. Б. 150. В. 50. 9. При скрещивании дрозофил с двумя дефектами (закрученными вверх крыльями и укороченными щетинками) в потомстве появились: а) мухи с 2 дефектами; б) только с закрученными крыльями; в) только с укороченными щетинками; г) нормальные --- в соотношении 4:2:2:1 (!?). В чем тут дело? А. Наблюдается взаимодействие генов. Б. Наблюдается сцепление генов. В. Есть нежизнеспособные генотипы. 10. Скрещиваются мухи-дрозофилы с нормальными крыльями, длинными ногами, серой окраской (доминантные признаки) и с укороченными крыльями, короткими ногами и светлой окраской. Какова вероятность появления во втором поколении мух с нормальными крыльями, короткими ногами и светлой окраской, если сцепления не наблюдается? А. 3/64. Б. 9/64. В. 27/64. 11. При скрещивании двух растений с красными цветками в потомстве имелось 260 растений с красными и 17 растений с белыми цветками. Как можно объяснить эти факты? А. Произошли генные мутации. Б. Эти признаки не наследуются. В. Налицо взаимодействие генов. 12. Растение тыквы с белыми дисковидными плодами (доминантные признаки) скрещено с растением, имеющим белые шаровидные плоды. В потомстве появились растения с дисковидными плодами белой и желтой окраски. Каков генотип родителей? А. Оба --- полные гетерозиготы. Б. Оба --- неполные гетерозиготы. В. Оба --- гомозиготы. 13. Во втором поколении дигибридного скрещивания наблюдается расщепление 3:1. Как это объяснить? А. Нежизнеспособностью одной из доминантных гомозигот. Б. Взаимодействием генов. В. Сцепленным наследованием. 14. В некотором государстве для увеличения числа мальчиков женщине, родившей дочь, не разрешается больше иметь детей. В этой стране среди детей: А. Больше девочек. Б. Больше мальчиков. В. Обоих полов поровну. 15. Как определить, в какой из хромосом находится данный ген? А. Надо найти, с какими генами он взаимодействует. Б. Надо проверить проявление данного гена при различных хромосомных аномалиях. В. Надо изучить поведение данного гена в мейозе. 16. Женщина, страдающая цветовой слепотой, имеет нормальных по зрению мать и брата. Какова вероятность того, что ее первый сын будет дальтоником? А. 0. Б. 1/2. В. 1. 17. Черная кошка принесла котят, один из которых имеет черепаховую окраску шерсти, а три --- черную. Какая окраска шерсти у отца этих котят? А. Черная. Б. Рыжая. В. Черепаховая. 18. Свойство мутаций: А. Направленность. Б. Случайность. В. Высокая частота. 19. Фенилкетонурия возникает как результат: А. Геномной мутации. Б. Хромосомной мутации. В. Генной мутации. 20. Изучая наследственность гороха, Мендель исследовал 7 признаков, расположенных, как потом оказалось в 6 парах хромосом (всего у гороха --- 7 пар хромосом). Почему он не наблюдал сцепления генов? А. Численность потомства была недостаточна. Б. Между двумя сцепленными генами был очень высокий процент кроссинговера. В. Мендель изучал только первые два гибридных поколения. 21 (дополнительный). Можно ли на растении гороха проводить дигибридное скрещивание, наблюдая в один сезон признаки: А. Зеленые семядоли и красные цветки Б. Угловатые семена и зеленые бобы В. Белые цветки и высокий рост !Селекция --- наука, направленная на улучшение существующих и на получение новых ... Сорт, порода, штамм, линия, экстерьер Методы селекции: -- получение исходного многообразия одомашнивание интродукция и акклиматизация коллекционирование гибридизация: внутривидовая: внутрилинейная: родственная неродственная межлинейная (гетерозис) межвидовая (отдаленная) мутагенез: естественный (в том числе соматические мутации) искусственный (генные мутации, полиплоидия) прививка (воздействие на доминирование, затем вегетативное размножение) -- генетический анализ разнообразия (проверка наследуемости и т.п.) -- отбор: естественный (районирование) искусственный: массовый (по фенотипу) индивидуальный (по генотипу, проверка производителей по потомству и пр.) !Центры разнообразия культурных растений !!! Текст --- в курсе по систематике растений !Молекулярная генетика Доказательства генетической роли ДНК -- трансформация -- трансдукция -- соотношение азотистых оснований Репликация ДНК --- матричная, полуконсервативная Основная догма молекулярной генетики: ДНК <=> РНК => белок (=> признак) Транскрипция: место, действующие лица, процесс, АТФ Трансляция: место, действующие лица, процесс. Триплет, генетический код, конец синтеза (рис.) Задания: а) Сколько белков может кодировать один участок ДНК и какую роль могут играть участки, не кодирующие белки? б) У спаниелей и фокстерьеров щенки с укороченными хвостами рождаются чаще, чем у сеттеров и овчарок. Как Вы можете это объяснить? в) Если женщина, отец которой страдал гемофилией, вышла замуж за здорового мужчину, то какова вероятность того, что у ее ребенка будет гемофилия? А если гемофилией болел дед этой женщины? Тест по генетике и селекции 1. Особенность опытов Менделя А. Впервые изучалась наследственность у растений Б. Мендель анализировал весь комплекс признаков В. Мендель прослеживал наследование отдельных признаков 2. Группа сцепления А. Одна пара аллельных генов Б. Одна пара гомологичных хромосом В. Одна хромосома 3. Черепаховая окраска у кошек возникает за счет А. Взаимодействия 2 пар генов Б. Кроссинговера половых хромосом В. Гетерозиготности по признаку, сцепленному с полом 4. Анеуплоиды А. Организмы с небольшими нарушениями количества хромосом Б. Организмы с большими нарушениями количества хромосом В. Гибриды между диплоидами 5. Предок европейского крупного рогатого скота А. Зубр Б. Тур В. Мусанг 6. В Южноазиатском центре одомашены: А. Огурец Б. Соя В. Табак 7. Помидор происходит из: А. Центральноамериканского центра Б. Средиземноморского центра В. Южноамериканского центра 8. У капустно-редечного гибрида: А. 46 хромосом Б. 36 хромосом В. 24 хромосомы 9. Что такое архаромеринос? А. Разновидность зубробизона Б. Гибрид между снежной козой и кабаргой В. Высокогорная порода овец 10. Какой сорт пшеницы создан Лукьяненко? А. Безостая Б. Мироновская В. Тритикале 11. Гетерозиготные формы получают: А. Для продажи Б. Как источник мутаций В. Как материал для отбора 12. Искусственный мутагенез не применяют: А. В селекции микроорганизмов Б. В селекции растений В. В селекции животных 13. Метод анализа по потомству применяется: А. Только в массовом отборе Б. Только при проверке наследуемости В. Только в животноводстве 14. Что такое ген? А. Единица транскрипции Б. Участок ДНК В. Молекула матричной РНК 15. К реакциям матричного синтеза относится: А. Связывание аминокислоты с тРНК Б. Раскручивание РНК В. Удвоение ДНК 16. Где происходит синтез белка? А. В аппарате Гольджи Б. В митохондриях В. На клеточной мембране 17. Сколько существует транспортных РНК? А. Не более 61 Б. 20 В. 64 18. Пептидная связь образуется: А. Между аминокислотами, принадлежащими к различным тРНК Б. Между новой аминокислотой и триплетом мРНК В. Между тРНК и возникающим полипептидом 19. В процессе синтеза белка одновременно участвуют: А. Один триплет Б. Два триплета В. Три триплета 20. В процессе синтеза белка АТФ расходуется: А. Когда рибосома передвигается на один шаг Б. Когда тРНК присоединяется к мРНК В. Когда рибосома распадается в конце синтеза белка БИОХИМИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ !Обмен веществ и его типы (см. в разделе `Пищеварительная система') !Фотосинтез Опыты: -- Ван Гельмонт; -- Пристли, Ингенхауз; -- Энгельман, Блекман. Определение и уравнение. Уравнивать нельзя, так как совокупность разных реакций. CO2 + H2O <==> C6H12O6 + O2 под действием света hv (обратная реакция --- фотодыхание, свойства листа в связи с принципом Ле Шателье) Световая (светозависимая) стадия (рис.) -- участвуют: хлорофилл (свойства), свет, вода, переносчик (аналогия с проявителем в фотографии), АТФаза. Происходит в тилакоиде. Хл + свет = e- + Хл+ H2O = H+ + OH- (накапливается снаружи) e- + H+ + Пер = Пер*H (уходит) 2H2O = 4H+ (накапливается внутри) + 4e- + O2 Градиент => насос => АДФ + Фн = АТФ -- итог световой стадии: В начале В конце H2O O2 Хл Хл АДФ, Фн АТФ Пер Пер*H Темновая (светонезависимая) стадия. -- участвуют: CO2, АТФ, Пер*H, C5. Происходит в матриксе хлоропласта. Итог --- синтез всех органических веществ (белки при помощи азота). CO2 + C5 = C6 C6 = 2C3 (3-фосфоглицерат) C3 + Пер*H + АТФ = C6H12O6 (или другие орг. вещества) + C5 -- типы фотосинтеза: C3 --- обычный; C4 --- фиксация не через 3-фосфоглицерат, а через оксалоацетат, в других клетках разлагающийся и дающий опять CO2, вновь вступающий в цикл Кальвина --- это тормозит фотодыхание, создавая высокие концентрации CO2 в клетках обкладки пучков; CAM --- у суккулентов через яблочную кислоту, запасаемую ночью в вакуолях, а днем выделяющую CO2 --- все в одной клетке). !Клеточное дыхание Обратно фотосинтезу, но три этапа. Кроме того, часть организмов живут за счет I этапа. O2 + C6H12O6 = CO2 + H2O + E (в виде АТФ) I. Гликолиз 2АДФ + 2Фн + 2Пер + C6H12O6 = 2CH3-C(=O)-COOH + 2АТФ + 2Пер*H Переносчик --- витамин PP (НАДФ, никотинамид) или B2 (ФАД, флавин). CH3-C(=O)-COOH --- пируват. II. Цикл Кребса -- подготовка: 2Пер + 2CH3-C(=O)-COOH + 2KoA = 2CO2 + 2Пер*H + CH3-C(=O)-KoA KoA --- кофермент А (переносчик ацетильных групп), витамин B5 (пантотеновая кислота). CH3-C(=O)-KoA --- ацетилкофермент А. -- цикл: 2CH3-C(=O)-KoA + 2C4 (ЩУК) = 2C6 (ЛК) 2C6 + 8Пер + 2АДФ + 2Фн = 4CO2 + 2C4 (ЩУК) + 8Пер*H + 2АТФ -- итог гликолиза и цикла Кребса: В начале В конце C6H12O6 6CO2 12Пер 12Пер*H 4АДФ, Фн 4АТФ III. Транспорт электронов Пер*H = Пер + H H = e- (перемещается неоднократно) + H+ (накапливается снаружи) H20 = H+ (`выманивается' электроном) + OH- (накапливается внутри) 4H+ + 4e- + O2 = 2H2O Градиент => насос => АДФ + Фн = АТФ Получается 25--32 молекулы АТФ. !Брожение: гликолиз + возвращение переносчика Гликолиз (см. выше) => -- молочнокислое: 2CH3-C(=O)-COOH + 2Пер*H = 2CH3-CHOH-COOH + 2Пер (возвращается) CH3-CHOH-COOH --- молочная кислота. -- спиртовое: 2CH3-C(=O)-COOH + 2Пер*H = 2CO2 + 2CH3-CH2-OH + 2Пер (возвращается) CH3-CH2-OH --- этиловый спирт. Окисление других органических веществ: -- белки => аминокислоты => органические кислоты => цикл Кребса; -- жиры => ацетилкофермент А => цикл Кребса. Пути веществ -- CO2, H2O, [N] => аминокислоты => растительные белки => аминокислоты => животные белки => CO2, H2O, [N]; -- и так же для остальных. СИСТЕМА ОРГАНИЗМОВ Основные понятия систематики. -- определения: систематика (наука о классификации), классификация (упорядочивание, разбиение на группы), таксон (группа), категория или ранг (мера сопоставления таксонов). -- категории: на примере человека и растения 7 основных категорий, бинарная номенклатура. Общая система организмов (упрощенная): Вирусы (вне системы) Царство Прокариоты 1. Цианобактерии 2. Бактерии Царство Грибы 3. Низшие грибы 4. Высшие грибы Царство Растения Подцарство Водоросли 5. Красные водоросли 6. Бурые водоросли 7. Зеленые водоросли Лишайники (вне системы) Подцарство Высшие растения 8. Мохообразные 9. Папоротникообразные 10. Голосеменные 11. Покрытосеменные Царство Животные Подцарство Одноклеточные 12. Амебожгутиковые 13. Споровики 14. Инфузории Подцарство Многоклеточные 15. Губки 16. Кишечнополостные 17. Плоские черви 18. Круглые черви 19. Кольчатые черви 20. Моллюски 21. Членистоногие 22. Иглокожие 23. Хордовые План-характеристика группы: 1) название 2) примерное количество видов 3) распространение 4) образ жизни (местообитание, экологическая характеристика) 5) строение (по плану) 6) размножение 7) классификация 8) представители (хозяйственно важные) ВИРУСЫ, ПРОКАРИОТЫ И ГРИБЫ !Вирусы Более 1000 форм, повсеместно, паразиты клеток, строение --- ДНК (РНК) и белок, для размножения использующие белоксинтезирующий аппарат клетки --- пограничны между живым и неживым. Одичавшие НК. Разнообразие вирусов: Прионы --- не живые, это белки, нарушающие сворачивание других белков при трансляции => болезнетворное действие. Куру и др. Вироиды --- очень маленькие, РНК не способна синтезировать белок. Болезни растений --- желтизна огурца. Плазмиды --- ДНК, маленькие, вырабатывают токсины РНК-вирусы: Пикорнавирусы --- гератит A и `ни A, ни B', ящур, полиомиелит (три вируса), риновирусы (ОРЗ) Флавивирусы --- лихорадка Денге (`недомогания' в теплых регионах) Тогавирусы --- энцефалиты и краснуха (переносят клещи), табачная мозаика Рабдовирусы --- везикулярный стоматит, бешенство (похож на змеиные яды, поражает гипоталамус) Парамиксовирусы (- РНК) --- корь, чума собак Ортомиксовирусы --- грипп (8-сегментный геном) Ретро-вирусы --- онкогенные, СПИД ДНК-вирусы: Микровирусы (1 ДНК) --- мелкие фаги Аденовирусы (2 ДНК) --- ангины Полиднавирусы (несколько 2 ДНК) --- ночная бабочка Heliothis Фаги (2 ДНК) --- T4 и др. Гепаднавирусы (2 ДНК) --- гепатит B Герпесовирусы (2 ДНК) --- герпес Поксивирусы (2 ДНК) --- оспа !Царство Прокариоты Основной признак --- клетка прокариотического строения. !Отдел Бактерии (около 5000) Распространены повсеместно Типы жизни бактерий: авто СО2 => (С) гетеро (С) => (С) фото св => Е пурпурные галобактерии хемо х.с. => Е хемобактерии большинство бактерий Прокариотическая клетка (1 слой оболочки --- Г+, 2 слоя --- Г-). Деление клетки (рис.), коньюгация (рис.). Классы бактерий: -- хлоробактерии --- цианобактерии: водоемы, планктон, фотосинтез, крупные клетки, хлорофилл, размножение как у бактерий. Представители: анабена (азотфиксатор), носток (съедобен, замор рыбы). -- протеобактерии --- железобактери, нитрифицирующие, серобактерии -- архебактерии --- галобактерии, метанобактерии -- спирохеты -- актиномицеты --- почвенные, антибиотики, туберкулез -- настоящие бактерии Хозяйственная классификация настоящих бактерий: -- болезнетворные: кокки, бациллы, вибрионы. Характеристика возбудителя (ГСТ), в т.ч. способ распространения --- контактно-бытовой, воздушно-капельный, через переносчика, через воду. Меры борьбы --- профилактика (вакцины --- убитый, ослабленный или его белок) и лечение (сыворотки) антителами, сульфопреператы, антибиотики) -- бактерии брожения --- уксуснокислые, маслянокислые, пропионовокислые, молочнокислые. Дрожжи --- не бактерии! -- почвенные --- азотфиксирующие, клостридии (анаэробы), бактерии гниения. Задания: а) На чашку Петри посеяли некий микроорганизм. Нарисуйте график зависимости его численности от времени. (Ответ пояснить). б) Придумать вопрос по теме: `Вирусы. Бактерии.' !Царство Грибы (более 50 000) Распространены повсеместно. Признаки: -- растений --- клеточная оболочка, неограниченный рост, сложный жизненный цикл; -- животных --- хитин, мочевина, гетеротрофность; -- собственные --- микотрофность, безжгутиковость, 2-ядерность. Тело состоит из гифов (нитей), называется --- мицелий. Половое размножение неподвижными гаметами, бесполое --- спорами и конидиями. !Отдел низшие грибы Многоядерный мицелий. Жизненный цикл (бесполое и половое размножение) на примере мукора (рис.) Представители: плесневые (мукор), фитофтора. !Отдел высшие грибы Многоклеточный мицелий. Классификация: несколько классов, рассматриваются два. !Класс сумчатые грибы (Аскомицеты, 15 000) Повсеместно, паразиты или сапрофиты, микроскопические, споры собраны в сумки (рис.) Разнообразие: -- паразитические --- спорынья, мучнистая роса -- съедобные --- сморчки, строчки, трюфель. -- плесневые --- пеницилл, аспергилл. -- дрожжи --- пекарские, пивные. Класс Базидиомицеты (16 000) Умеренные и тропические области, сапрофиты и паразиты, микоризообразователи, крупные, споры образуются на базидиях. Жизненный цикл на примере шампиньона (рис.) Разнообразие: -- шляпочные съедобные --- болетовые, опята, сыроежковые; несъедобные --- желчный, ложный опенок, ложная лисичка, сатанинский; ядовитые --- бледная поганка, мухомор. -- паразитические трутовики --- мертвые деревья и древесина; головневые --- ростовые вещества; ржавчинные --- барбарис. Задания: а) Какие опыты надо поставить и какие данные получить, чтобы отнести гриб к съедобным, несъедобным или ядовитым? б) Скрещиваются две чистых линии мукора: с белыми и черными спорами. Что получится в F1? ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ. ВОДОРОСЛИ. !Царство Растения Неподвижность, рост, модульность, фотосинтез. Общая сема жизненного цикла (рис.) !Подцарство Водоросли Нет тканей и органов, многоклеточных гаметангиев и зародыша. КРАСНЫЕ БУРЫЕ ЗЕЛЕНЫЕ Хлорофилл а, красные пигменты Хлорофиллы a и c, бурые пигменты Хлорофиллы а и b, дополнительных (фикоэритрин) (фукоксантин) пигментов нет Багрянковый крахмал Хризоламинарин Крахмал Жгутиков нет 2 гетеродинамных жгутика 2 гомодинамных жгутика 2 спорофита + гаметофит и Чередование гаметофита и спорофит Чередование или только гаметофита диплоидные споры Бентос Литораль Поверхность воды Анфельция (агар), порфира Ламинария (внешний вид, съедобна), фукус (съедобна) (жизненный цикл как у животных), саргассы Классификация и представители зеленых водорослей: -- монадные Хламидомонада: строение, образ жизни, жизненный цикл --- половое и бесполое размножение (рис.). -- коккоидные Хлорелла: строение, отличия от хламидомонады Плеврококк: наземность, переход к многоклеточности. -- нитчатые Улотрикс: строение, местообитание, бесполое и половое размножение (рис.). Спирогира: строение, образ жизни, особенности цикла (коньюгация, зиготический --- рис.). ЛИШАЙНИКИ, МОХООБРАЗНЫЕ И ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ !!! Тексты по ботанике сокращены. Более полный вариант плана --- в отдельном файле (план для подготовительного отделения). !Лишайники (10 000) -- в основном Арктика и умеренные области; -- наземные фотосинтезирующие, обнаженные субстраты; -- комплексные: симбиоз, компоненты; -- срез типичного лишайника; -- размножение: споры и кусочки таллома; -- классификация: накипные (всем телом на камнях) листоватые (участком) --- ксантория, гипогимния кустистые (ветвятся) --- пармелия, кладония (ягель, олений мох) -- значение: индикаторы, химия, питание олений, манна (леканора). !Подцарство Высшие растения -- первичноназемные, расчленение на корень и побег -- ткани: механические, проводящие, покровная с устьицами -- споры с толстой оболочкой и 3-лучевой щелью -- жизненный цикл с гаметофитом, спорофитом, многоклеточными гаметангиями и зародышем (рис.). Отдел Мохообразные (20 000) -- преобладает гаметофит, спорофит незеленый, паразитический; -- повсеместно влажные места (и в воде); -- гаметофит (протонема и гаметофор): стебель, листья, корней нет (ризоиды --- мертвые клетки); -- спорофит: ножка и коробочка; -- жизненный цикл (рис.); -- представители: кукушкин лен (политрихум) --- заболачивание; сфагнум --- мертвые клетки, боковые коробочки, ветви, торф, антисептик. Отдел Папоротникообразные (10 000) -- преобладает спорофит, гаметофит мелкий -- в основном тропики, тенистые, влажные места. -- спорофит: корень, листья, стебель. -- гаметофит: заросток. -- классификация: Плауны Хвощи Папоротники 500 видов 30 видов 9500 видов наземные подземные корневища подземные корневища зар. подз. заростки наземные заростки наземные мелкие л. листьев нет, зубчики крупные (вайи) колоски колоски нижняя сторона листьев одиночные по нескольку на щитке в сорусах, с покрывальцами плаун (присыпка, хвощ (сорняк, щитовник (глисты), украшение), ядовит, чистка кочедыжник, селагинелла кастрюль) орляк, (разноспоровая!) нефролепис, водные (разноспоровые) лепидодендрон, каламиты, клинолисты псаронис сигиллярия Семенные папоротники --- это голосеменные! Климат в карбоне был обычный! Задания: а) Перерисовать цикл развития папоротника, подписать спорофит, гаметофит, антеридии, архегонии, что гаплоидно и что диплоидно. б) Таблица: Сходства и отличия жизненных циклов кукушкиного льна и улотрикса. в) Вопрос на тему `Лишайники' придумать. КОРЕНЬ, ЛИСТ, ПОБЕГ И СТЕБЕЛЬ !Органы и ткани Ткани: -- простые: образовательные (меристемы) --- апикальная, камбий, пробковый камбий покровные --- эпидерма, корка всасывающие основные --- ассимиляционные, запасающие и др. (часто называются `паренхима') механические --- волокна и др. -- сложные: проводящие --- ксилема, флоэма Органы: -- вегетативные: побег (стебель, листья, почки (?)) корень -- генеративные: соцветия цветок, видоизменение --- плод семя (комплексный орган) !Корень -- основной вегетативный орган, выполняющий функцию почвенного питания -- остальные функции: якорь, синтез, запас, взаимодействие -- анатомия: зоны молодого корневого окончания (рис.): чехлик, деления, растяжения, всасывания, проведения. ткани на поперечном срезе зоны всасывания: экзодерма (и всасывание), кора, эндодерма (и транспорт, корневое давление) -- физиология: осмос -- центральный цилиндр (ксилема + флоэма + паренхима). Корневые системы -- виды корней: главный, боковые, придаточные. Закладка боковых корней. -- типы корневых систем: стержневая и мочковатая. Видоизменения корней Видоизменение --- приспособление к несению специальных функций. -- микориза (и орхидные) -- корневые клубеньки -- запасающие: корнеплоды и корневые шишки -- воздушные (в т.ч. дыхательные и опорные) -- колючки (плющ) !Побег Основной вегетативный орган, выполняющий функцию воздушного питания. Не путать со стеблем! -- схема строения побега: главный, боковые, верхушечные и пазушные почки, листья, узлы и междоузлия. -- листорасположение -- ветвление: верхушечное, боковое, крона -- виды: прямостоячий, вьющийся, цепляющийся, ползучий, укороченный. -- видоизменения (потом) Почка --- зачаточный побег. Классификация почек Задания: а) Подберите к каждому приспособлению соответствующие условия. Ответ обоснуйте. Приспособления: периодический листопад, накопление воды в тканях, насекомоядность. Условия: сфагновое болото, сухая саванна, дождевой тропический лес, тундра, высокогорный солончак. б) Корни кактусов на поверхности --- почему? в) Какие преимущества и недостатки имеют крупные и мелкие листья? г) Придумайте вопрос на тему: `Побег, почка'. д) Нарисовать за 10 минут (можно схематически) любое растение, указать: главный, боковые, придаточные корни, главный и боковые побеги, верхушечные, пазушные и спящие почки, узел и междоузлие, черешок, пластинку и жилки листа, (соцветие и цветок). !Лист Определение и функции -- боковой уплощенный орган побега -- фотосинтез, газообмен, транспирация, синтез Отличия: -- в пазухе --- почка -- не растут верхушкой -- не образуют новых побегов Строение и жилкование листа (рис.) -- эпидерма, кутикула, устьица, устьичные камеры, волоски -- мезофилл: столбчатый и губчатый, лучи света, теневые и световые листья -- жилки: проводящие и механические ткани, флоэмный транспорт -- приспособления у гидатофитов, аэрогидатофитов, склерофиллов, малакофиллов, суккулентов и галофитов Жизнь листа -- краевой рост, апикальная меристема (примордии) -- вечнозеленые, летнезеденые и зимнезеленые растения -- листопад: отделительный слой, фотопериодизм -- зимний покой: вынужденный и органический Форма листа -- общие признаки (лист в целом): прилистники (есть/нет, [интрапетиолярные/экстрапетиолярные, опадающие/остающиеся)] [основание (форма рубца, рубцы соединены/нет, количество следов, влагалище/нет, влагалище открытое/закрытое, язычок/нет и пр.)] -- итеративные признаки (на всех уровнях расчленения): форма: тип фигуры (эллипс/прямоугольник/ромб/треугольник) отношение длины к ширине [положение наибольшей ширины (посередине/вверху/внизу)] расчленение: степень (цельный, лопастной, раздельный, рассеченный) тип (единичный, двойчатый, тройчатый, пальчатый, парноперистый (двойчатоперистый), непарноперистый (тройчатоперистый)) [количество частей] [порядок (однажды, дважды и т.п.)] [черешок (размер, структура)] -- конечные признаки (листочки и прилистники): основание (округлое, прямое, клиновидное, сердцевидное, стреловидное) верхушка (округлая, с остроконечием, треугольная, оттянутая, вогнутая) край (цельный, зубчатый, пильчатый, городчатый, порядок расчленения) [поверхность (цвет, опушение и т.п.)] жилкование: Главные Нет Одна Несколько Боковые Нет Аподромное Гифодромное Акродромное Несколько Акродромное Птеродромное Актинодромное Видоизменения листа: -- чешуи -- прицветные листья -- иглы -- колючки листовые -- усики листовые -- ловушки -- водозапасающие, суккуленты -- подводные листья !Стебель -- определение: осевой орган побега -- опорная, проводящая, запасающая, фотосинтезирующая функции Внутреннее строение стебля (рис.) Первичное: -- эпидермис -- кора -- проводящие пучки с флоэмой и ксилемой -- сердцевина Вторичное (к концу года): -- корка -- камбий (пучковый и межпучковый), его работа и образование вторичных тканей -- годичные кольца Стебель однодольных: -- атактостела Видоизменение стебля. -- соломина -- стеблевые колючки (шипы) -- кладодии Видоизменение побега -- корневища -- клубни и столоны -- луковицы -- клубнелуковицы -- усы (наземные столоны) -- побеговые усики -- побеговые колючки -- ствол и каудекс -- водозапасающие побеги -- филлокладии ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ !Размножение вообще -- воспроизведение (наследственное) -- рекомбинация (половой процесс) -- увеличение числа особей (нет на заростке) -- расселение !Вегетативное размножение Естественное -- придаточными почками -- корневыми отпрысками -- усами -- партикуляцией (подземными частями) Искусственное -- отводки -- деление куста и подземных органов -- стеблевые (побеговые), листовые и корневые черенки -- прививка: условия: улучшение привоя плохо размножаются по-другому размножение мутантов способы: окулировка в расщеп -- клеточное размножение Задания: а) Нарисуйте графики испарения воды растениями подлеска, луга и пустыни в зависимости от времени суток. Ответ поясните. б) Как растения защищаются от поедания их животными? Приведите не менее 9 различных способов. в) Придумайте вопрос на тему: Видоизменения побега. Жизненные формы. Вегетативное размножение. ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ !Соцветие -- определение: обособленная часть побеговой системы, несущая цветки -- классификация (схемы): -- простые (разветвлены 1 раз): кисть, колос, зонтик, головка, корзинка, початок, щиток с примерами -- сложные: метелка, двойной колос, двойной зонтик, многоярусный дихазий (картошка). -- фрондозность и брактеозность -- закрытые (базипетальный порядок) и открытые (акропетальный порядок) соцветия -- модусы преобразования: (1) укорочение осей, (2) редукция цветков, (3) надстраивание соцветий Модель I. Открытая/закрытая простая кисть Производные: -- простые соцветия 11 (кисть/плейохазий), 10 (колос=початок), 01 (зонтик, зонтик-головка), 00 (головка, корзинка) -- сложные соцветия: разные комбинации типа 11/11 (двойная кисть), 10/10 (двойной колос), 01/01 (двойной зонтик) и пр. (в т.ч. тройные и т.д.) Модель II. Тирс (открытая/закрытая кисть из повторяющихся боковых соцветий) Производные: -- цимы (элементы тирса --- происходят от сильно редуцированных или фрондозных тирсов): монохазий, дихазий; и комбинации цим: многоярусный монохазий (завиток, улитка), многоярусный дихазий, двойной `завиток') -- тирсы: 11 (зз, оз, зо, оо --- двойная кисть), 10 (колосовидный тирс), 01 (зонтиковидный тирс); и тирсы из тирсов в разных комбинациях. Модель III. Метелка (закрытое пирамидальное соцветие) Производное: антела (боковые ветви поднимаются до верхушки) Модель IV. Интеркалярное соцветие Производные: -- кистевидные и тирзоидные интеркалярные соцветия. Флоральная единица (FU) --- это повторяющийся элемент соцветия. Паракладии --- дополнительные ветви соцветия. !Цветок -- определение: укороченный побег, приспособленный к опылению и образованию плода; -- схема строения цветка, его основные органы: цветоножка, цветоложе, чашелистики (чашечка), лепестки (венчик), околоцветник, тычинки (нить, пыльник), пестик (завязь, столбик, рыльце); -- общие признаки цветка: пол (однодомность и двудомность, обоеполость), симметрия (симметричный и несимметричный), кратность (2,5,3), (махровость), (нектарники), срез пыльника. -- определения всех органов цветка -- нижняя и верхняя завязь, вид цветоложа -- семезачаток внутри завязи -- формула цветка --- принципы составления, примеры, рисунок диаграммы цветка. !Жизненный цикл цветкового растения (рис.) Двойное оплодотворение: 1) 1-ый спермий + яйцеклетка = зародыш (2n) 2) 2-ой спермий + центральная клетка = эндосперм (3n) Образование семени и плода: -- кожура плода -- околоплодник -- семенная кожура -- эндосперм (часто) -- зародыш: корешок, семядоли, почечка !Опыление -- определение: процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльца пестиков -- способы: -- самоопыление (часто аварийный вариант) -- перекрестное (ветром, животными --- насекомые (синдромы), птицы, летучие мыши, водой) !Плод --- это зрелый цветок Тривиальная классификация плодов --- Простые плоды: Сухие Многосемянные: коробочка, стручок, боб Односемянные: орех, зерновка, семянка Сочные Многосемянные: ягода, яблоко Односемянные: костянка Сложные плоды: Многоорешек, многокостянка Соплодия (ананас, инжир) --- зрелые соцветия [Классификация плодов по Спьюту (1994): Сперматокарпии (плоды Gymnospermae) Антокарпии Простые плоды (у Nymphaea плод --- гесперидий) Раскрывающиеся плоды (рексикарпии) Разламывающиеся плоды (схизокарпии) Сложные плоды Дискокарпии (скрыты внутри перианция --- яблоко и аналогичный плод Nelumbo) Этаиронарные плоды (все наружу --- Magnolia) Составные плоды (соплодия) Криптокарпии (Zea, Ficus) Фенокарпии (Pandanus) Антекокарпии (Gramineae)] -- распространение плодов и семян: автохория (взрывные, зарывающиеся, падающие), анемохория, зоохория, гидрохория. !Семя -- определение: комплексный орган, состоящий из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ. -- схемы строения 1-дольного и 2-дольного зародыша -- прорастание семени: покой, прерывание покоя, условия прорастания, дыхание семян, надземное и подземное прорастание (опыты). Задания: а) У каких растений нет хлоропластов и почему? б) Почему в примитивных группах высших растений сильно развит гаметофит, а в продвинутых группах гаметофит все более и более редуцируется? в) Почему в наших лесах крупные и яркие цветки имеют в основном травы, а не деревья? г) Придумать вопрос на тему: `Плод и семя'. СЕМЕННЫЕ. СЕМЕЙСТВА ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ (Хейпфл. Открытки. Японские растения.) !Возникновение семенного размножения. Разноспоровость. -- у хвощей мужские и обоеполые заростки. -- у селагинеллы и водных папоротников --- мужские и женские споры. -- у голосеменных женская спора прорастает и яйцеклетка оплодотворяется на материнском растении. Семя образуется тогда, когда: прорастание женской споры; оплодотворение; развитие молодого спорофита происходят на материнском растении. !Отдел Голосеменные (600) -- умеренные и субтропические широты северного и южного полушарий; -- семенное размножение; -- древесность; -- вторичное утолщение; -- шишки (собрание чешуй с пыльниками или семезачатками); -- семена лежат открыто; -- эндосперм гаплоидный !Класс Хвойные Семейство Сосновые. Сосна, характеристика и схема цикла развития. Весь цикл занимает 2 года. Другие представители: кедровая сосна, ель, лиственница, пихта, настоящий кедр. !Отдел Покрытосеменные, или Цветковые (245 000) -- распространены повсеместно; -- цветок (обоеполый стробил из трех ярусов); -- покрытосемянность (семезачатки окружены тканью завязи); -- рыльце (самонесовместимость); -- двойное оплодотворение; -- плод как орган диссеминации; -- парциальность (каждый модуль может стать новым растением); -- классификация: Класс Однодольные Класс Двудольные Одна семядоля, почечка боковая Две семядоли, почечка верхушечная Главный корень отмирает Главный корень сохраняется Атактостела Сифоностела (эустела) Вторичное утолщение отсутствует Вторичное утолщение есть Листья сидячие Листья черешковые Жилкование акродромное Жилкование чаще птеродромное Предлист один Предлиста два Цветки 3-членные Цветки 4--5-членные !Классификация культурных растений: ОСНОВНЫЕ -- Зерновые (крупяные): рис, кукуруза, гречиха -- Бобовые: соя, фасоль, горох -- Крахмалоносные: картофель, батат, хлебное дерево ПЛОДООВОЩНЫЕ -- Плодовые: яблоня, дыня, ананас -- Овощные: капуста, морковь, тыква -- Орехоплодные: фисташка, арахис, лещина АРОМАТИЧЕСКИЕ -- Пряные: гвоздичное дерево, черный перец, кориандр -- Ароматические: чай, кофе, матэ (парагвайский чай) -- Наркотические: табак, кола, бетель САХАРОМАСЛИЧНЫЕ -- Сахароносные: сахарная свекла, сахарный тростник, клен -- Масличные: подсолнечник, рапс, масличная пальма ТЕХНИЧЕСКИЕ -- Волокнистые: лен, конопля, рами -- Древесинные: сосна, черное дерево, сандаловое дерево -- Каучуконосные: гевея -- Восконосные: симмондзия -- Камеденосные: аравийская акация -- Красильные: индигофера -- Кормовые: люцерна, овес, клевер -- Медоносные: фацелия, клевер ЛЕКАРСТВЕННЫЕ -- Витаминсодержащие: шиповник, облепиха, черная смородина -- Эфиромасличные: эвкалипт, ромашка, валериана -- Гликозидсодержащие: ландыш, женьшень, хмель -- Алкалоидсодержащие: хинное дерево, беладонна, стрихнос (чилибуха) ДЕКОРАТИВНЫЕ -- Травянистые однолетники: астра, бархатцы, фиалка трехцветная (`анютины глазки') -- Травянистые дву- и многолетники: пион, лилия, гладиолус -- Декоративные деревья и кустарники: роза, сирень, серебристая акация (`мимоза') -- Срезочные: зантедесхия (`калла'), каттлея, гвоздика -- Горшечные: фикус, хлорофитум, криптомерия План описания семейства цветковых растений: 1) Количество видов. 2) Географическое распространение. 3) Местообитание. 4) Жизненная форма. 5) Корневая система. 6) Побег и стебель. 7) Листья. 8) Соцветия. 9) Цветок. Формула цветка. 10) Опыление. 11) Плод. 12) Семя. Семейства цветковых растений (можно построить сравнительную таблицу): Класс Двудольные (186 000) Крестоцветные -- 376 (3200) -- гомогенное семейство; -- открытые местообитания; -- жесткие волоски; -- интрапетиолярные прилистники; -- кисть; -- *Ч_4Л_4Т_2+4П(2)в; -- опылители --- двукрылые; -- стручок и стручочек; -- овощные (капуста: брюссельская, савойская, кольраби, бело- и краснокочанная, цветная, пекинская; репа; редька; турнепс; брюква; редис); пряноароматические (хрен, горчица); лекарственные (гликозидсодержащие: пастушья сумка); декоративные (левкой, вечерница). Розоцветные -- 130 (3500) -- умеренные и субтропические области Северного полушария; -- лесные и луговые растения; -- древовидные и многолетние травы; -- стержневая; -- корневища, стеблевые колючки (шипы), побеговые колючки; -- очередные, простые или сложные, с прилистниками; -- кисти, зонтики, щитки, дихазии, одиночные; -- * Ч_(5)Л_5Т_многоП_1-много,в/н; цветоложе часто трансформируется; -- насекомыми, в основном перепончатокрылыми; -- многолистовка, многоорешек, многоягода, яблоко, костянка; -- без эндосперма; -- классификация: Розовые сложные листья П_много,н сложный плод Яблоневые пер. и пр. л. П_1,н яблоко Сливовые простые листья П_1,н костянка -- дикие: земляника, лапчатка (гусиная лапка) -- культурные: а) основные --- нет б) плодоовощные --- плодовые (земляника, малина, яблоня, груша, мушмула, эриоботрия, айва, хеномелес, рябина, арония, боярышник, слива, алыча, терн, персик, абрикос, вишня, черемуха и пр.), овощных --- нет, орехоплодные --- миндаль в) ароматические --- миндаль г) сахаромасличные --- масличные (роза) д) технические --- древесинные (яблони и пр.) е) лекарственные --- гликозидсодержащие (кровохлебка, лапчатка, черемуха, миндаль) ж) декоративные --- кустарники открытого грунта (роза, спирея, сакура, персик) Бобовые -- 700 (17 600) -- близки к розоцветным; -- азотфиксаторы; -- Ч_(5)Л_1,2,(2)Т_(9),1П_1в; -- большой зародыш; -- дрок, клевер, мышиный горошек; -- основные, овощные, орехоплодные, масличные, древесинные, кормовые, лекарственные (солодка, кассия, софора --- рутин), декоративные (люпин, душистый горошек, акации), красильное (индиго). Пасленовые -- 85(2300) -- главным образом в Ю. Америке; -- *Ч_(5)Л_(5)Т_5П_(2)в; -- семена с эндоспермом; -- паслены, белена; -- основные, овощные, ароматические, лекарственные (алкалоидные -- беладонна и др.), декоративные открытого (физалис, петуния, душистый табак), закрытого (паслен `комнатная вишня') Сложноцветные -- 1000 (20000) -- листья простые, очередные, без прилистников; -- инулин, млечники или смоляные ходы; -- головки или корзинки с оберткой; -- 2 типа корзинок: `Ромашка' ложноязычковые Ч_0Л_(3)Т_(5)П_(2)н трубчатые *Ч_0Л_(5)Т_(5)П_(2)н `Одуванчик' язычковые Ч_0Л_(5)Т_(5)П_(2)н -- семена без эндосперма; -- овощные (топинамбур, салат, артишоки), орехоплодные, масличные, ароматические (цикорий, кинза), красильное (сафлор), каучуконосы, кормовые, лекарственные (ромашка, полынь, мать-и-мачеха, бессмертник, календула, пижма, череда, тысячелистник --- эфирные масла), декоративные (бархатцы, цинии, астры, рудбекия, георгины, хризантемы, герберы, цинерарии и др.) Класс Однодольные (58 000) Лилейные -- 200 (3500) -- больше всего в субтропиках; -- *О_3+3Т_3+3П_(3)в; -- семена с обильным эндоспермом; -- овощные (лук, спаржа), лекарственные (ландыш), декоративные (лилии, тюльпаны, гиацинты, аспарагус, хлорофитум, безвременник, пролеска, гусиный лук и многие другие). [Амариллисовые] -- *О_(3+3)Т_3+3П_(3)н; -- нарцисс, белоцветник, галянтус, кливия, кринум, унгерния. Злаки -- 700 (9000) -- соломина, интеркалярный рост, корневищные травы; -- влагалище, язычок; -- С4-фотосинтез; -- колосья или метелки из колосков; -- О_(2)+2Т_3П_(1/3)в, рисунок; -- зерновка, зародыш боковой; -- основные (рис --- 500 млн т, пшеница --- 400, кукуруза --- 150, овес, ячмень, просо, рожь, сорго), сахарные (тростник), древесинные (бамбуки), кормовые (тимофеевка), лекарственные (рыльца кукурузы), декоративные (кортадерия). !Ключ для определения `школьных' семейств 1. Листья с линейным или дуговидным жилкованием, хорошо развиты подземные побеги (луковицы, корневища), цветки с простым околоцветником ... 6. -- Признаки иные ... 2. 2. Листья с довольно крупными парными прилистниками (иногда сросшимися с черешком). Цветки 5-членные, лепестки хотя бы частично свободные ... 5. -- Листья без заметных прилистников. Признаки цветка иные ... 3. 3. Цветки собраны в кистевидное соцветие. Цветок 2-членный, лепестки расположены крестообразно. Тычинок 6. Плод --- стручок или стручочек ... Семейство Крестоцветные. -- Признаки иные ... 4. 4. Соцветие --- корзинка (редко головка), производит впечатление одного цветка. Чашечка не развита, тычинки сросшиеся. Завязь нижняя ... Семейство Сложноцветные. -- Соцветие щитковидный дихазий или цветки одиночные. Чашелистики и лепестки сросшиеся, тычинки свободные. Завязь верхняя ... Семейство Пасленовые. 5(2). Цветки актиноморфные, все 5 лепестков свободны. Тычинки в неопределенном числе, свободные. Плод --- многоорешек, многокостянка, яблоко или костянка ... Семейство Розоцветные. -- Цветки зигоморфные, 2 лепестка (`лодочка') сросшиеся. Все 10 тычинок сросшиеся или 1 из них свободная. Плод --- боб ... Семейство Бобовые. 6(1). Листья не образуют влагалища (отходят от стебля `сразу'). Цветки собраны в кисти, зонтики или одиночные. Цветки яркие, актиноморфные, 3-членные. Завязь верхняя ... Семейство Лилейные. -- Листья образуют влагалище. Цветки собраны в колоски. Цветки невзрачные, зигоморфные, 2--3-членные ... Семейство Злаки. Задания: а) Как установить, лес или степь были ранее на распаханной ныне территории в лесостепной зоне? б) Как почка дерева `узнает', что ей пора просыпаться? в) На выбор любое семейство из 6 коротко охарактеризовать. г) Разбить на группы гомологичных органов: Колючки кактуса, клубень, корневые шишки георгина, иголки сосны, колючки боярышника, усики гороха, усы земляники, кочан капусты, головка цветной капусты, корнеплод моркови, початок кукурузы, корневище ландыша, головка чеснока, соломина пшеницы, колючки розы. д) Охарактеризовать цикл развития некоей водоросли по рисунку. Перерисовать, указать тип жизненного цикла, мейоз, гаплоидно и диплоидно; выбрать подходящие слова и подписать --- гаметофит, спорофит, гаметы, споры, яйцеклетка, спермии, сперматозоиды, зигота, заростки, гаметангии, спорангии, архегонии. Тест по ботанике 1. Что представляют собой вакцины? А. ДНК убитых бактерий Б. Ослабленный штамм возбудителя В. Живые клетки болезнетворных бактерий в малой концентрации 2. Как размножаются бактерии? А. Деление пополам Б. Конъюгацией В. Спорами 3. Почему спорынья --- опасное заболевание злаков? А. Сильно снижается урожайность Б. Пораженные злаки заражают другие растения В. В помол вместе с зерном попадают ядовитые плодовые тела 4. Что представляет собой плодовое тело шляпочного гриба? А. Там происходит половой процесс Б. Там происходит мейоз В. Там возникает микориза 5. Для чего грибы производят антибиотики? А. Чтобы подавить рост конкурентов Б. Чтобы уничтожить конкурентов В. Чтобы умертвить добычу 6. Что преобладает в жизненном цикле улотрикса? А. Гаметофит Б. Спорофит В. Диплоидная стадия 7. Красные водоросли растут на больших глубинах, потому что: А. У них преобладает спорофит Б. Гаметы у них неподвижные В. Они содержат красные пигменты 8. Какая структура папоротникообразных соответствует семени голосеменных? А. Лист папоротника со спорангиями Б. Гаметофит (заросток) В. Гаметофит, спорангий и молодой спорофит вместе 9. Какова роль корневого чехлика? А. Он защищает кончик корня от повреждений частицами почвы Б. Способствует поглощению воды В. Он не дает почвенным беспозвоночным поедать молодые корни 10. Что такое корневое давление? А. Давление воды в корневых волосках Б. Давление, производимое растением на почву В. Давление воды у основания стебля 11. Лианы растут вверх, чтобы: А. Увеличить испарение Б. Повысить вероятность опыления В. Увеличить интенсивность фотосинтеза 12. Что такое сложный лист? А. Это лист, состоящий из нескольких пластинок Б. Лист, рассеченный на доли В. Лист, растущий верхушкой 13. Какую роль играет ксилема? А. Из нее образуются проводящие ткани Б. Она снабжает корни питательными веществами В. Она проводит воду и минеральные соли 14. Листья тенелюбивых растений: А. Не имеют кутикулы Б. Имеют один вид мезофилла В. Не имеют губчатого мезофилла 15. Почему шишка сосны не может называться плодом? А. Т.к. состоит из чешуй Б. Т.к. не имеет околоцветника В. Т.к. семена лежат открыто 16. Какая культура относится к техническим? А. Одуванчик Б. Ландыш В. Георгин 17. Чем стручок отличается от боба? А. Стручок сухой, а боб сочный Б. Боб раскрывается, а стручок нет В. Стручок с перегородкой, а боб нет 18. Во время оплодотворения зародышевый мешок состоит из: А. 6 клеток Б. 7 клеток В. 8 клеток 19. Цветок не имеет ни чашечки ни венчика у: А. Пасленовых Б. Сложноцветных В. Лилейных 20. Листья простые, очередные, с прилистниками, 5 лепестков, завязь нижняя. Семейство? ПРОСТЕЙШИЕ, КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ, ЧЕРВИ Картинки в учебнике! Сообщения: о любом животном, конкретные, интересные сведения, не более 4 минут. 2 вопроса (я и из зала), от которых зависит балл (по системе плюс-минус). Темы не дублировать, кошек и собак не предлагать. !Подцарство Одноклеточные (Протисты) -- общая характеристика, классификация (3 типа) -- несколько десятков тысяч видов -- клетка Тип Амебожгутиконосцы (более 10 000) Класс Саркодовые (10 000) Обыкновенная амеба. Условия обитания, строение, передвижение, сократительные вакуоли, питание. Дизентерийная амеба. Класс Жгутиконосцы (искусственный класс) Подкласс Растительные Эвглена (Условия, строение, признаки животных и растений). Вольвокс. Признаки водорослей, простейших и многоклеточных животных. Подкласс Животные жгутиконосцы Трипаносома: сонная болезнь, цеце, природный очаг Тип Споровики (1000) Класс Кокцидии Малярийный плазмодий. Жизненный цикл и характер болезни. Борьба. Тип Инфузории (8000) Инфузория-туфелька: два ядра, половой процесс, разнообразие инфузорий. !Подцарство Многоклеточные животные -- общая характеристика: органы и ткани, системы органов, половые клетки, онтогенез -- `движение и питание' -- этапы эмбриогенеза: бластула => гаструла => образование мезодермы --- соответствуют филогенезу !!! Сравнительная таблица по типам --- в отдельном файле. План характеристики типа животных: 1) Название 2) Примерное количество видов 3) Среда обитания, образ жизни 4) Внешнее строение, симметрия 5) Покровы, скелет, мускулатура, полость тела 6) Пищеварительная система 7) Кровеносная система 8) Дыхательная система 9) Выделительная система 10) Нервная система, органы чувств, поведение 11) Половые органы, размножение 12) Развитие 13) Классификация, основные представители, их значение !Тип Губки (2600) -- основные признаки: морские, неподвижные, фильтраторы, скелет, мало тканей, нет симметрии, развитие с извращением -- бадяга, греческая губка !Тип Кишечнополостные (5000) -- чередование поколений -- органы чувств -- трехслойность -- регенерация -- рефлексы -- коралловые рифы Задания: а) Характеристика кишечнополостных по плану (типы клеток) б) У каких животных нет ни рта, ни кишечника? Как они питаются? в) Для чего и какие животные светятся? !Тип Плоские черви (10 000) -- водные хищники и паразиты -- головной отдел, двусторонняя симметрия -- погруженный эпителий, кожно-мускульный мешок и червеобразное движение, паренхима -- глотка + кишка, ветвится (рис.) -- роль кровеносной системы --- пищеварительная -- всей поверхностью (поэтому маленькие) -- протонефридии: звездчатые клетки, канальцы, выделительные отверстия -- ортогон: парный ганглий + нервные стволы с кольцевыми перемычками, примитивные глаза и статоцист -- гермафродиты, внутреннее оплодотворение -- личинка, у паразитов --- смена хозяев -- 3 класса Класс Ресничные (= Турбеллярии) (3000) -- Белая планария -- пресные водоемы, дно -- до 2,5 см в длину -- ползает 7 см/мин двумя способами (ЖЖ1 с. 247) -- хищники, работают выпячивающейся глоткой -- бесполое и половое размножение, живут 1 год, регенерация, условные рефлексы, ресничный эпителий -- есть наземные представители Класс Сосальщики (4000) -- очень близки к Турбелляриям Печеночная двуустка -- строение: показать присоски, кишечник, ортогон, каналы + мочевой пузырь, яичники + семенники (рис.) -- жизненный цикл: марита => сложное яйцо => вода => мирацидий => прудовик => спороциста => редия => церкария => адолескария => трава => корова (рис.) -- длина 3--5 см, живет в желчных ходах печени, у овец вызывает эпизоотии, у человека --- желтуху, диагноз --- по яйцам -- борьба: профилактика --- личная гигиена, уничтожение малого прудовика, осушение, лечение противоглистными средствами Кошачья двуустка -- узкая, в печени человека и хищников -- два промежуточных хозяина: катушка и плотва Шистозома (кровяная двуустка) -- раздельнопола, живет в венах почек, яйца с мочой -- проникают церкарии активно, промежуточный хозяин --- моллюск -- тропики Класс Ленточные черви (3000) -- очень сильно упрощены Бычий цепень -- строение: показать 4 присоски, членики, 2 выделительных канала и поперечные, 4 нервных ствола и кольца, семенник + яичник и матка (рис.) -- рост в области шейки, перекрестное и самооплодотворение -- жизненный цикл: кишечник => сложные яйца => корова => онкосфера => кровеносная система => застревает => финна => кишечник (рис.) -- до 10 м, в тонком кишечнике, финны около 0,5 см в диаметре Свиной цепень -- до 3 м, крючья, свиньи, возможен не только тениоз, но и цистицеркоз, самозаражение Эхинококк -- взрослый 3--4 членика, 5 мм, финна до 20 см в диаметре -- жизненный цикл: кишечник собачьих => печень, легкие и др. копытных, кроликов и человека; развивается годами, распространен на Севере Широкий лентец -- до 9 м, в кишках собак, кошек, человека, цикл: корацидий --- циклоп -- жизненный цикл: рыба => онкосфера => финна => кишечник; вызывает малокровие. Тип Круглые черви (100 000) -- водные, почвенные и паразиты -- веретеновидное, нечленистое тело -- кутикула, гиподерма, продольная мускулатура, псевдоцель как опорная и транспортная часть -- рот, губы (карандаш), глотка: ротовая полость + мускулистый пищевод, средняя кишка, задняя кишка, анальное отверстие, поперечный разрез (рис.) -- кровеносной нет -- дыхательной нет -- кожные железы + почки накопления -- кольцо + стволы (6) с перемычками, осязание, химическое чувство -- половой диморфизм, парные яичники + непарный семенник, внутреннее оплодотворение, спермии -- прямое, детерминированное развитие, нет регенерации Класс Нематоды (100 000) -- очень широко распространены, т.к. маленькие Человеческая аскарида -- самцы до 20, самки до 40 см, местный вред -- цикл развития: яйцо => пища => тонкий кишечник => большой круг => сердце => малый круг => бронхи => ротовая полость => кишечник -- гигиена отхожих мест Детская острица -- до 1 см, толстые кишки, яйца на кожу Трихинелла -- свиньи, кишечная и мышечная стадии Задания: а) Таблица `Многообразие паразитических червей' --- название, таксон, отличия, цикл, борьба. б) Допустим, Вы обнаружили новый, неизвестный науке вид паразитического животного, сильно упрощенного в связи с таким образом жизни. На основании каких признаков Вы решите, к какому типу оно относится? в) В пазухах листьев высокой пальмы скопилась вода. Там обнаружены те же инфузории, что и в соседнем озерке. Как они могли `взобраться' на пальму? !Соотношение объема и поверхности тела Графики V = a3; Sp = 6a2 (рис.). Слон и мышь, плоские, круглые и кольчатые черви, ланцетник, яйца динозавров, человеческий младенец. !Тип Кольчатые черви (12 500) -- название, среда обитания; -- внешнее строение; -- мускулатура и целом; -- пищеварительная, кровеносная и выделительная системы; -- нервная система; -- размножение, регенерация; -- классификация: многощетинковые: конечности, свободноплавающие, жабры, нереида и пескожил; малощетинковые: щетинки, поясок, дождевой червь, трубочник; пиявки: паренхима в полости тела, присоска, ложная сегментация, медицинская, ложноконская пиявки; !Тип Моллюски (112 000) -- количество; -- общий план строения (рис.) -- раковина: => мышцы в ноге => разбросанно-узловая нервная система; => распадение целома => незамкнутая кровеносная система; => распадение кожно-мускульного мешка -- классификация: Брюхоногие Головоногие Двустворчатые Поворот на 180 Воронка, щупальца Головы нет Соскребыватели Хищники Фильтраторы Катушка, большой Наутилус, Беззубка, прудовик (легкое), кальмар, осьминог, устрица, слизни белемниты и аммониты мидия, гребешок !Тип Членистоногие (1 130 000) Общая характеристика (основные признаки): -- повсеместно, доминируют в биосфере; -- разнокачественность сегментов, конечности --- многоколенные рычаги; -- хитиновая кутикула --- наружный скелет, линьки; -- мышцы, смешанная полость тела; -- передняя кишка (кутикулярная), средняя (железистая) и задняя (кутикулярная); -- сердце, незамкнутая кровеносная система; -- дыхание разнообразно; -- головной мозг + брюшная нервная цепочка; -- выделение разнообразно; -- раздельнополы, диморфизм; -- классификация: Подтип Жабродышащие Класс Ракообразные 2 Ан жабры много пар ног Подтип Хелицеровые Класс Паукообразные нет Ан хелицеры 4 пары ног Подтип Трахейнодышащие Класс Насекомые 1 Ан трахеи 3 пары ног !Класс Ракообразные (20 000) Общая характеристика со ссылками на речного рака: -- водные, планктоноядные -- расчленение: ГОЛОВОГРУДЬ 1) Глаз, 2) Ан 1, 2-в, 3) Ан 2, 1-в; 4)Вч, разм.; 5) Нч, напр.; 6) -'-; 7) Нгч, движ., напр.; 8) -'-ж; 9) -'-ж; 10)Кл/ж; 11) Хн/ж, движ., захват мелкой добычи; 12) -'-, 13) -'-, 14)Хн; БРЮШКО 15) Муж. пол. (жен. руд.); 16) Пл. движение головой вперед; 17) -'-, 18) -'-, 19) -'-, муж. отс.; 20) Уропода; 21) Тельсон, вместе с 20 движение головой назад. -- покровы, мускулатура типичные. -- желудок: кардиальный жевательный, пилорический фильтрующий, кутикулярный; печеночные придатки средней кишки -- жабры на двуветвистой конечности -- кровеносная система типичная, сердце => артерии => полость тела => жабры => перикард => остии, кровь называется гемолимфа. -- нервная система типичная, концентрация, 2--3 отдела головной мозг, сложные глаза -- 2 пары выделительных желез: Ан и 2Нч -- раздельнополы, непарные половые железы, парные протоки, сперматофоры -- яйцо => науплиус => зоеа => мизидная стадия => взрослый организм. У речного рака развитие прямое. -- Жаброногие (артемия), Листоногие (дафния, щитни), Веслоногие (циклоп), Усоногие (балянус), Остракоды, Равноногие (мокрица), Бокоплавы, Десятиногие (креветки, лангусты, омары, речные раки, отшельники, крабы) !Класс Паукообразные (36 000) Общая характеристика крестовика: -- биология: паутина, как строит, как охотится -- внешнее строение -- сегменты: ГОЛОВОГРУДЬ 1) Хе, 2) Пе, 3)--6) Хн БРЮШКО 7) Стебелек, 8) Половое отверстие, дыхательная щель; 9) ---; 10) ---; 11) Паутинные бородавки, 12) ---; 18) ---. -- глотка --- насос, 5 пар жк, ядовитая железа -- легкие (рис.), у некоторых --- трахеи (2 пары) -- 3 пары остий -- 2 пары выделительных желез + мальпигиевы сосуды из средней кишки -- головной мозг, простые глаза, осязание -- семяприемники и сперматофор, диморфизм -- прямое Разнообразие паукообразных -- Скорпионы, Сольпуги (фаланга), Сенокосцы, Пауки (серебрянка, тарантул, каракурт, птицеяд), Клещи (чесоточный, таежный - энцефалит, галловые) !Класс Насекомые (1 000 000) Общая характеристика на основе рисунка: -- общая организация (рис.) -- работа крыла (рис.) -- трахейная система (рис.) -- мальпигиев сосуд (рис.) -- органы чувств --- слух, зрение, механические, химические -- ротовые аппараты: грызущий, лакающий --- Нч щетинка + Нг язычок, сосущий --- Нг хоботок, колюще-сосущий --- Нг желобок + Ост. щетинки, лижущий --- Нг стопа + Ост. щупики. -- полное превращение: яйцо => личинка => куколка => имаго -- неполное превращение: яйцо => нимфа1 => нимфа2 => ... => имаго -- особенности майского жука по всем пунктам -- классификация: Отряды с неполным превращением: Прямокрылые -- кожистые надкрылья, 10 чл. брюшка + придатки (грифельки), грызущий ротовой аппарат, прыгающие конечности, саранча, кобылки, акриды, сверчок. Отряды с полным превращением: Жесткокрылые (Жуки) -- надкрылья + крылья, грызущий ротовой аппарат, 3 пары ног у личинки, куколки свободные, майский, короеды, долгоносики, колорадские Перепончатокрылые -- прозрачные сцепленные крылья, грызущий или лакающий ротовой аппарат, яйцеклад, личинки безногие, куколки свободные, пилильщики, осы, шмели, пчелы, наездники, орехотворки, муравьи. Чешуекрылые (Бабочки) -- крупные чешуйчатые крылья, сосущий ротовой аппарат, гусеница 3 нн + 5 лн, покрытая куколка, моли, пяденицы, шелкопряды, совки, белянки, бражники. Двукрылые -- 1 пара крыльев + жужжальца (рули высоты), колюще-сосущий или лижущий ротовой аппарат, личинки безногие, куколки свободные, длинноусые --- комары, мошки, короткоусые --- слепни, мухи, оводы, журчалки, кровососки. Задания: а) Какие способы движения существуют у беспозвоночных животных? Составьте классификацию этих способов. !Классификация движения у животных Пассивное: -- прикрепление к субстрату -- прикрепление к переносчику -- парение -- парусность Активное: -- по поверхности: перетекание подтягивание извивание `шагание' ходьба прыгание (качение) (скольжение) -- в воде: изгибание гребля реактивное гидростатическое -- в воздухе машущий полет планирование (падение) -- среди деревьев перескакивание б) Какие Вы можете предложить опыты, чтобы определить, как муравьи находят дорогу домой? ИГЛОКОЖИЕ И ВОДНЫЕ ХОРДОВЫЕ !Тип Иглокожие (6600) -- вторичноротые, как и Хордовые. -- пятилучевая симметрия, малоподвижны, подкожный известковый скелет, воднососудистая система, нервная система диффузная, развитие с личинкой -- морские лилии, звезды, маргаритки, ежи, змеехвостки, голотурии (кукумария, трепанг) !Тип Хордовые (50 000) Краткая общая характеристика и классификация -- схема организации хордовых (рис.) -- двустороннесимметричные: (голова), туловище и хвост; вторичноротые; осевой скелет (хорда или позвоночник); сегментированная мускулатура; вторичная полость тела; глотка с жаберными щелями; специфическое кровообращение; спинная нервная трубка -- подтипы: Личиночнохордовые (хорда, нервная трубка и хвост только на личиночной стадии) Головохордовые (хорда по всему телу, включая голову) Позвоночные (хорда замещается позвоночником, состоящим из позвонков). !Подтип Личиночнохордовые (= Оболочники) (1400) Класс Асцидии (1250) Основные черты: -- схема организации асцидии (рис.); -- отсутствие сегментации, целлюлозная туника, 1 ганглий, гермафродиты, ротовые щупальца, кровь накапливает ванадий, почкование, подвижная личинка; -- схема организации личинки асцидий (рис.) !Подтип Головохордовые. Класс Ланцетники (25) Особенности строения на примере ланцетника: -- полупрозрачное рыбообразное животное 5--8 см -- мелководья теплых морей, зарывается в песок, фильтрация, иногда передвигается -- к типу Хордовые отнес А.О. Ковалевский, строение сильно напоминает схему организации типа -- сжат с боков, спинной и хвостовой плавники, по бокам тела складки, ротовое отверстие окружено щупальцами -- мускулатура сегментарная (и нервная, выделительная, половая), глотка до 1/2 тела, атриальная полость, кишка с печеночным выростом, кровь бесцветна (размер!), сердца нет, кровоток типичный, протонефридии, раздельнополы, многочисленные парные гонады, головного мозга нет, сегментарные нервы (2 пары), органы чувств слабо развиты, развитие с личинкой (3 месяца) -- едят в ЮВА (ежегодная добыча до 35 т) !Подтип Позвоночные (48 000) Краткая общая характеристика и классификация. -- доминируют в биосфере, все жизненные формы, кроме прикрепленных и колониальных форм -- (первично) активные хищники, захватывающие пищу ртом, отсюда: органы захвата (зубы, у большинства --- челюсти), развитые органы чувств, головной мозг, скелет головы (мозговой и лицевой (висцеральный) череп, позвоночник, сердце, печень -- кроме того: эпидермис + дерма, парные конечности и их скелет, замкнутая кровеносная система, многокамерное сердце, головной мозг из 5 отделов, парные почки, раздельнополость. -- схема строения позвонка (рис.) -- классификация позвоночных: Анамнии Бесчелюстные 1. Круглоротые Рыбы 2. Хрящевые рыбы 3. Костные рыбы Четвероногие 4. Земноводные Амниоты 5. Пресмыкающиеся 6. Птицы 7. Млекопитающие !!! Сравнительная таблица классов --- в отдельном файле !Класс Круглоротые (100) Черты строения и представители: -- миноги и миксины, морские и речные, полупаразиты, есть и настоящий паразитизм (миксины) -- настоящих челюстей нет, рот в глубине присасывательной воронки, голая слизистая кожа, роговые зубцы, ажурный висцеральный скелет, энтодермальные жаберные мешки, частично незамкнутая кровеносная система, непарное носовое отверстие, гонады без протоков -- остатки бесчелюстных (ордовик --- силур) -- миноги промысловые !Надкласс Рыбы (20 000) Общая характеристика с учетом окуня (хищник!): -- морские и речные свободноплавающие животные -- веретеновидное тело из 3 отделов, ЗПМ отверстия или клоака, непарные СХА плавники, парные ГБ, все плавники поддерживаются скелетными лучами, рот на конце или брюхе, глаза без век, жаберные крышки или голые жабры -- Хп движение вперед, руль, ГБп повороты, положение брюхом вниз; САп стабилизаторы движения. -- чешуи, многочисленные кожные железы, отверстия боковой линии -- осевой череп: остатки хорды + амфицельные позвонки + ребра + мускульные косточки; мозговой череп (неподвижный): накладные и хрящевые кости; череп висцеральный: челюстная, подъязычная и 5 пар жаберных дуг, конечности: скелет поясов + радиальные лучи -- миомеры + мускулатура плавников -- конические зубы, нет настоящего языка, пилорические придатки, плавательный пузырь (гидростатический) -- (брызгальце) + 5 пар жщ, 1 подъязычная полужабра + 4 жабры (5-ая дуга не несет), жаберные лепестки + жаберные тычинки свешиваются наружу, работая как клапаны или дыхание прямоточное -- 2-камерное сердце, 4--5 жаберных артерий, кровоток типичный -- лентовидные почки (мезонефрос = воронки + капсулы) -- крупный средний мозг и мозжечок, аккомодация перемещением хрусталика, только внутреннее ухо, обонятельные мешочки, вкусовые почки на коже и во рту, ветвящиеся каналы боковой линии -- парные семенники и непарный яичник, особые протоки или не особые, осеменение внешнее или внутреннее -- желточный мешок, иногда живорождение Классификация рыб: Класс Хрящевые рыбы (730) -- хрящевый скелет, плакоидные чешуи, наружные жаберные щели, нет плавательного пузыря, клоака, внутреннее осеменение Отряд Акулы -- активные хищники, веретеновидное тело, острые зубы. Рыба-молот, китовая, белая, многие промысловые Отряд Скаты -- пассивные хищники, сплющенные, притупленные зубы. Хвостоколы, электрические, пилоносные. Класс Костные рыбы (19 000) -- костная чешуя, жаберные крышки, плавательный пузырь или легкие, внешнее осеменение. Отряд Кистеперые -- хищники с коническими зубами, хоаны, мясистые плавники. Латимерия (1938). Отряд Двоякодышащие -- моллюскоеды с пластинчатыми зубами, легкие, легочный круг, большой передний мозг. Протоптер, лепидосирен, неоцератод. Отряд Осетровые -- хорда, жучки, брюшной рот. Калуга, белуга, стерлядь, веслонос, лопатонос. Отряд Сельдеобразные -- серебристое тело, мягкие отстоящие плавники, плавательный пузырь соединен с пищеводом, планктоеды. Сардина, шпрот (килька), анчоус (хамса). Отряд Лососеобразные -- горбуша, кижуч, кета, семга, голец, форель, таймень, сиг, пелядь, белорыбица, ряпушка, омуль, мойва, корюшка, щука. Отряд Угреобразные -- угорь, мурена. Отряд Карпообразные -- мало чешуи, плавательный пузырь с внутренним ухом, глоточные зубы. Неоны, пираньи, электрический угорь, плотва (вобла), елец, голавль, язь, гольян, линь, жерех, лещ, уклейка, пескарь, сазан (карп), карась (золотая рыбка), вьюн, голец. Отряд Сомообразные -- сом, сомики, электрический сом. Отряд Карпозубообразные -- меченосцы, гуппи, гамбузии, моллинезии, четырехглазка. Отряд Сарганообразные -- сайра, летучие рыбы. Отряд Трескообразные -- плавники сближенные, мягкие лучи, голое тело, плавательный пузырь изолированный, усик на подбородке. Треска, налим, навага, путассу, минтай, сайда, мерлуза (хек), макрурус. Отряд Колюшкообразные -- колюшка, морская игла, морской конек. Отряд Кефалеобразные -- кефаль, барракуда. Отряд Окунеобразные -- плавники, брюшные под грудными, плавательный пузырь изолированный. Окунь, ерш, судак, ставрида, лоцман, барабулька, брызгун, цихлиды, прилипала, хиазмод, ледяная рыба, зубатка, бельдюга, головешка, бычок, прыгун, скумбрия, пеламида, тунец, рыба-меч, лабиринтовые (анабас, гурами, макропод). Отряд Скорпенообразные -- морской окунь, морской петух (тригла), речной бычок. Отряд Камбалообразные -- камбала, палтус. Отряд Тетрадонообразные -- кузовок, рыба-еж, луна-рыба. Отряд Удильщикообразные -- удильщик (половой диморфизм). Задания: а) Может ли вода служить препятствием для распространения рыб? б) Что общего у животных, собранных в одну группу? -- речной рак, дафния, золотая рыбка, тля. -- человек, белая планария, бычий цепень, стрекоза. -- амеба, гидра, собака, зеленая ящерица. Для каждой группы укажите как можно больше общих признаков. !Класс Земноводные (4100) Общая характеристика с учетом лягушки (приспособления к прыганию и к ловле языком): -- внешнее строение: широкая голова, туловище с конечностями (задние могут быть прыгательными), (хвост); теменные глаза, отверстие среднего уха, перепонки и 4--5 пальцев голая кожа, многоклеточные железы -- скелет: позвоночник 1ш (2м), 7--100т, 1к, 3--100х (уростиль) грудина, ребра редуцированы череп ажурный, аутостилический, стремечко, редукция жаберных дуг (рис.) пояса: верхний --- лопатка сверху, ключица и коракоид к грудине снизу (рис.) конечности (рис.): 1 плечо/бедро, 2 предплечье/голень, локтевая/большая берцовая и лучевая/малая берцовая, 3 кисть/стопа запястье/предплюсна 9--10 в 3 ряда пясть/плюсна 5 веером фаланги пальцев большой (2) + остальные (3) -- мускулатура: мускулатура на конечностях, редукция сегментации. -- пищеварение: слюнные железы, настоящий язык, проталкивают глазами, длинный кишечник, поджелудочная железа, клоака. -- кровеносная система (рис.); лабильность -- дыхание = легкие (мешки) 60\%, кожа 35\%, ротовая полость 5\%, механизм: ротовая полость => легкие => ротовая полость => воздух и так далее. -- выделение: мезонефрос (сохраняются воронки, капсулы), участвует кожа, мочевина -- мозг: развит передний (мозговой свод) и средний; глаза с 3 веками, внутренние ноздри, среднее ухо с евстахиевой трубой, боковая линия у головастиков (рис.) -- половая система: парные семенники и яичники, оплодотворение наружное, головастики с наружными жабрами -- классификация: Отряд Безногие -- 60 видов, роющие, без глаз, остатки чешуй, ребра, внутренне оплодотворение. Червяги, рыбозмеи. Отряд Хвостатые -- 280 видов, хвост, равные конечности, без ключиц, предплечье/голень из 2 костей, 4 дуги аорты, нет барабанной перепонки. Саламандры, амбистомы, тритоны, амфиумы (1м, жаберные щели), протеи, сирены, углозубы и др. Отряд Бесхвостые -- 1300 видов, прыгают, кости срастаются. Леопельмы, жерлянки, жабы, квакши, чесночницы, лягушки, летающие лягушки, пипы. ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ, ПТИЦЫ, МЛЕКОПИТАЮЩИЕ !Класс Пресмыкающиеся (6000) Краткая общая характеристика с учетом прыткой ящерицы: -- наземные биоценозы (пустыни) -- приподнятое тело, выраженная шея, коленное сочленение вперед, 5 + 5 пальцев -- роговые чешуи, без кожных желез -- скелет: позвоночник: процельные (вогнутовыпуклые), 8 шейных (атлант + эпистрофей), 22 туловищных, 2 крестцовых, 20 и более хвостовых 2-сегментные ребра + грудина = грудная клетка череп: сплошное окостенение, нижняя челюсть крепится посередине (венечная к квадратной) и с краю (двойное сочленение) пояса и конечности типичные -- межреберные мышцы -- зубы только на челюстях, у крокодилов в альвеолах, четкий желудок, п.ж. в петле кишечника -- 3,5--4 камерное сердце, артериальный ствол разбит на: ЛА (слева), ЛДА (посередине), ПДА (справа), кровеносная система лабильна (инсоляция), венозная система как у земноводных -- легкие перегородчатые, гортань, трахея, бронхи, грудное дыхание -- метанефрос (тазовые почки) без воронок, мочевая кислота, клоака (рис.) -- парные половые органы, внутреннее оплодотворение -- есть кора, теменной орган, мозжечок развит, якобсонов орган (во рту), у змей и гекконов сращение век, термолокаторы -- яйца, зародышевые органы -- классификация: Подкласс Анапсиды -- без отверстий Отряд Черепахи -- 330 видов, панцирь, без зубов, особое дыхание. Бисса, суповая, галапагосская, греческая. Подкласс Лепидозавры -- мелкие, 2 окна Отряд Клювоголовые -- 3-й глаз, зубы на сошнике, нет копулятивного органа. Гаттерия Отряд Чешуйчатые -- типичные, кинетизм черепа, 5700 видов. Подотряд Ящерицы -- гекконы, агамы, игуаны, веретеницы, ядозубы, вараны, настоящие, сцинки, хамелеоны Подотряд Амфисбены Подотряд Змеи -- ползают на ребрах; слепуны, удавы, ужовые, аспиды, морские змеи, гадюковые, гремучие. Подкласс Архозавры Отряд Крокодилы -- 4-камерное сердце (есть проток между дугами), твердое небо, костные чешуи. Гавиалы, кайманы, аллигаторы. !Класс Птицы (8600) Общая характеристика с учетом приспособления к полету: -- воздушная среда. -- близки к Пресмыкающимся, отличаются особенностями, связанными с полетом. -- приспособления к полету: форма тела: обтекаемая, наличие крыльев, перья (контурные, пуховые и пух), маховые перья как жалюзи (вверх легко, вниз трудно), длинные 3-членные пружинящие ноги. Хвоста нет. опорно-двигательная система: грудинная + подключичная мышцы (рис.), киль, ключица-амортизатор, крючковидные отростки ребер, слияние костей: череп, запястье-пясть в пряжку, предплюсна + плюсна в цевку, цельный крестец (двуногое хождение), таз + крестец, хвостовая кость, редукция пальцев: передние --- 2(1), 3(2), 4(1), задние --- 4 или меньше пальцев, `замок' из сухожилий (рис.) облегчение веса: нет зубов, есть клюв и жевательный желудок, подвижная шея; 1 яичник, открытый таз, нет мочевого пузыря, частое питание и дефекация, полые кости интенсификация обмена веществ: теплокровны, т.к. 4-камерное мощное сердце с ПДА (рис.); дыхание с воздушными мешками (рис.), экономия воды (мочевая кислота), зрение и мозжечок хорошие, базальные ядра переднего мозга. -- кроме того: голосовые связки, фабрициева сумка, яйцо (строение в учебнике). -- классификация птиц: Птицы болот и побережий водоемов Пингвины -- ласты, нет аптерий Гусеобразные -- мягкий клюв с фильтрующими пластинами, по земле перевариваются; лебедь, гуси, гага, казарка, кряква, огарь Аистообразные -- длинная шея и ноги, рыхлое оперение, летают медленно; аисты, цапли, ибисы, колпицы, фламинго Птицы открытых пространств Бескилевые -- страус нанду, казуар, эму, киви (моа, эпиорнис) Журавлеобразные -- разнообразные бегающие и вторичноводные; журавли, пастушки (лысуха, коростель), дрофы. Близки Ржанкообразные (кулики, чайки, чистики), Голубеобразные (голубь, вяхирь, горлица) Птицы леса Куриные -- короткий клюв, мощные ноги, зоб, камешки в желудке; сорные куры, тетерев, глухарь, рябчики, куропатки, фазаны, павлины, перепела, цесарки, индейки, гоацины Дятлы -- дуплогнездные, птенцовые; туканы, якамары, дятлы, вертишейка Хищные птицы Дневные хищные, соколообразные -- клюв загнутый (надклювье), восковица, когти, можные ноги; ястребы, орлы (беркуты), лунь, коршун, гриф, соколы (кречет, пустельга, кобчик), кондоры Совы -- наружное ухо, бесшумный полет, бинокулярное зрение; сова, филин Птицы садов, лугов и полей Воробьиные -- 5 000 (60\% всех птиц) -- небольшие размеры, каплевидное тело, крупная голова, короткие ноги -- непевчие: тиранны, печники, птицы-лиры -- певчие: жаворонки, ласточки (не стрижи!), врановые (галка, сорока, сойка, ворон), шалашники, райские, синицы, пищухи, поползни, оляпки, дрозды (соловьи, горихвостки), славки (пеночки, камышовки), мухоловки, трясогузки, скворцы, ткачиковые (воробьи), вьюрковые (зяблики, клест, щегол, чиж, снегирь, овсянка). Дополнительно: -- размножение и яйцо; -- половое поведение и гнездо; -- годичный цикл и перелеты; -- птицеводство; -- эволюция птиц. !Класс Млекопитающие (4500) Общая характеристика на примере собаки и человека: Внешнее строение -- шея, хвост, наружное ухо; -- пальцехождение и стопохождение Покровы -- жировой слой; -- когти, ногти, копыта, волосы (вибриссы, щетина, иглы); мех и линька; -- кожные железы: сальные, потовые, пахучие и млечные (молоко) Скелет -- плоские позвонки, межпозвонковые диски; -- 7ш + 13(12--15)г + 6(2--9)п + 3--4кр (срослись с тазом) + \infty хв (3--49); -- грудная клетка (у летучих мышей киль!) -- череп: коробка (затылочная кость, височная кость, основные кости (клиновидная и пр.)), швы, носовые раковины; висцеральный отдел; можно жевать (одно сочленение, молоточек(сочленовная кость), наковальня (квадратная кость)), есть жевательные мышцы; -- плечевой пояс редуцирован: лопатка + (ключица); коракоид только у однопроходных; -- тазовый пояс: лобковая, седалищная, подвздошная; вертлужная впадина; -- конечности типичные, но у некоторых уменьшается число пальцев. Мускулатура -- жевательные, подкожные мышцы, хорошо развиты мышцы спины и конечностей; диафрагма Пищеварительная система -- зубы: ячейки, молочные => постоянные, корень зуба; -- зубная формула: 3/3i 1/1c 4/4pm 2/3m собака 2/2i 1/1c 2/2pm 3/3m человек -- щеки, губы, язык, 4 пары слюнных желез -- слепая кишка Дыхательная система -- легкие альвеолярные, гортань и голосовые связки, брюшное дыхание. Кровеносная система (рис.) -- четырехкамерное сердце с ЛДА, гомойотермия Нервная система -- мозговой свод, борозды и кора; вторичные ассоциативные центры зрения и слуха; -- полушария мозжечка; -- 12 пар ЧМН: I обонятельный ПЕР V тройничный ПРД IX языкоглоточный ПРД II зрительный ПРЖ VI отводящий ПРД X блуждающий ПРД III глазодвигательный СР VII лицевой ПРД XI добавочный ПРД IV блоковый МОСТ VIII слуховой ПРД XII подъязычный ПРД -- спинной мозг: спинные корешки чувствительные, брюшные --- двигательные Органы чувств -- слух: наружное ухо + ушные раковины, 3 слуховых косточки, спиральная улитка; -- обоняние (наиболее развито!): носовые раковины; -- зрение: аккомодация только путем сокращения хрусталика; бинокулярное и цветное зрение у приматов; Выделение -- выделяют мочевину, мочевой пузырь открывается в мочеполовой синус. Половые органы и размножение -- яйцо очень маленькое; -- внутриутробное развитие (даже у однопроходных); плацента = хорион + аллантоис (рис.); -- кровоток плода: венозная кровь -> правое предсердие -> правый желудочек -> легочная артерия -> (боталлов проток) -> спинная аорта; артериальная кровь -> аллантоисная вена -> задняя полая вена -> правое предсердие -> (овальное окно) -> левое предсердие -> тело; -- типы плаценты и роды. Классификация млекопитающих: Первозвери Однопроходные -- яйца, клоака, молоко, нет мозолистого тела, колеблется температура; ехидна, проехидна, утконос Звери Метатерии (сумчатые) Сумчатые -- недоразвивается детеныш, сумка, сумчатые тазовые кости, парное влагалище и пенис; опоссум, вомбат, бандикут, сумчатый волк, коала --- параллелизмы с плацентарными. Плацентарные Насекомоядные -- зубы слабо дифференцированы, стопохождение, без извилин, длинный череп; ежи, кроты, землеройки, прыгунчики, выхухоль. Рукокрылые -- летательная перепонка между 2--5 пальцами, задними конечностями и хвостом, кидь, эхолокация (до 200 тыс. Гц); крыланы, вечерницы, вампиры. Грызуны -- постоянно растущие резцы, 1/1i, длинный пищеварительный тракт, диастема, мелкие животные; `белки' --- бобры, сурки, бурундуки, летяги; `мыши' --- сони, тушканчики, крысы, хомяки, полевки (лемминги), слепыши; `дикобразы' --- морские свинки, агути, нутрии, шиншиллы. [Зайцеобразные] -- 2/1i; пищухи, зайцы, кролики. Хищные -- хищные зубы (последние pm и первые m); собачьи --- лиса, песец, енотовидная собака; еноты --- барсук, малая панда; медведи --- белый, бурый, гризли, малайский (битуронг); куньи --- соболь, горностай, куница, выдра, ласка, хорек, калан, росомаха; кошки --- малые кошки, пантера (большие кошки), гепард; виверры --- мангуста; гиены --- гиена. Ластоногие -- ласты, жировой слой, зубы конические (у моллюскоедов); ушастые тюлени --- котики, сивучи, морские львы, гренладские тюлени; настоящие тюлени и моржи --- нерпа, морж. Китообразные -- крупная голова без шеи, торпедообразное тело, хвостовой плавник, позвонки слабо дифференцированы, тазовый пояс редуцирован, длинные челюсти, ноздри наверху, тонкий слух; усатые киты --- киты (синий до 33 м); зубатые киты --- дельфины, кашалоты, касатки, нарвал, белуха. Парнокопытные -- высокие ноги (3 + 4), клыков нет, сложный желудок (у жвачных); нежвачные --- свиньи, бегемоты; жвачные --- кабарга, олени, полорогие. Животноводство. [Мозоленогие] -- верблюды, ламы. Непарнокопытные -- 3 (+ 2, 4) палец, простой желудок; тапиры; носороги; лошади --- зебра, осел. Породы лошадей. [Хоботные] -- слоны. Приматы -- древесные животные => стопохождение, большой палец, зрение бинокулярное и цветное, зубы слабо дифференцированы, слепая кишка, большой головной мозг; лемуры; обезьяны --- мартышки, человекообразные, люди. Задания: а) Расположите следующих животных: собака, жираф, курица, еж, черепаха, тритон --- в порядке снижения уровня кровяного давления. Ответ поясните. б) К каким последствиям могло бы привести полное внезапное исчезновение насекомых? в) Зачем млекопитающим хвост? Предложите классификацию функций хвоста. г) Нарисуйте разрез тела позвоночного (например, рыбы) в области кишечника. !Вопросы для зачета-игры по зоологии Проверить долги: таблицы по червям, насекомым, отряды рыб, характеристика пресмыкающихся. 1 долг = - 0,5 б. Вопросы перед зачетом. Составить список на доске в порядке сидения, учесть: -- штрафные баллы за долги -- премиальные баллы за сообщения: 6 = 0,25; 7 = 0,5; 8 = 0,75; 9 = 1; 10 = 1,25; не сделавшие сообщения = 0; пришедшие из новичков = 0,75 Убрать все, оставить только ручки и листочки для записи баллов. Условия: -- более 100 вопросов по всему курсу, каждый оценивается в 0,5 балла (иногда по-другому) -- те кто набрал более 4 баллов могут оставить 4 или попросить вопрос на `5'. Если ответит --- `5', не ответит --- `4' -- в конце занятия все остаются при своих суммах баллов Обычные вопросы. 1. Сколько в длину инфузория-туфелька? 2. Перечислить основные органы питания инфузории-туфельки. 3. Как доказать раздражимость инфузории? 4. Сколько щупалец у гидры? 5. Что такое полип? 6. Где встречается гидра? 7. Как охотится гидра? 8. Что такое `нервное сплетение' гидры? 9. Какие клетки гидры имеют мускульные волокна? 10. Каковы основные этапы рефлекса? 11. Какое пищеварение у гидры --- внутриклеточное или внеклеточное? 12. Что такое регенерация? 13. Где образуются половые клетки гидры? 14. Как происходит заражение эхинококком? 15. Как происходит заражение острицей? 16. Основные способы дорьбы с паразитами. 17. Каковы основные приспособления к паразитизму у червей? 18. Где обитает большой прудовик? 19. Что представляет собой печень у моллюсков? 20. Как дышит большой прудовик? 21. Для чего сердце моллюсков имеет предсердие? 22. Что такое сифоны двустворчатых? 23. Как развивается беззубка? 24. Что такое `корабельный червь'? 25. В чем состоит значение головоногих моллюсков? 26. Как устроен желудок рака? 27. Где переваривается пища у рака? 28. Сколько остий в сердце рака? 29. Где находится орган слуха и равновесия рака? 31. Что такое `мозаичное зрение'? 32. Какой образ жизни и камчатского краба? 33. Какие ракообразные встречаются на суше? 34. Сколько живет пук-крестовик? 35. Как борются с колорадским жуком? 36. Что такое `предостерегающая окраска'? 37. В чем состоит основная деятельность жуков-могильщиков? 38. Каких жуков надо охранять? 39. Чем отличаются самка и самец капустной белянки? 40. Как питается комнатная муха? 41. В чем состоит вред от оводов? 42. Что такое `корзиночка' и `щеточка' пчелы? 43. Чем пчелы кормят личинок? 44. Что такое `танец пчел'? 45. Где живут шмели? 46. В чем польза от муравьев? 47. Что такое `биологический способ борьбы с вредителями'? 48. Кто такой палочник? 49. Как устроена кладка яиц саранчи? 50. Сколько жаберных щелей у окуня? 51. Какой отдел мозга развит у рыб лучше всего? 52. Что такое `жучки' осетровых? 53. В чем сходство кистеперых м наземных позвоночных? 54. Кто такой игуанодон? 55. Чем отличаются пух и пуховое перо? 56. Что такое цевка? 57. Где переваривается пища у птиц? 58. Какая средняя температура тела у птиц? 59. Чем поведение птиц отличается от поведения пресмыкающихся? 60. Что такое `двойное дыхание' птиц? 61. Какую функцию в яйце выполняет канатик? 62. Какую функцию в яйце выполняет воздушная камера? 63. Что такое `яйцевой зуб'? 64. Зачем птицы поют? 65. Назовите различные виды гнезд. 66. Сколько насиживается куриное яйцо? 67. В чем разница между птенцовыми (гнездовыми) и выводковыми птицами? 68. Что делают родители с пометом птенцов? 69. Как выводят птенцов сорные куры? 70. Чем отличаются кочующие птицы от перелетных? 71. Где зимует белый аист? 72. В чем сходство археоптерикса с пресмыкающимися? 73. Какая температура тела у утконоса? 74. Чем питается ехидна? 75. Кто такие `зверозубые ящеры'? 76. Чем питается коала? 77. Кто такая бурозубка? 78. Когда крот впадает в спячку? 79. Между какими частями тела натянута перепонка у летучих мышей? 80. Какие зубы у грызунов расположены за резцами? 81. Сколько детенышей рождает белка? 82. Зачем кошачьи умываются? 83. Как охотится соболь? 84. Как устроен шейный отдел китообразных? 85. Почему тюлени не замерзают в ледяной воде? 86. Сколько отделов желудка у коровы? 87. Какую функцию имеет книжка желудка коровы? 88. Какие особенности холмогорской породы? 89. Кто такой меринос? 90. Что такое инкубатор? 91. Что такое плимутрок? 92. Что такое коата? 93. Как устроен желудок лошади? 94. К какому отряду относится норка? 00. Далее можно задавать вопросы по общим характеристикам, разнообразию групп, циклам паразитов и т.п. Дополнительные вопросы. 1. Известно, что над местами кормежки серых китов часто кружится много птиц. Предложите несколько возможных объяснений этого факта. 2. Какие животные создают токи воды и зачем им это нужно? Приведите примеры. 3. Какие животные в процессе своего роста и развития начинают лучше видеть и/или слышать, а какие --- хуже и почему? 4. У большинства животных самки живут дольше самцов. В чем смысл этого явления? 5. При попытке применения биологических методов борьбы с капустной белянкой (выпуск на поля наездника, личинки которого, паразитируя на гусеницах, приводят к их гибели), повреждения капусты оказались еще большими. Почему? 6. Почему разные млекопитающие имеют различную длительность беременности? 7. Как животные могут защищаться от своих паразитов? Предложите не менее 4 способов. 8. У разных животных с двусторонней симметрией одноименные органы, расположенные справа и слева, часто отличаются по форме и (или) размеру. С чем это может быть связано? 9. Как птицы и млекопитающие спасаются от непогоды? 10. Какими способами животные добывают пищу, которую не могут увидеть? 11. Многие морские и наземные животные имеют яркую расцветку. С чем это может быть связано? 12. Для чего многие животные сооружают не одно гнездо (нору), а несколько? 13. Какие функции могут выполнят щетинки и волоски у насекомых? Предложите не менее 4-х. 14. Известны случаи, когда пища, поедаемая животными, помогает им спасаться от хищников. Как это может происходить? 15. Характеристика: `Морские свободноплавающие животные, тело которых делится на 3 отдела. Пищеварительная система сквозная, есть сердце. Развитие с личинкой'. Подберите к этой характеристике как можно больше примеров из разных систематических групп. 16. Какими способами различные животные обрабатывают свою еду перед тем, как проглотить ее? Предложите не менее 4-х способов. 17. У каких животных средней полосы период размножения или выведения потомства приходится на зиму? С чем это связано? ТКАНИ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ОБМЕН ВЕЩЕСТВ Тест по анатомии и физиологии 1. Клетки каких тканей делятся чаще всего? А. Эпителиальных Б. Соединительных В. Мышечных 2. Где всасываются продукты переваривания белков? А. В желудке Б. В тонком кишечнике В. В толстом кишечнике 3. Как называется заболевание от недостатка витамина А? А. Цинга Б. Куриная слепота В. Пеллагра 4. Какую форму имеют эритроциты? А. Сферическую Б. Двояковогнутую В. Двояковыпуклую 5. Кровь в венах движется за счет: А. Сокращений сердца Б. Сокращений скелетной мускулатуры В. Сокращений других внутренних органов 6. При частоте пульса 60 ударов в минуту сердце сократилось: А. 30 раз Б. 60 раз В. 120 раз 7. Лимфоциты: А. Вырабатывают антитела Б. Обезвреживают чужеродные белки В. Накапливают токсичные вещества 8. Что такое жизненная емкость легких? А. Средний объем вдыхаемого воздуха Б. Разница между максимальным вдохом и максимальным выдохом В. Объем невыдыхаемого воздуха 9. Что такое первичная моча? А. Плазма крови без крупных белков Б. Водянистая жидкость с большим количеством солей и мочевины В. Концентрированный раствор мочевины 10. Гормон поджелудочной железы: А. Тироксин Б. Инсулин В. Адреналин 11. Понижение температуры воздуха приводит к: А. Повышению уровня глюкозы в крови Б. Расширению кожных капилляров В. Расслаблению скелетной мускулатуры 12. Серое вещество в спинном мозге находится: А. Внутри Б. Снаружи В. Распределено равномерно 13. Дыхательные движения регулируются: А. Средним мозгом Б. Задним мозгом В. Продолговатым мозгом 14. Черепномозговых нервов у человека: А. 10 пар Б. 11 пар В. 12 пар 15. Внутреннее ухо содержит А. Гипофиз Б. Евстахиеву трубу В. Орган равновесия 16. К чему приводит нарушение работы колбочек А. К катаракте Б. К косоглазию В. К дальтонизму 17. Позвонков у человека: А. 42 Б. 36--38 В. 33--34 18. Какая мышца разгибает локтевой сустав? А. Дельтовидная Б. Портняжная В. Трицепс 19. Сразу после овуляции яйцеклетка попадает: А. В полость тела Б. В яйцеводы В. В матку 20. В первые дни жизни: А. Происходит перестройка кровообращения Б. Происходит перестройка внутренней секреции В. Перестройки этих систем не происходит !Ткани человека -- определени ткани, органа, системы органов -- происхождение -- ткань: название, строение, местоположение, функции, (происхождение). !Ткани (рис.): Эпителиальные --- покрывает, базальная мембрана, из эктодермы и энтодермы (эндотелий из мезодермы). -- простой: кубический (участки желез); плоский (эндотелий); цилиндрический (кишечник); ресничный (яйцеводы, спинномозговой канал). -- сложный ороговевающий (кожа); неороговевающий (мочевой пузырь). -- железистый эндокринный (секреция); экзокринный (экскреция и секреция). Соединительные --- опорные, межклеточное вещество из мезодермы -- рыхлая (клетки и коллагеновые волокна, окутывает органы) -- плотная: белая волокнистая (сухожилия, связки); желтая эластическая (кожа, стенки артерий). -- жировая -- дентин (без лакун, 75\% неорганических веществ) -- скелетные: хрящ (хондрин и хондроциты): гиалиновый (суставная поверхость); желтый эластический (уши); белый волокнистый (межпозвоночные диски). кость (остеоциты, бласты, класты, Ca(H$_2$PO$_{42}$), апатит) компактная (наружная); губчатая (внутренняя). -- кроветворная: лимфоидная (лимфатические узлы --- селезенка и др.) миелоидная (красный костный мозг) -- кровь (иногда не выделяется) Мышечные --- волокна, сокращение, из мезодермы: -- гладкая -- сердечная -- поперечнополосатая Нервная --- проводящая и секреторная, из эктодермы или др.: -- нейроны (строение, функции, особенности) -- глиоциты !Пищеварительная система -- список органов -- функции: переваривание, всасывание, экскреция -- ротовая полость: зубы (строение, молочная формула 20 зубов (без коренных)), слюнные железы и Павлов, глотание и пр. -- пищевод: складки -- желудок: (пилорический и кардиальный), сфинктеры, строение стенки, накопление и переваривание белков (среда, ферменты), Павлов. -- тонкий кишечник: состав, переваривание (формулы, участие печени и поджелудочной железы), всасывание, моторика -- поджелудочная железа: секреция внешняя и внутренняя -- толстый кишечник: вода, симбионты, витамин К -- анальное отверстие: сфинктер, произвольность. Печень -- расположение, простое внутренне строение, двойное кровоснабжение, желчные протоки -- депо в основном углеводов, мочевина, депо крови, разрушение гемоглобина, детоксикация, температура и мн. др. Витамины: А, Д, (К), B$_1$, B$_2$, B$_3$, (B$_5$, B$_12$), C. Таблица по витаминам (ГСТ) типа: Витамин Название Роль в организме Авитаминоз !Обмен веществ --- определение, типы: -- пластический/энергетический -- ассимиляция/диссимиляция -- анаболизм/катаболизм Фотосинтез -- основные опыты -- `темновая' и световая стадии --- краткое повторение -- C$_4$ и САМ --- пути фотосинтеза Питание человека -- основные питательные вещества и их источники: белки (незаменимые аминокислоты); липиды (линолевая кислота); углеводы (пищевые волокна); макроэлементы (роль в организме); микроэлементы (роль в организме); вода; витамины (уточнить таблицу). -- кроме того, поглощаются различные бесполезные и вредные соединения; и поступают газы (O$_2$ и CO$_2$) -- энергетический баланс: калорийность главных питательных веществ: 4 ккал/г бу белков, 9 у жиров, 4 у углеводов; расход энергии (основной обмен, термогенный эффект, физическая активность, гомойотермность). -- азотный баланс: потребность в белке; она зависит от: эффективности использования, качества белка, потребления энергии и физической активности. Пищеварение (обзор): в полости рта (амилаза слюны); в желудке (пепсин, ренин, липаза языка); в кишечнике: п/ж (трипсин, химотрипсин, амилаза, липаза, нуклеазы, фосфолипаза); печень (желчные соли), тонкий кишечник (сахараза, мальтаза, лактаза). Промежуточный обмен (превращение компонентов пищи после переваривания и всасывания) схема метаболических путей; метаболизм углеводов; метаболизм липидов; метаболизм аминокислот с указанием, где в организме; водно-солевой обмен; газообмен. Тест по тканям, пищеварительной системе и обмену веществ 1. Глиоцит --- это клетка: А. Рыхлой соединительной ткани Б. Нервной ткани В. Железистого эпителия 2. Цилиндрический эпителий встречается: А. В стенках артерий Б. В 12-перстной кишке В. В стенке мочевого пузыря 3. Дентин отличается от кости: А. Наличием органических веществ Б. Отсутствием каналов В. Отсутствием внутренних клеток 4. Экзокринные железы: А. Выделяют продукты в кровь Б. Не могут выделять пищеварительные ферменты В. Удаляют из организма вредные вещества 5. Вставочные диски характерны для: А. Гладкой мускулатуры Б. Сердечной мускулатуры В. Поперечнополосатой мускулатуры 6. Стенка кишечника: А. Содержит все четыре группы тканей Б. Не содержит эпителиальной ткани В. Не содержит нервной ткани 7. Цемент: А. Составная часть пульпы Б. Подстилает эмаль В. Отграничивает зуб от десны 8. Основной фермент слюны: А. Лизоцим Б. Амилаза В. Мальтаза 9. Молочных зубов у человека: А. 18 Б. 20 В 20--22 10. Надгортанник: А. Закрывает носовой ход при глотании Б. Закрывает дыхательное горло В. Служит клапаном, пропускающим пищу в пищевод 11. Пепсиноген: А. Фермент желудка Б. Неактивное вещество В. Фермент поджелудочной железы 12. Пептиды: А. Всасываются в 12-перстной кишке Б. Всасываются в подвздошной кишке В. Не всасываются 13. Жиры расщепляются: А. В кислой среде Б. В щелочной среде В. В нейтральной среде 14. Печень: А. Регулирует уровень липидов в крови Б. Осуществляет синтез гемоглобина В. Имеет двойное кровоснабжение 15. Опыты Павлова доказали: А. Рефлекторность сокоотделения Б. Смешанную регуляцию сокоотделения В. Независимость сокоотделения от условий эксперимента 16. Полное название витамина В2: А. Филлохинон Б. Цианокобаламин В. Рибофлавин 17. Водорастворимый витамин: А. А Б. В1 В. Д 18. В синтезе коллагена участвует витамин: А. В3 (РР) Б. С В. К 19. Заболевание от недостатка витамина В1: А. Бери-бери Б. Рахит В. Гемофилия 20. При недостатке углеводов в пище: А. Наступает углеводное голодание Б. Резко снижается активность печени В. Углеводы синтезируются из жиров КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА И ИММУНИТЕТ !Жидкие среды организма и их состав Всего жидкости: 43 л на 70 кг веса; из этого внутриклеточная жидкость составляет 25 л, тканевая --- 13 л, лимфа --- 2 л, плазма крови --- 3 л. Плазма фильтруется в тканевую жидкость под давлением, оттуда --- под действием осмотического давления оставшихся в кровяном русле белков. Нарушения --- причина отеков. Недофильтровывающаяся обратно часть отсасывается лимфатическими капиллярами. Лимфатическая система. Примерно 2\% белка. Течет через лимфатические протоки (`лимфатическое сердце') и лимфатические узлы (селезенка, миндалины, аппендикс; воспаляются при инфекции, так как это органы иммунной системы) и впадает в правую подключичную вену. Кровь: 2 л в печени и 3 л в кровотоке. Определение объема: растворение красителя. Плазма (60\%) и форменные элементы (40\%). !Форменные элементы (форма, количество, функция, происхождение, судьба): -- эритроциты: РОЭ 1 см/час, около 120 сут. -- лейкоциты: гранулоциты: 72\%, фагоциты, аллергические реакции агранулоциты: моноциты: 4\%, фагоцитоз лимфоциты: гуморальный иммунитет -- тромбоциты (кровяные пластинки) !Кровообращение Сердце (рис.) Коронарная система обеспечивает кровоснабжение сердца. Начинается двумя венечными артериями, отходящими в основании аорты; и заканчивается коронарными венами, впадающими в венозный синус (основание правого предсердия). Сердечный цикл (схема) Систола предсердий. Предсердия сокращаются, кровь выливается в желудочки, ударяет о митральный и трехстворчатый клапаны и порождает сильный тон сердца. Систола желудочков. Желудочки сокращаются, кровь выливается в легочный ствол и в аорту, устремляется назад, ударяет о полулунные клапаны и порождает слабый тон сердца. Общая диастола --- кровь наливается в предсердия, затем под давлением крови предсердно-желудочковые клапаны открываются и кровь начинает наливаться в расслабленные желудочки. Кровообращение (рис.) Регуляция работы сердца. Экстракардиальная: симпатическая (симпатические нервы, отходящие от продолговатого мозга, возбуждающее действие) и парасимпатическая (блуждающий нерв, тормозящее действие). Кроме того, адреналин (гормон стресса), выделяемый мозговым слоем надпочечников. Интракардиальная: автоматия сердца. Есть встроенный водитель ритма (песмейкер) --- синусно-предсердный узел (правое предсердие), возбуждение от которого передается в предсердно-желудочковый узел (на границе правого предсердия и правого желудочка). От последнего узла --- по пучкам Гиса, состоящим из модифицированных сердечных сышечных клеток (волокон Пуркинье). ЭКГ (электрокардиограмма) фиксирует электрические импульсы проводящей системы сердца. Максимальный ее пик (R-пик) соответствует возникновению сигнала в предсерднно-желудочковом узле (то есть систоле желудочков). Сосуды. Пульс, артериальное давление и его регуляция. Давление зависит от частоты сокращений сердца, величины сердечного выброса и сопротивления периферических сосудов. Оно постепенно падает от артерий к венам, и в полых венах близко к 0. Скорость кровотока падает почти до нуля в капиллярах и возрастает в венах. Транспорт крови по венам обеспечивается скелетной мускулатурой и местными клапанами. Артерии и вены трехслойны (но у артерий толстый мышечный слой), а капилляры однослойны. Измерение давления манометром: из рукава откачивают воздух, пока ток крови в артерии не прекратится. Затем постепенно впускают воздух, пока не начинают быть слышны тона. Это --- систолическое давление. Затем тона пропадают или резко ослабевают. Это --- диастолическое давление. Нарушения кровообращения: Пороки сердца: врожденные --- незарастание овального окна и/или боталлова протока сразу после рождения; приобретенные --- нарушения работы клапанов и других частей сердца. Атеросклероз коронарных сосудов --- отложение на стенках склеротических бляшек (часто из-за неправильного питания или образа жизни) приводит к ишемической болезни сердца, а она, в свою очередь к инфаркту миокарда (то есть отмиранию части сердечной мышцы из-за недополучения питания, так как в местах бляшек образуются тромбы). Аритмия --- нарушения сердечного ритма. В частности, брадикардия --- замедление и тахикардия --- ускорение сердцебиения. Венозные болезни: флебиты и варикозные расширения вен (разрушение стенки вен, тромбозы, язвы). Артериальные болезни: ревматизм (воспаление), аневризма (раслаивание стенки). Общие болезни: гипертония (повышенное давление) и гипотония (пониженное; значительно менее опасно). !Лимфообращение см. учебник !Функции крови -- транспортная (питательные вещества, гормоны, метаболиты); -- гомеостатическая (постоянная кислотность и осмотическое давление); -- газообмен (перенос O2 --- HbO8, миоглобин; CO2 --- Hb, CO3 2-); -- защитная: свертывание; иммунитет !Свертывание крови: I. Контакт Тромбоциты => тромбоцитарный тромб, тромбопластин II. Образование тромбина Протромбин => (нужны тромбопластин, Ca2+, другие факторы, в том числе антигемофилический (VIII)) => тромбин III. Образование фибрина Фибриноген => (тромбин как фермент) => фибрин IV. Фибринолиз (гепарин) !Иммунитет Неспецифический -- фагоциты (различные гранулоциты и макрофаги). Работы Мечникова. -- неспецифические вещества (IgA, лизоцим, интерферон) Специфический -- гуморальный: моноциты => Т-хелперы => В-лимфоциты => пролиферация нужного клона (клетки памяти) => выработка антител (IgY) => склеивание (система комплемента) => поглощение макрофагами и выведение из организма -- клеточный: Т-киллеры убивают чужеродные клетки (делают дырки для воды) Медицинская классификация иммунитета: Естественный Искусственный Активный После заболевания Вакцинация (Дженнер, Пастер) Пассивный Плод и грудной ребенок Сыворотка (в т.ч. от ядов змей) Патология иммунитета: СПИД !Группы крови: Резус-система: Резус-отрицательный Резус-положительный Rh-Rh- Rh+Rh+, Rh+Rh- -- резус-конфликт и его предотвращение. Система ABO: Группы Аг Ат Генотипы I O - A, B ii II A A B IaIa, Iai III B B A IbIb, Ibi IV AB A, B - IaIb Задания: а) На одном графике нарисуйте кривую давления в левом желудочке и в аорте. Укажите моменты открытия и закрытия клапанов. Ответ поясните. Тест по кровеносной системе и иммунитету 1. Тканевая жидкость образуется: А. Из лимфы Б. Из плазмы крови В. Из первичной мочи 2. Лимфа содержит в том числе: А. Белки и углеводы Б. Воду и лимфоциты В. Воду и нуклеиновые кислоты 3. Эритроциты: А. Сферические Б. Двояковогнутые В. Двояковыпуклые 4. Гранулоциты: А. Активируют Т-лимфоциты Б. Фагоцитируют чужеродные тела В. Участвуют в выработке интерферона 5. Митральный клапан отделяет: А. Лж/лп Б. Лс/лж В. Пж/пп 6. Сердце снабжается кислородом из: А. Спинной аорты Б. Коронарной артерии В. Подключичной артерии 7. Все клапаны сердца закрыты: А. Один раз за цикл Б. Два раза за цикл В. Этого не бывает 8. Все клапаны сердца открыты: А. Один раз за цикл Б. Два раза за цикл В. Этого не бывает 9. Автоматия сердца обеспечивается: А. Продолговатым мозгом Б. Одним собственным узлом В. Двумя собственными узлами 10. Если перерезать блуждающий нерв: А. Частота сокращений сердца увеличится Б. Частота сокращений сердца уменьшится В. Частота сокращений сердца не изменится 11. Подвздошная артерия снабжает кровью: А. Толстый кишечник Б. Печень В. Нижние конечности 12. Нормальное систолическое давление в плечевой артерии А. 80 мм рт. ст. Б. 120 мм рт. ст. В. 160 мм рт. ст. 13. Инфаркт миокарда --- это следствие: А. Гипотонии Б. Брадикардии В. Атеросклероза 14. Грудной лимфатический проток впадает в: А. Правую подключичную вену Б. Левую подключичную вену В. Верхнюю полую вену 15. Артерии отличаются от вен: А. Широким просветом Б. Однослойной стенкой В. Отсутствием клапанов 16. Вторичный тромб состоит из: А. Фибрина Б. Тромбина В. Тромбоцитов 17. Резус-фактор может являться: А. Антителом Б. Гамма-глобулином В. Антигеном 18. Клетки памяти образуются из: А. Моноцитов Б. Т-лимфоцитов В. В-лимфоцитов 19. Естественный пассивный иммунитет возникает: А. После перенесенного заболевания Б. После вакцинации В. Во время грудного вскармливания 20. Люди с IV группой крови имеют: А. Антитела А, В Б. Антигены А, В В. Не имеют антигенов ДЫХАНИЕ, ВЫДЕЛЕНИЕ И КОЖА. ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ. !Дыхательная система Дыхательные пути -- перечисление, доли (ацинусы) легкого (3 в правом и 2 в левом), дольки. Вентиляция легких -- дыхательные движения -- роль плевральной полости -- показатели дыхания и объема легких (по ГСТ) Газообмен в легких и тканях вдыхаемый (21; 0,04) + альвеолярный (14;6) = выдыхаемый (16;4) і пристеночная жидкость і плазма и клетки крови і тканевая жидкость і клетки организма Голосовой аппатат -- голосовые связки + преграды и резонаторы -- звуки гласные (голос), звонкие согласные (голос и шум), глухие согласные (шум) !Выделение Состав выделительной системы: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал. Строение почки (рис.) Нефрон. Фильтрация и обратное всасывание (рис. по ГСТ): -- первичная моча; -- передний извитой каналец; -- вторичная моча; -- задний извитой каналец. Регуляция: -- АДГ (вазопрессин); -- альдостерон (повышает всасываемость Na) !Кожа Строение (рис.) Терморегуляция: -- тепловые и холодовые рецепторы; -- гипертермия: потоотделение (состав пота), расширение артериол, снижение метаболизма; -- гипотермия: дрожь, сужение артериол, подьем волос, противоток в кожных капиллярах и шунты, повышение метаболизма за счет адреналина и тироксина. !Внутренняя секреция Регуляция: прямая связь, положительная и отрицательная обратная связь. Сравнение гормональной и нервной регуляции. Гипоталамическо-гипофизарная система: -- гипоталамические факторы (либерины и статины) и тропные гормоны гипофиза; -- собственные гормоны гипофиза. ЖВС тела (!!! есть текст в hand-out'е): -- щитовидная железа: тироксин (T4), трииодтиронин (T3); -- надпочечники (кортизол и альдостерон; адреналин); -- поджелудочная железа (инсулин и глюкагон). Тест по дыханию, выделению, коже и ЖВС 1. Гортань: А. Часть ротовой полости Б. Верхний отдел бронхов В. Место, где находятся голосовые связки 2. Плевра: А. Участвует в расширении легких Б. Участвует в сужении легких В. Не участвует в изменении объема легких 3. Объем легких взрослого человека в среднем: А. 3 л Б. 5 л В. 7 л 4. Состав альвеолярного воздуха (\% O2 и CO2) А. 14; 6 Б. 21; 4 В. 16; 0,03 5. Клетки тканей получают кислород: А. От эритроцитов Б. Из плазмы крови В. Из тканевой жидкости 6. Согласные звуки произносятся: А. При помощи голосовых связок и резонатором Б. При помощи языка и губ В. При помощи всего голосового аппарата 7. Пирамида почек --- это: А. Часть мозгового вещества почек Б. Группа нефронов В. Место образования III мочи 8. I моча представляет собой: А. Плазму крови без крупных белков Б. Концентрированный раствор мочевины В. Жидкость с большим количеством солей и мочевины 9. Петля Генле: А. Служит для обратного всасывания воды Б. Служит для обратного всасывания солей В. Является основным местом регуляции выдел. 10. АДГ: А. Вырабатывается при понижении концентрации солей в крови Б. Служит для уменьшения концентрации солей в крови В. Заставляет клетки передних извитых канальцев всасывать больше воды 11. Мочевой пузырь: А. Участвует в обратном всасывании воды Б. Участвует в дополнительной экскреции В. Участвует в обратном всасывании солей 12. Дерма: А. Содержит жировую ткань Б. Содержит кожные железы В. Состоит из эпителиальной ткани 13. Пот: А. Содержит 10--15\% поваренной соли Б. Содержит до 1\% поваренной соли и мочевину В. Не содержит мочевины 14. Приспособление к повышению температуры воздуха: А. Снижение уровня адреналина Б. Сужение кожных артериол В Уменьшение выработки АДГ 15. Гипофиз --- это: А. Нервный центр, регулирующий внутреннюю секрецию Б. Место синтеза альдостерона В. Место синтеза гормона роста 16. Тироксин вырабатывается: А. Только при наличии в пище йода Б. Только под действием тиреотропного гормона; В. Только при понижении температуры тела 17. Гормон поджелудочной железы: А. Норадреналин Б. Трипсин В. Глюкагон 18. Инсулин: А. Расщепляет гликоген до глюкозы Б. Понижает уровень глюкозы в крови В. Замедляет обратное всасывание глюкозы 19. Мозговой слой надпочечников: А. Выделяет альдостерон Б. Выделяет холестерол В. Выделяет стрессовые гормоны 20. Микседема возникает: А. При недостатке тироксина Б. При избытке тироксина В. При недостатке кортизола НЕРВНАЯ СИСТЕМА, ОРГАНЫ ЧУВСТВ И ВНД !Элементарная организация нервной системы -- гигантский аксон кальмара -- потенциал покоя -70 мВ обеспечивается: соотношением Na/K 3:2; преобладанием K внутри, а Na снаружи за счет действия K/Na насоса; открытыми потенциалнезависимыми каналами для K (внутри его может быть в десятки раз больше, чем снаружи): он выходит по химическому градиенту, пока электрический градиент не начинает выталкивать его обратно (`изначальные' растворы электронейтральны). Должно установиться электрохимическое равновесие, потенциал которого ниже -70 мВ, но, поскольку ионы Na все же проникают внутрь, потенциал немного повышается. -- потенциал действия за счет местных токов (электрического поля), Na врывается внутрь (деполяризация до +40 мВ): при повышении потенциала примерно на 20 мВ (пороговый потенциал) открываются очень многочисленные потенциалзависимые каналы для Na, и устанавливается новое равновесие, близкое к +70мВ, но ниже, поскольку в нем участвует и K. -- реполяризация за счет выхода K и закрытия потенциалзависимых каналов для Na, затем все восстанавливается (в том числе и за счет насоса): K по немногочисленным давно открытым каналам теперь может выходить `с новыми силами' (внутри стал +), а, кроме того, открываются потенциалзависимые каналы для K, и поэтому потенциал падает даже несколько ниже -70 мВ (но все равно выше минимально возможного --- без Na). -- более простое обяснение (не учитывающее электрохимии): I этап II этап III этап внутри--снаружи внутри--снаружи внутри--снаружи K 12--4 12--4 6--6 Na 1--23 10--4 10--14 -- рефрактерность 2 мс -- проведение за счет местных токов: в узких 0,5; гигантских --- 100, миелинезированных до 120 м/с -- сальтаторное проведение в миелинезированных (с перехватами Ранвье) волокнах: надо увеличить скорость => увеличивается чувствительность => увеличивается относительная рефрактерность => ускорение проведения -- импульс начинается в рецепторах или в синапсах (тормозных или возбуждающих) Строение химического синапса: -- электрический синапс (простой клеточный контакт, нет регуляции) -- химический: пресинаптическая мембрана, синаптическая щель, пузырьки с медиатором, постсинаптическая мембрана (рис.) -- этапы работы: возбуждение; выделение медиатора; связывание медиатора с рецепторами; расщепление медиатора. -- медиаторы (ацетилхолин, адреналин, ГАМК, серотонин, дофамин, эндорфины) и вещества, влияющие на синапсы (спирт, яды, наркотики) !Строение и функции нервной системы Топографическая классификация отделов нервной системы -- центральная: головной мозг (рис.): ромбовидный: IV желудочек + заднее сосудистое сплетение продолговатый: вегетативные функции, перекрест, IX--XII пары ЧМН задний: мост: переключение на мозжечок, V--VIII мозжечок: координация, научение, 2 полушария и червь средний: сильвиев водопровод крыша: четверохолмие дно: красное ядро, III--IV передний: промежуточный: III желудочек, переднее сосудистое сплетение таламус: эпифиз, переключение на кору сенсорной информации, боль, сон гипоталамус: анализ вегетативной информации, управление ВНС и ЖВС, II пара ЧМН конечный: 2 полушария, мост, боковые желудочки плащ: кора и белое вещество лобная: речь, мышление теменная: соматическая височная: память, слух затылочная: зрение базальные ядра: тонус, эмоции обонятельный мозг: I пара ЧМН спинной мозг: в позвоночном канале, тело и хвостовая нить, строение (оболочки, корешки, борозды --- рис.), рефлексы моносинаптические и полиминаптические (в том числе и с учсастием головного мозга) -- периферическая: черепномозговые нервы: I обонятельный, II зрительный (перекрест), III глазодвигательный (2 пары глазодвигательных мышц), V тройничный (челюсть, зубы, кожа лица), VIII слуховой (частичный перекрест), X блуждающий (внутренние органы) спинномозговые нервы: 31 пара --- 8ш, 12г, 5п, 5кр, 1ко нервные узлы (ганглии): солнечное сплетение и т.п. Функциональная классификация отделов нервной системы -- соматическая: чувствительная; двигательная. -- вегетативная: симпатическая (`стрессовая'); парасимпатическая (`пищеварительная'). !Парасимпатическая и симпатическая нервная система (по А.Н. Квашенко) Особенностью вегетативной нервной системы является локализация эфферентного нейрона нервного центра, вынесенного за пределы ЦНС и располагающегося в вегетативных ганглиях. В нервных центрах соматических рефлексов и вставочные и эфферентные нейроны расположены в пределах мозга, у вегетативных центров вставочные нейроны расположены в мозге, а эфферентные -- в ганглии. Для симпатического отдела это спинальные ганглии, лежащие по обе стороны позвоночного столба, для парасимпатического отдела --- ганглии и нервные узлы, лежащие вблизи иннервируемых органов. Нервные проводники, отходящие от вставочных нейронов мозга и выходящие по направлению к ганглиям, получили название преганглионарных, они образуют синапсы на эфферентных нейронах ганглия, поэтому и эти синапсы называются преганглионарными. Отходящие от нейронов ганглиев эфферентные нервные проводники называются постганглионарными, они образуют синапсы на клетках регилируемых органов, и называются постганглионарными. Поэтому в симпатическом отделе преганглионарные нервные волокна короткие, а постганглионарные --- длинные. У парасимпатического отдела, наоборот, преганглионарные волокна длинные, а постганглионарные --- короткие Основные симпатические и парасимпатические эффекты Органы Симпатический Парасимпатический Артерии: -- внутренних органов констрикция нет -- кожи констрикция нет -- коронарные дилатация констрикция -- легких дилатация констрикция -- мозга констрикция дилатация -- половых органов констрикция дилатация -- скелетных мышц дилатация нет Бронхи расширение спазм Гладкие мышцы: -- желудка и кишечника ослабление моторики усиление моторики -- мочевого пузыря расслабление сокращение -- радиальная зрачка сокращение нет -- цилиарная расслабление сокращение -- сфинктеры: желудка и кишечника сокращение расслабление зрачка нет сокращение -- мочевого пузыря расслабление сокращение Железы: -- слюнные секреция секреция -- слезные нет секреция -- пищеварительные торможение секреция -- потовые секреция нет Жировые клетки липолиз нет Матка беременная сокращение нет Основной обмен повышение нет Печень гликогенолиз нет Половой член эякуляция эрекция Сердце: -- возбудимость повышение почти нет -- проводимость повышение понижение -- частота ритма повышение понижение -- сила сокращения п/с повышение понижение Тест по нервной системе 1. Дендриты служат для: А. Питания нейрона Б. Проведения возбуждения от тела нейрона В. Проведения возбуждения к телу нейрона 2. Периферическая нервная система: А. Управляет спинным мозгом Б. Анализирует информацию органов чувств В. Управляет внутренними органами 3. Х пара черепномозговых нервов: А. Отходит от среднего мозга Б. Является основным нервом симпатической системы В. Подходит к кишечнику 4. Путь передачи импульса от рецептора к ЦНС называется: А. Центробежный Б. Вставочный В. Чувствительный 5. Вегетативная нервная система регулирует деятельность: А. Поперечнополосатой мускулатуры Б. Гладкой мускулатуры В. Рецепторов 6. Потенциал покоя равен: А. -50 мВ Б. -80 мВ В. +50 мВ 7. Потенциал действия возникает за счет: А. Открытия каналов для натрия Б. Открытия каналов для калия В. Остановки работы калий/натриевого насоса 8. Смертельно ядовитым для человека может быть вещество: А. Ускоряющее выведение медиатора Б. В точности выполняющее функцию медиатора В. Замедляющее разрушение медиатора 9. Твердая оболочка мозга: А. Содержит спинномозговую жидкость Б. Соприкасается с нервной тканью В. Поддерживает форму мозга 10. Спинные корешки: А. Не содержат двигательных нейронов Б. Содержат двигательные нейроны В. Не содержит чувствительных нейронов 11. Коленный рефлекс А. Однонейронный Б. Двухнейронный В. Трехнейронный 12. Продолговатый мозг отвечает за регуляцию: А. Сложных движений Б. Вегетативных функций В. Слуховых рефлексов 13. Мост относится к: А. Переднему мозгу Б. Среднему мозгу В. Заднему мозгу 14. Четверохолмие: А. Находится на дне среднего мозга Б. Контролирует зрительные рефлексы В. Участвует в кровоснабжении гипофиза 15. Таламус: А. Регулирует внутреннюю секрецию Б. Переключает импульсы на кору В. Контролирует обонятельные рефлексы 16. Двигательная зона находится в: А. Затылочных долях коры Б. Височных долях коры В. Теменных долях коры 17. Базальные ядра: А. Находятся впереди от таламуса Б. Управляют ощущениями голода и сытости В. Переключают импульсы на мозжечок 18. Тройничный нерв подходит к: А. Зубам Б. Глазодвигательным мышцам В. Языку 19. От грудного отдела спинного мозга отходят: А. Не более 5 пар спинномозговых нервов Б. Парасимпатические нервы В. Симпатические нервы 20. Возбуждение парасимпатической нервной системы приводит к: А. Учащению дыхания Б. Усилению слюноотделения В. Расширению зрачков !Рецепторы Специализированные клетки или нервные клетки, воспринимающие, преобразующие и/или усиливающие определенные сигналы -- рецепторы, органы чувств, анализаторы; -- классификация рецепторов (по природе стимула, по характеру стимула --- ГСТ); -- свойства рецепторов: преобразование, частота, пороги возбуждения и насыщения, адаптация, суммация, кооперация; -- фазовые и тонические рецепторы; Перечень: -- терморецепторы (свободные окончания) -- хеморецепторы: а) Обонятельный анализатор: все наоборот, конфигурация молекул (рис.); обонятельная булава; I пара ЧМН => обонятельный мозг б) Вкусовой анализатор: вкусовая почка (рис.), сладкий, соленый, кислый и горький; VII (лицевой) + IX (языкоглоточный) => мост => теменная доля -- ноцицепторы: быстрые и медленные, гистамин и анальгетики, таламус и эндорфины -- фоторецепторы в) Зрительный анализатор: анатомия глаза (рис.): веко, ресница, склера, сосудистая оболочка, сетчатка, конъюктива, радужная оболочка, наружная и внутренняя камера, стекловидное тело, зрачок, ресничная мышца, слепое и цветное пятно формирование изображения, аккомодация, нарушения аккомодации (близорукость --- удлинение глазного яблока и наоборот) строение сетчатки (рецепторные, бинарные и ганглиозные нейроны), палочки и колбочки; механизм свето- и цветовосприятия: выцветание родопсина => гиперполяризация на свету => потенциал действия в ганглиозных клетках бинокулярное зрение, перекрест (хиазма) и формирование изображения в мозгу II пара => перекрест => гипоталамус => средний мозг, затылочные доли коры -- механорецепторы осязание: нервные окончания мышечное чувство: веретена г) Анализатор слуха и равновесия анатомия (рис.): барабанная перепонка, евстахиева труба, полость среднего уха, наковальня, молоточек, стремечко, овальное окно, круглое окно, улитка, эндолимфа и перилимфа, круглый мешочек, овальный мешочек, полукружные каналы восприятие звука: кортиев орган --- текториальная мембрана и волосковые клетки восприятие положения: овальный --- вертикальное, круглый --- в стороны, полукружные --- угловое ускорение VIII пара => мост => частичный перекрест => средний мозг, височные доли коры и мозжечок !Высшая нервная деятельность Проявления: -- рефлексы (Павлов, Сеченов) условные: определение, опыты, торможение, импритинг безусловные: пищевые, оборонительные, половые, ориентировочные -- рассудочная деятельность: научение -- память: виды -- эмоции: лимбическая система -- сон -- мышление: межполушарная асимметрия -- речь Нарушения: -- органические расстройства (сотрясение мозга) -- неврозы (мании, фобии) -- психозы: маниакально-депрессивный психоз, эпилепсия, шизофрения Тест по органам чувств 1. Что такое анализатор? А. Группа рецепторов Б. Система органов чувств В. Система восприятия и распознавания информации 2. Проприорецепторы находятся: А. В мышцах Б. В полости рта В. На коже 3. Суммация позволяет: А. Воспринимать сильные стимулы Б. Различать силу стимула В. Воспринимать слабые стимулы 4. Порог насыщения определяется: А. Максимальной силой стимула Б. Максимальной частотой импульса В. Максимальной амплитудой импульса 5. Рецептор вкуса --- это: А. Вкусовые сосочки Б. Вкусовые колбочки В. Вкусовые почки 6. Обонятельный анализатор включает: А. Часть конечного мозга Б. Часть среднего мозга В. II пару ЧМН 7. Водянистая влага находится: А. Между глазом и глазницей Б. Между хрусталиком и роговицей В. Между хрусталиком и сетчаткой 8. Аккомодация достигается в основном: А. Изменением кривизны хрусталика Б. Изменением положения хрусталика В. Изменением диаметра зрачка 9. Дальнозоркость --- это: А. Неспособность различать близкие предметы Б. Неспособность различать удаленные предметы В. Неспособность координировать деятельность глаз 10. Колбочки отличаются от палочек тем, что они: А. Больше по размеру Б. Чувствительнее к свету В. Лежат глубже 11. Последовательность слуховых косточек снаружи вовнутрь: А. Молоточек, наковальня, стремечко Б. Стремечко, наковальня, молоточек В. Стремечко, молоточек, наковальня 12. Исключительно слуховую функцию имеет: А. Костный лабиринт Б. Перепончатый лабиринт В. Улитка 13. К слуховому анализатору относится: А. Овальный мешочек Б. VIII пара ЧМН В. Передние бугорки четверохолмия 14. Полукружные каналы реагируют на: А. Положение головы Б. Перемещение головы В. Положение туловища 15. Высшая нервная деятельность является результатом: А. Условных рефлексов Б. Рассудочной деятельности В. Эмоций 16. Ориентировочный рефлекс: А. Врожденный Б. Условный В. Приобретенный 17. Торможение условных рефлексов возникает: А. Под действием любого незнакомого раздражителя Б. В результате рассудочной деятельности В. При недостаточном подкреплении 18. Вторая сигнальная система имеется: А. Только у человека Б. У приматов В. У млекопитающих 19. С эмоциями связана сильнее всего: А. Произвольная память Б. Непроизвольная память В. Двигательная память 20. В фазе быстрого сна активируются: А. Лобные доли коры Б. Височные доли коры В. Затылочные доли коры ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА !Кости и скелет Функция: опорная, защитная, локомоторная, кроветворная. Классификация костей: трубчатые, губчатые (округлые), плоские (красный костный мозг), воздухоносные. Устройство кости: суставный хрящ, надкостница, эпифиз (губчатая ткань), метафиз (красный костный мозг), диафиз (желтый костный мозг, компактная ткань) Соединения костей -- непрерывные: швы (синдесмозы) межпозвонковые диски (синхондрозы) -- полусуставы: лобковый крестцово-копчиковый -- суставы (рис.) --- суставная сумка, фиброзная и синовиальная оболочка, синовиальная жидкость. Простые и сложные суставы. Классификация по вращению: одноосные --- цилиндрические (лучелоктевой) двухостные --- мыщелковидные (коленный) многоосные --- шаровидные (плечевой, тазобедренный) !Описание скелета Осевой -- череп: мозговой --- 8 костей (парные теменная и височная; непарные лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая) лицевой --- 15 костей (парные: верхняя челюсть, небная, скуловая, носовая, слезная, нижняя носовая раковина; непарные: нижняя челюсть, подъязычная, сошник) -- позвоночник: шейный 7 (в том числе атлант и эпистрофей) грудной 12 поясничный 5 крестцовый (5) копчиковый (3--5) -- грудная клетка: истинные ребра I--VII ложные ребра VIII--X колеблющиеся ребра XI--XII грудина --- рукоятка, тело, мечевидный отросток Добавочный -- верхний: см. тему `Земноводные' -- нижний: см. тему `Земноводные'; большой таз (верхняя часть) и малый таз (нижняя часть) !Мышцы: гладкие и поперечнополосатые. Особенности скелетных мышц. Функции: движение, терморегуляция, защита, кровообращение. Эндо-, пери- и эпимизий. Поверхностная фасция, глубокая фасция, сухожилия, брюшко и хвост мышцы. Связки. Апоневроз. Классификации мышц: По строению По типу движения По расположению Одноглавые Сгибатели/разгибатели Поверхностные Двуглавые Приводящие/отводящие Глубокие Трехглавые Протракторы/ретракторы Четырехглавые Дыхательные Многохвостые Жевательные !Описание скелетных мышц Спина -- широчайшая спины: поддерживает вертикальное положение -- трапециевидная: приводит плечо, наклоняет голову Грудь -- наружные межреберные мышцы: поднимают ребра -- диафрагма: расширяет грудную полость -- прямая живота: часть брюшного пресса Голова -- затылочно-лобная: брови, лоб -- круговая мышца глаза: открывает/закрывает глаз -- круговая мышца рта: вытягивает губы -- жевательная мышца Шея -- грудинно-ключично-сосцевидная: поворачивает и поднимает голову Рука -- дельтовидная: отводит плечо -- трицепс: разгибает предплечье -- бицепс: сгибает предплечье -- прелучевая: сгибает предплечье -- лучевой сгибатель запястья -- разгибатель пальцев: разгибает 4 пальца Нога -- большая ягодичная: фиксирует бедро -- четырехглавая бедра: приводит бедро -- портняжная: сгибает бедро и голень -- двуглавая бедра: сгибает бедро в коленном суставе -- икроножная (она двуглавая): сгибает голень и стопу -- передняя большеберцовая: разгибает стопу !Работа мышцы Строение мышечной клетки (рис.): T-трубочки, гликоген, Z-линия, саркоплазматическая сеть, актин и миозин, тропомиозин, саркомер. Механизм мышечного сокращения: передача нервного импульса ацетилхолином; участие кальция, тропомиозин, скольжение нитей; утомление (молочная кислота, нехватка медиатора), миоглобин, креатинфосфат и креатинин. Общие закономерности работы: синергисты и антагонисты; изотоническое и изометрическое сокращение; абсолютная и относительная сила; тетанус и одиночное сокращение; рефрактерность. Регуляция: быстрые и медленные волокна; рефлекс на растяжение; реципрокное торможение; сухожильный рефлекс и сухожильные рецепторы. Задания: а) Если человек произвольно напрягает мышцу руки, а затем по ней наностится удар перпендикулярно ходу волокон, то мышца расслабляется. Объясните, почему это происходит. б) Как экспериментально проверить, какие факторы вызывают утомление мышц? в) Какие признаки опорно-двигательной системы связаны с прямохождением у человека? Каковы в этой связи недостатки прямохождения? -- ноги > руки; -- S-образный позвоночник (лордоз и кифоз); -- короткие наклонные остистые отростки шейных позвонков; -- короткая лопатка; -- плоская грудная клетка; -- широкий таз; -- сводчатая стопа; -- три пары ягодичных мышц и широчайшая спины; -- длинный большой палец руки; -- нет шейной мускулатуры. Недостатки: -- сколиоз; -- смещение позвонка; -- грыжа; -- варикозное расширение вен; -- плоскостопие. Тест по опорно-двигательной системе 1. Плечевая кость: А. Воздухоносная Б. Трубчатая В. Губчатая 2. Метафиз: А. Содержит красный костный мозг Б. Содержит лимфатические сосуды В. Содержит желтый костный мозг 3. Межпозвоночные диски --- это: А. Непрерывные соединения Б. Полусуставы В. Суставы 4. Синовиальная оболочка: А. Закрывает сустав снаружи Б. Вырабатывает `смазку' В. Служит местом прикрепления сухожилий 5. Осевой скелет включает: А. Нижнюю челюсть Б. Ключицу В. Большеберцовую кость 6. Тазобедренный сустав: А. Одноосный Б. Сложный В. Двухосный 7. Скуловая кость: А. Парная Б. Часть мозгового черепа В. Воздухоносная 8. Позвонков у человека: А. 42 Б. 36--38 В. 33--34 9. Верхний пояс конечностей включает: А. Лопатку Б. Грудину В. Плечевая кость 10. Самая большая кость предплюсны: А. Ладьевидная Б. Пяточная В. Таранная 11. Ложные ребра: А. V--IX пары Б. VIII--X пары В. XI--XII пары 12. Эпимизий: А. Покрывает группу мышц Б. Покрывает отдельную мышцу В. Покрывает мышечный пучок 13. Передняя большеберцовая мышца: А. Сгибатель Б. Ротатор В. Ретрактор 14. Трапециевидная мышца: А. Двуглавая Б. Треххвостая В. Трехглавая 15. Сгибатель локтевого сустава: А. Трицепс Б. Портняжная мышца В. Прелучевая мышца 16. Дельтовидная мышца: А. Приводит плечо Б. Наклоняет голову В. Отводит плечо 17. Саркомер: А. Участок мышечной клетки с прилегающим аксоном нервной клетки Б. Место сосредоточения T-трубочек В. Часть мышечной клетки между двумя Z-линиями 18. Мышечное возбуждение передается: А. От актина к миозину Б. От аксона к выростам мембраны мышечной клетки В. От T-трубочек к каналам саркоплазматической сети 19. Креатинфосфат: А. Фермент, разлагающий молочную кислоту Б. Резерв кислорода В. Резерв энергии 20. Рефлекс на растяжение: А. Условный Б. Безусловный В. Двухнейронный РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА, ЭМБРИОЛОГИЯ !Мужская половая система: описание Семенники, семявыносящие протоки, предстательная железа, половой член Семенники: оболочка, дольки, семенные канальцы, придаток (эпидидимис) Сперматогенез: первичные половые клетки => сперматогонии => [R!: сперматоциты I => сперматоциты II =>] сперматиды => сперматозоиды. Участие клеток Сертоли. Строение сперматозоида. Регуляция сперматогенеза: -- гипофиз => ФСГ => новые сперматозоиды -- гипофиз => ЛГ => клетки Лейдига => тестостерон => I и II половые признаки !Женская половая система: описание Яичники, яйцеводы (фаллопиевы трубы), матка с трехслойной стенкой (серозная, миометрий, эндометрий), влагалище Оогенез: первичные половые клетки => оогонии => [R!: ооцит I + полярное тельце I => ооцит II + полярное тельце II, плодотворение] => двуклеточный зародыш или автолиз ооцита II Менструальный цикл: Дни Овариальный Маточный Гормоны 28 „„‚„„ Констрикция 1 і сосудов 2 і Фолликулярная Менструация 3 і фаза 4 і 5 і 6 і Гипофиз => 7 „„…„„ „„„„„„„„„„„„„„ ФСГ и ЛГ => 8 і эстроген 9 і Пролиферация 10 і 11 і 12 „„…„„ „„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„ 13 і 14 і Овуляция Желтое тело => 15 і прогестерон; 16 „„…„„ „„„„„„„„„„„„„„„ уменьшение 17 і Секреция эстрогена 18 і 19 і 20 і Лютеальная 21 і фаза 22 і 23 і 24 і 25 і 26 і Резкое 27 і падение 28 „„Ѓ„„ концентраций Гормоны регулируют только II половые признаки, первичные закладываются `сами'. Оплодотворение: -- секреция желез, кислая среда влагалища и щелочная спермы => сперматозоиды живут максимум 72 часа (обычно сутки) -- сперматозоидов 100 000 000 на 1 мл -- акромомальная реакция; входит только ядро -- кортикальная реакция -- кариогамия -- на 7-е сутки выделяется ХТГ Противозачаточные средства: -- температурный и календарный метод -- антисептика -- презервативы, влагалищные колпачки -- ВМС -- гормональные препараты `до' (изменяют концентрации гормонов) и `после' (гормональный удар) -- аборты (повреждение зародыша, половых путей, неспособность рожать и пр.) !Внутриутробное развитие человека (280 сут, 9 солнечных, 10 лунных) Дробление: морула => трофобласт, имплантация бластоцисты 7 Зародышевый период: гаструляция 14 (амниотический и желточный пузырьки, эктодерма и энтодерма, первичная полоска и мезодерма) => зачатки органов 17 (хорда, нервная трубка) => обособление тела и оболочек 21 (туловищная складка, первичная кишка, ротовое и анальное отверстие, амниотическая полость) Плодный период: плацента 60 (трофическая, экскреторная, защитная и эндокринная функции; кровообращение через пуповину, отверстие между предсердиями и боталлов проток) Беременность за счет ХТГ, а также прогестерона Роды: стимуляция плодом, окситоцин Лактация: гормоны !Общие закономерности индивидуального развития: Бластула => гаструла => нейрула; происхождение систем органов; организаторы в развитии; влияние внешней среды Внеутробный пеиод развития -- новорожденные до 1 мес -- грудные 1 мес -- 1 год -- раннее детство 1--3 года -- I детство 4--7 лет -- II детсво 8--12(11 девочки) лет -- подростки 13(12)--16(15) -- юношеский возраст 17(16)--22 -- зрелость I 19--35 -- зрелость II 35--55 -- пожилой возраст 55--74 -- старческий возраст 75--... !Типы телосложения: -- долихоморфный (астенический): длинный и узкий -- брахиморфный (гиперстенический): толстый и короткий -- мезоморфный (нормостенический) Задания: Чемпионат по количеству заболеваний Две команды, каждая делает коллективный рисунок строения сердца, я сравниваю Гигиена всех систем органов --- раздать, а затем по кругу спрашивать. Каждому индивидуально травму, нужно указать первую помощь. Травмы: 1. Глубокая (10 см) ножевая рана нижнего левого угла живота (нож в ране) 2. Открытый перелом бедра, сильное кровотечение 3. Оторвало кисть руки 4. Пулевое ранение (навылет) груди 5. Ранение отравленной стрелой плеча (стрела в ране) 6. Осколочное ранение нижней правой части спины (осколок в ране) 7. Ребенок отравился лекарствами (корнем цикуты) 8. Сотрясение мозга (обморок 15--20 мин) 9. Тепловой удар 10. Утонувший зимой в проруби (жив) 11. Сильное кровотечение из сонной артерии 12. Перелом основания черепа (автокатастрофа) 13. Ожог III-IV степеней (спасшийся из пожара) 14. Перелом позвоночника (крестец) 15. Случайная попутчица начала рожать ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ !Доказательства эволюции Палеонтологические (постепенное развитие биоты (Кювье), эволюционные ряды на моллюсках и на лошадях (эогиппус, Ковалевский). Адаптивная радиация --- биота одной территории дублирует биоту другой за счет различных групп (Галапагосы и вьюрки, Австралия (Ю. Америка) и сумчатые). Сравнительная анатомия (гомологии --- части, сходные по положению и происхождению, аналогии --- части, сходные внешне за счет одинаковой функции (результат конвергенции), рудименты --- органы, унаследованные от предков и играющие незначительную роль, атавизмы --- отклонения, возвращающие к предковому состоянию; переходные формы). Эмбриологические (Бэр и зародышевое сходство: сходство зародышей на ранних стадиях возрастает, Мюллер, Геккель и биогенетический закон). Биохимическое единство. Селекционное (по аналогии). !История эволюционных идей К. Линней --- креационист, иерархия, гибридизация. Ж.Б. Ламарк --- французская революция, эволюционист, первая теория, адаптация --- наследование приобретенных признаков (общее убеждение), упражнение, гибридизация; прогресс (градация) --- стремление. Ч. Дарвин (1809--1882). -- биография: теология, `Бигль', Мальтус и Лайель, 1839 --- отбор по аналогии с искусственным отбором, Уоллес 1858, сообщение, книга 1859, работы о раках, растениях, эмоциях и пр. -- два основных рассуждения из книги: 1) Потомков много, численность неизменна --- выживают немногие (`борьба'- комплекс условий, ограничивающих размножение и выживание). 2) Изменчивость --- выживают `лучшие' (по аналогии с искусственным --- `естественный' отбор: выживание наиболее приспособленных). -- примирил теологию и эволюционизм: мировые законы, а не конкретное Творение, аналогия с законом всемирного тяготения. -- `Кошмар Дженкинса' --- 1 белый и 100 красных маков, растворение признака. Кризис в 10--20-е годы, разрешение его (Райт, Четвериков, Дубинин, Тимофеев-Ресовский и другие). Создание СТЭ. Современные теории: темпоральные (сальтационизм, неокатастрофизм, прерывистое равновесие), адаптационные (номогенез, ламаркизм, нейтрализм). Социальная эволюция как наследование приобретенного. Изменчивость + Изменчивость - Отбор + Ламаркизм СТЭ Отбор - Номогенез Нейтрализм !Основные положения СТЭ Популяция --- группа особей 1 вида, длительное время существующая на определенной территории. Элементарная единица эволюции. Полиморфизм (изменчивость). Наследственная изм. --- фактор эволюции. Случайна, ненаправленна, служит материалом. Типы: рекомбинационная (в том числе горизонтальный перенос, гибридизация), мутационная, трансформационная (ламарковская). Корреляция (множественное действие гена). Генофонд. Все гены всех особей популяции. Частоты p + q = 1. Эволюция --- изменение частот генов от поколения к поколению. Закон Харди-Вайнберга (= 1 зак. Ньютона): Частоты аллелей в популяции не изменяются, если: -- нет мутаций; -- нет миграций; -- нет отбора; -- популяция имеет достаточную численность. Вывод закона: AA Aa aa p2 2pq q2 (А) = p2 + 1/2(2pq) = p (так как генов в два раза больше, чем особей, а у особей AA по два гена A) Случайные изменения частот --- дрейф (случайное выживание особей), `волны жизни'. Эффект основателя; катастрофический `отбор' Отбор: -- индивидуальный --- дифференциальное выживание. P a a a b b b (a/b = 1/1) выживание F1 a a b (a/b = 2/1) -- половой --- дифференциальная плодовитость (шире полового отбора). Межсамцовый отбор и ассортативное скрещивание. P a a a b b b (a/b = 1/1) самцы b не размножаются F1 a a b (a/b = 2/1) -- групповой --- альтруизм. Борьба --- компонент! -- примеры отбора (схема: исходное состояние (по внешней группе, аналогии и т.п.) => изменчивость => преимущество => I этап => и так далее...): гнездовой паразитизм у кукушки ночной запах цветков у вечерницы осовидная окраска журчалок отстутствие задних конечностей у кита ежегодные миграции оленей грива у льва рассасывание эмбрионов у крыс Результаты эволюции: -- приспособленность (адаптация). Адаптационная парадигма. -- видообразование -- макроэволюция (в частности, прогресс) !Видообразование Определение вида. Вид --- минимальная целостная и генетически замкнутая система организмов. Критерии вида: -- биологический (основной, или генетический). Двойники. -- экологический (ниши) -- географический (ареал) -- морфологический (хиатус) Виды индивидуального отбора (Шмальгаузен): -- стабилизирующий --- не приводит к видообразованию (мыши 100, 300, 500 г еды в сутки) -- движущий --- приводит к прямому видообразованию (без увеличения числа видов, замещение). Вредители и яды. -- дизруптивный --- приводит к дивергентному видообразованию, но только вкупе с изоляцией, чтобы не слились Изоляция: -- географическая (остров) -- экологическая (вьюрки) -- приводит к полной изоляции, двум видам Видообразование за счет изменчивости -- гибридизация -- симбиоз -- квантовое --- за счет мутаций у самооплодотворителей, у апомиктов, у размножающихся агамно организмов. Макроэволюция. -- регресс и вымирание -- прогресс: ароморфоз, идиоадаптация, (дегенерация). -- необратимость и неравномерность эволюции. -- долговременный и кратковременный отбор (инадаптивная и эвадаптивная эволюция). Задания: а) Контрольные сообщения. Оценка по 20-балльной шкале, листок у `эксперта', оценку я и `эксперт' за: а) соответствие тексту, б) умение говорить, в) манеру держаться. Ставится средняя, если моя и `эксперта' не различаются более чем на 5 баллов. Не готово --- `0'. 1. Прогресс и регресс 2. Пути биологического прогресса 3. Способы видообразования 4. Приспособленность --- результат эволюции 5. Виды изоляции 6. Дрейф, волны жизни 7. Стабилизирующий отбор 8. Движущий отбор 9. Борьба за существование 10. Виды изменчивости 11. Критерии вида 12. Основные доказательства эволюции 13. Ч. Дарвин 14. Ж. Б. Ламарк б) Почему даже длительное воздействие стабилизирующего отбора не приводит к полному фенотипическому единообразию в популяции? РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА, АНТРОПОГЕНЕЗ !Происхождение жизни Самопроизвольное зарождение. Франческо Реди, Луи Пастер опровергли. Соображения: -- проблемы не существует: вульгарный креационизм (не согласуется с Шестодневом) вечность жизни (Либих, Гельмгольц, Аррениус, Вернадский). Отрицание гипотезы Большого Взрыва. -- проблема неразрешима принципиально (поскольку нет определения жизни) или при нынешнем уровне знаний (Дарвин --- пруд; Вирхов) -- проблема разрешима научными методами: I этап --- биохимическая эволюция (абиогенный синтез макромолекул). Под влиянием Опарина --- Миллер (не учел состав атмосферы --- лишний H2). Не решает проблему хиральности и малого числа основных соединений. II этап --- возникновение живых систем: гипотеза фазово-обособленных микросистем (Опарин, затем Фокс, Эгами): коацерватов, микросфер, маригранул --- сначала клетки и их отбор гипотеза гиперцикла (Эйген, Пригожин) --- сначала метаболические цепи (РНК --- катализатор) !Развитие жизни на Земле Эры: архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская, кайнозойская. Названия. Периоды: нижний протерозойский, вендский. Кембрийский, (ордовикский), силурийский, девонский, каменноугольный, (пермский), триасовый, юрский, меловой, палеогеновый, неогеновый, антропогеновый или четвертичный. !!! Подробная таблица --- в отдельном файле. Короткое описание: -- архей: корковые сообщества (цианобактерии, хемобактерии и эубактерии-гетеротрофы). Гидротермы? -- протерозой: планктон (хромобионты и хлоробионты) --- бентос (корковые прокариоты и безжгутиковые). На суше -- корковые прокариоты и грибы. -- венд: околодонные сообщества, затем развитие зоопланктона и планктонных хищников (конодонтоносители?) --- приобретение скелета, колонизация осадка. -- кембрийский период: бентос почти полностью (без головоногих и ракоскорпионов, которые появляются в конце периода), выход на сушу беспозвоночных (онихофор, многоножек, ?тихоходок, ?нематод) -- ордовикский период: заполнение бентоса, много зел. водорослей --- вытеснение харовых на сушу, возникновение морских ежей. Развитие пелагиали --- граптолиты, остракодермы. -- силурийский период: возникновение `болот'. Заполнение водных сообществ: появление костных и хрящевых рыб --- вытеснение на сушу хелицеровых. Первые `наземные' сообщества: болота. -- девонский период: возникновение лесов --- формирование земноводных в мелководных сообществах. Предки насекомых мигрируют на деревья (хищники). -- каменноугольный период: возникновение мангров --- полет у насекомых --- стрекозы --- активно летающие типа сеноедов и подстилочные (крупномерный опад) гриллоновые. Расцвет диплопод и паукообразных. Насекомоядные пресмыкающиеся. Расцвет примитивных ракообразных. -- пермский период: возникновение вечнозеленых хвойных лесов --- формирование насекомых с полным превращением. Гриллоблаттиды --- подстилочные хищники. Насекомоядные стегоцефалы и проколофоны, хищные и растительноядные терапсиды. Мезозавры и парейазавры. Заполнение наземных сообществ. Вымирание рифостроителей, замещение плеченогих на губок и двустворчатых. Веснянки в пресных водоемах. -- триасовый период: возникновение редколесий (саговники, бенеттиты и гнетовые) --- грызущие (прямокрылые и палочники) и сосущие фитофаги --- текодонты, терапсиды и темоспондилы, вымирая, дают соответственно бегающих птиц, птерозавров, млекопитающих, бесхвостых. Нотозавры и плакодонты. Растительноядные терапсиды и примитивные архозавры. -- юрский период: возникновение тайги (гинкговые и лептостробовые), редколесья поддерживаются крупными завроподами. Ящеротазовые замещаются птицетазовыми. Бегающие и подпрыгивающие птицы (редко древесные) совершенствуют полет, бегающие птицеподобные динозавры (предки бескилевых?). Хищные и насекомоядные рамфоринхи. Ихтиозавры и плезиозавры. Всеядные клинозубые. Насекомоядные млекопитающие. Сетчатокрылые, скорпионницы, прямокрылые и равнокрылые доминируют --- ангиоспермизация. -- меловой период: смена устойчивых сообществ, возникновение широколиственных (вечнозеленых и листопадных) лесов --- упадок птицетазовых и хищных карнозавров. Бегающие, водные и летающие птицы --- вымирание рамфоринхов, птеродактили делаются все крупнее, пока их не догоняют птицы. Всеядные млекопитающие --- появление змей. Насекомоядные ящерицы и бесхвостые. Стабилизация пресных водоемов, радиация хвостатых. Вымирание ихтиозавров --- плезиозавры, мезозавры, хампсозавры, крокодилы. Планктонный взрыв --- расцвет головоногих. Вымирание водных хищников из-за радиации быстроплавающих высших костистых. -- палеоген: возникновение дождевых тропических лесов (дифференциация климата, одиночные пчелы, муравьи, термиты). Отсутствие хищников в палеоцене --- хищные диатримообразные и мезонихиды. Вымирание хампсозавров -- появление китообразных. Радиация высших костистых в пресных водоемах (карпообразные, сомообразные). Растительноядность у птиц (попугаеобразные, воробьинообразные). Радиация плацентарных: летучие мыши (маневрены, ночные насекомые), мелкие растительноядные. -- неоген: возникновение степей и соответствующей фауны (копытные, хоботные и пр.). Великий Межамериканский обмен. Ластоногие. -- четвертичный период: возникновение тундры !Эволюция человека Доказательства происхождения от обезьян (палеонтологические, анатомические и пр.). Основные этапы эволюции человека: Дриопитек => Понгиды; Гоминиды Гоминиды => Австралопитек (3,5; 450; камни); Люди Человек умелый (2,0; 750; чопперы) Человек прямоходящий (архантроп; 1,3; =<1100; рубила) Человек разумный неандертальский (палеоантроп; 0,2--0,5; 1400; копья) Человек разумный современного типа (неоантроп; 0,1; 1800; искусство) Неолитическая революция (0,01) Движущие силы: -- мутации -- отбор --- индивидуальный, групповой, половой -- социальные факторы --- социальный отбор, обучение Следствия --- прямохождение, церебрализация, рост и развитие, рука (трудовые адаптации), речь, расы. !Расы Общий предок 1 => Негроиды + Австралоиды Общий предок 2 => Европеоиды + Монголоиды Негроиды: темная кожа, курчавые волосы, большие губы, широкий нос -- койсанская подраса -- негрская Австралоиды: курчавые волосы, очень большой череп и небольшое тело Монголоиды: темные, жесткие волосы, маленький нос, косой разрез глаз, скулы, слабое оволосение лица -- тихоокеанская -- американская -- североазиатская Европеоиды: белая кожа, прямые волосы, высокий нос, сильное оволосение лица Отдельные подрасы: -- южносибирская (европеоиды/монголоиды) -- эфиопская (европеоиды/негроиды) -- дравидийская (европеоиды/австралоиды) -- айнская (?) -- полинезийская (европеоиды/негроиды/австралоиды) Задания: а) Контрольные сообщения: 1. Основные этапы развития растительного мира 2. Происхождение земноводных 3. Древние пресмыкающиеся и их происхождение 4. Происхождение птиц 5. Происхождение млекопитающих 6. Основные направления эволюции в кайнозойскую эру 7. Основные ароморфозы мезозойской эры 8. Основные ароморфозы палеозойской эры 9. Основные ароморфозы протерозойской эры 10. Расы человека 11. Движущие силы антропогенеза 12. Основные этапы эволюции человека 13. Происхождение жизни 14. Доказательства происхождения человека от обезьян б) Какого рода биологические соображения можно привести в пользу существования или несуществования: -- `снежного человека' -- Лох-Несского чудовища? ЭКОЛОГИЯ, УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ Введение в экологию. Наука о взаимосвязях организмов друг с другом и с окружающей средой. Аутэкология, синэкология, экология популяций, охрана среды. !Экологические факторы Абиотические. Класификация А: ресурсы и условия. Класификация Б: -- общие для всех сообществ (подвержены сезонности): температура (адаптации --- гомойотермные и пойкилотермные животные) солнечная радиация (адаптации --- сциофиты, гелиофиты и факультативные сциофиты) состав среды (адаптации к влажности среды --- пойкилогидридные и гомойогидридные организмы; гигрофиты, мезофиты и ксерофиты (склерофиты, суккуленты); способы жизни в засушливом климате --- уменьшение потерь воды, увеличение поглощения воды, запасание воды, устойчивость к высыханию, избегание сухого сезона). -- частные: физическое давление среды движение среды (ветер, течения) рельеф Биотические. Классификация А: трофические, топические, форические и фабрические. Классификация Б: (+ +) мутуализм dx1/dt = x1(r1 - x1\beta11 + x2\beta12) dx2/dt = x2(r2 - x2\beta22 + x1\beta21) \beta11 = 1/K1, \beta12 --- коэффициент удельного изменения скорости роста первого вида при изменении роста скорости второго на 1, решение --- стационарное состояние. (+ -) эксплуатация dx1/dt = r1x1 - \lambda1x1x2 dx2/dt = -d2x2 - \nu\lambda1x1x2 \lambda --- коэффициент выедания, \nu --- коэффициент перевода, решения: ускользание жертвы, вымирание эксплуататора; истребление жертвы, гибель эксплуататора; жесткое стационарное состояние; мягкое стационарное состояние (через колебания); колебательный процесс типа `предельного цикла'. хищничество паразитизм фитофагия (+ 0) комменсализм dx1/dt = r1x1 (1 - x1/K1) dx2/dt = r2x2 (1 - x2/(K2 + x1\beta21) \beta --- безразмерный коэффициент, решение одно --- устойчивое стационарное состояние. нахлебничество квартирантство форезия (- -) интерференция dx1/dt = r1x1 (1 - x1/K1 - (x2\alpha12)/K1) dx2/dt = r2x2 (1 - x2/K2 - (x1\alpha21)/K2) \alpha12 --- безразмерный коэффициент ингибирования первого вида вторым по отношению к ингибированию собственного вида, решения: конкурентное вытеснение (в зависимости от начального положения плотностей или без этой зависимости); равновесное устойчивое состояние. конкуренция аллелопатия агрессия (- 0) аменсализм dx1/dt = r1x1 (1 - x1/K1) dx2/dt = r2x2 (1 - x2/(K2 - x1\alpha21)) \alpha --- коэффициент влияния первого вида на второй, решения --- элиминирование второго вида; устойчивое состояние с низкой численностью второго вида. (0 0) нейтрализм Антропические (антропогенные) -- прямые: собирание растений, коллекций насекомых и др. охота распашка вырубка -- косвенные: выпас загрязнение мелиорация рекреация !Влияние факторов. Экологическая характеристика вида (экологическая ниша). E = {(x1, x2, ... , xn, ...)} --- пространство экологических факторов \phi k : E -> I k \phi k --- функция отклика k-ого показателя жизнедеятельности (смертность, питание, метаболизм и т.п.), I k --- отрезок между максимальным и минимальным значением показателя. Функция отклика: стеноэки и эвриэки (рис.). Оптимум, минимум и максимум. Закон минимума Либиха (бочка Либиха): невозможность процветания определяется лимитирущими факторами, то есть такими, для которых для достижения заданного отклика требуется минимальное изменение. Экологическая ниша --- фундаментальная и реализованная. \phi --- функция благополучия, \phi > 0 процветание и т.п. X i --- отрезок между максимальным и минимальным значением данного фактора. R = П[i=1 до i=n] (Xi) --- фундаментальная ниша, n-мерный параллелепипед Rr = {(x1,...,xn): \phi(x1,...,xn)>=0} --- реализованная ниша, совокупность всех точек (x1,...,xn), в которых возможно устойчивое существование популяции, то есть функция благополучия неотрицательна. !Биогеоценоз. Экосистема Экосистема --- любое единство, включающее все организмы на данном участке и взаимодействующие с физической средой таким образом, что поток энергии создает определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ между биотической и абиотической частями. Экосистема состоит из жизненных форм. Биоценоз --- биотическая часть экосистемы. Биогеоценоз --- экосистема водосборного бассейна крупной реки или бессточного озера. Биогидроценоз --- замкнутая прибрежная экосистема. Океаноценоз --- функциональное единство экосистем пелагиали, осуществляющих относительно замкнутый круговорот биогенных элементов. !Популяция dx/dt = B (рождаемость) - D (смертность) + I (иммиграция) - E (эмиграция) Рост популяции: S-образный; I-образный. Стратегии популяций (жизненных форм): r-стратегия (оппортунистическая; dx/dt = rx, x(t) = exp(rx)) и K-стратегия (равновесная; dx/dt = rx(1-x/k)) Экспереленты, виоленты и патиенты (треугольник Грайма-Раменского). Кривые выживания (рис.): линейная (постоянная смертность; прыткая ящерица), гиперболическая (умирают молодые: рыбы), логистическая (умирают старые: кит, гидра, слон, европеец), S-образная кривая (умирают молодые и старые: большинство млекопитающих). Демография. !Характеристики экосистем -- биомасса и ее динамика; -- разнообразие; -- структура (пищевые связи, ярусность и т.п.) Свойства экосистемы: -- самовоспроизводимость и -- саморегуляция !Пищевые связи Пастбищные: продуценты => консументы I => консументы II => консументы ... Детритные: редуценты (детрит) => детритофаги => консументы II => консументы ... Пищевые сети --- от всеядности !Потери энергии и пирамида Потребляемая пища => рост + дыхание + выделение + размножение (только часть!). Поэтому E убывает. Пирамиды численности, биомассы и энергии. В океанах --- численности и биомассы часто не работают. !Примеры биогеоценозов Биогеоценоз пруда: фитопланктон, зоопланктон, нектон, бентос. Океан: пелагиаль, литораль. Биогеоценоз дубравы: древесный, кустарниковый, травяной, приземный ярусы, подстилка, почва, материнская порода. Эдификаторы, ассектаторы (доминанты следующих ярусов), экспереленты (малоконкурентные виды), ценофобы (автохорные, синантропные, антропохорные). Биогеоценоз карбонового леса: I ярус (Lepidodendron, Sigillaria, Medullosa; диктионевриды); II ярус (Calamites, Cordaitanthus, Lyginopteris, Psaronis; прямокрылые); III ярус (Selaginella, Musci; стегоцефалы, тараканы); водный ярус (Algae; рыбы). !Сукцессия Динамические явления: В рамках ассоциации (изменения) фенологические разногодичные микросерии (изменение состояния при слабых нарушениях) Замещение ассоциаций (смены) сукцесионные (в результате деятельности ассоциации): экогенетические (изменяется абиом) и демутационные (изменяется биом) топографические (в пределах района) географические (изменения районов под влиянием изменений макроклимата) Новые ассоциации (преобразования) Типы сукцессий: Ксерархные литосерии: на скалах, на щебне, на известняках, на вулканических породах (основных и кислых), на отложениях солей и т.п. псаммосерии ксеросерии: на супесях, на глинах Мезархные элювиальная (на мелкоземе после смыва верхних горизонтов почвы) делювиальная (на перемешанном мелкоземе) аллювиальная (на грубых, линейно перемещенных субстратах) гигролитосерия Гидрархные евтрофная (наибольшая аэрация, проточность и/или насыщенность минеральными солями) олиготрофная (бедность минералами, анаэробность) мезотрофная (в промежуточных между 2 предыдущими условиях) галосерия мангровая гидросерия Климакс и субклимаксы (рецидивный --- нарушения, ретардационный --- давление среды, диаспорический --- отсутствие семян эдификатора). Сукцессионная система Московского района (экспреленты не указаны). Климакс (C) c. Betula verrucosa--Calamagrostis arundinacea -> ... (a -> ...) f. Picea excelsa--Oxalis acetosella -> ... h. Quercus robur--Corylus avrllana--Carex pilosa Ксеросерия (X) (X1 или 2 или 3 => ...) X4. Carex ericetorum => X5a. Festuca ovina -> ...X5f. Pinus sylvestris-- Convallaria majalis Элювиальная мезосерия (E) E2. Equisetum hyemale => (E1 =>) ... E3b. Tilia cordata--Viola mirabilis Делювиальная мезосерия (D) D1. Hepatica nobilis => ... D3b. Ulmus scabra--Milium effusum Аллювиальная мезосерия (A) A1. Chrysosplenium alternifolium => ... A3b. Padus racemosus--Stellaria nemorum Олиготрофная гидросерия (Ho) Ho1. Scheuchzeria palustris--Sphagnum cuspidatum => ... Ho4. Ledum palustre--Sphagnum fuscum => ... Ho5d. Pinus sylvestris--Vaccinucim vitis idaea--Pleurozium schreberi -> Ho5e. Picea excelsa--Hylocomium splendens Мезотрофная гидросерия (Hm) Hm1. Comarum palustre => ... Hm4. Polytrichum commune => ... Hm5e. Picea excelsa--Majanthemum bifolium Евтрофная гидросерия (He) (He1 =>) He2. Menyanthes trifoliata => ... He8. Matheuccia struthiopteris => He9. Filipendula ulmaria => He10. Geum rivale => He11a. Deschampsia caespitosa -> He11b. Alnus incana--Ajuga repens -> He11c. A.i.--Galeobdolon luteum -> He11d. A.i.--Stellaria holostea -> He11e. Acer platanoides--Pulmonaria obscura -> He11f. Fraxinus excelsior--Asperula odorata => He12a. Festuca rubra -> ... He12g. Picea excelsa--Majanthemum bifolium !Агроценозы -- искусственные биоценозы, из которых изымается часть биомассы, т.е. размыкается часть биотических связей на человека (остальные --- `сорняки' и `вредители' -- максимальная урожайность--минимальная устойчивость (травы) --- минимальная урожайность--максимальная устойчивость (деревья) -- надо знать максимальный уровень добычи Задания: Один аквариумист решил поставить эксперимент. Он заселил аквариум растениями, рыбами, моллюсками, рачками и др. компонентами естественного водоема, после чего герметически закрыл его. Опишите дальнейшее развитие событий в этом аквариуме. !Уровни организации живой природы таксономический экосистемный популяционный экоморфологический организменный тканевый клеточный молекулярный Различные биологические науки --- принцип `слоеного пирога' !Биосфера (Геомерида) --- живая оболочка Земли Биомасса (живое вещество) --- совокупность всех живых организмов Земли Компоненты биосферы: Континентальные Океанические Тропосферные БИОМЫ Сплошные Тропический лес Холодный Хвойный лес Умеренный Лиственный лес Теплый Тундра Субэкваториальный Саванна/степь/прерия Экваториальный Вечнозеленые кустарники Прибрежный Пустыни Паковый лед Горный лес Мезопелагиаль Бати-абиссопелагиаль Бентос материкового склона Абиссаль Литораль Дискретные Агроценозы Эстуарии Озера, пруды Апвеллинг Ручьи, реки Даунвеллинг Болота Мангры Альпийские луга Коралловые рифы Пещеры Сероводородные зоны Гидротермали АБИОМЫ Сплошные Материковый лед Рыхлые осадки Нижняя тропосфера Верхняя литосфера Свободная тропосфера Подземные воды Дискретные Каменный уголь Абиомы срединно-океанических хребтов Известняк, мел Циклоны Нефть Антициклоны Природный газ Облака Голый абиом Вулканический абиом Функции живого вещества: газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная (неорганика), биохимическая (органика) Круговороты веществ (рис.) -- CO2 -- H2O -- N !Биогеография: географическое распределение таксонов Области/царства: -- Голарктическая -- Палеотропическая -- Неотропическая -- Австралийская -- (+ Капская, Голантарктическая в ботанике, Мадагаскарская подобласть в зоологии) Эндемики и реликты !Охрана среды Угрожаемые, редкие, исчезающие и вымершие виды. Красные книги Охрана видов: -- зоопарки/ботсады -- поддержание численности в природе -- охраняемые территории (заповедники, заказники) -- ограничения на добычу, перевозку и продажу Охрана экосистем: -- предотвращение воздействий -- карантин -- национальные парки и биосферные заповедники Рациональное природопользование против: -- загрязнения --- озоновый слой, кислотные дожди, пестициды, отходы -- вырубки лесов -- избытка CO2 (парниковый эффект) -- эвтрофизации, засоления и эрозии !Персоналии Роберт Гук Карл Линней Конрад Дженнер Жан-Батист Ламарк Жорж Кювье Чарлз Дарвин Грегор Мендель Альфред Уоллес Иван Михайлович Сеченов Николай Иванович Пирогов Луи Пастер Илья Иванович Мечников Николай Петрович Павлов Иван Владимирович Мичурин Владимир Иванович Вернадский Алексей Николаевич Северцов Томас Гент Морган Николай Иванович Вавилов Задания: а) Как объяснить, что у домашних животных окраска более разнообразная, чем у их диких предков? б) Как могли возникнуть в ходе эволюции перелеты птиц? в) С суши биогенные элементы (N, P, K и др.) уходят в океан. С помощью каких процессов они возвращаются на сушу? г) После вселения в озеро всеядных рыб, питающихся, в частности, дафниями, численность дафний в озере выросла. Предложите возможные биологические объяснения этому факту. Тест по эволюции и экологии 1. Рудименты --- это: А. Гомологичные органы Б. Органы, утратившие значение В. Изменения, возвращающие к предковому состоянию 2. Адаптивная радиация --- это: А. Следствие экологической изменчивости Б. Вид ароморфоза В. Экологический фактор 3. Особый механизм прогрессивной эволюции предлагал: А. Дарвин Б. Линней В. Ламарк 4. Дата выхода в свет `Происхождения видов': А. 1857 Б. 1859 В. 1861 5. Одним из создателей СТЭ является: А. Уоллес Б. Четвериков В. Тимирязев 6. Закон Харди-Вайнберга: А. Выполняется во всех популяциях Б. Выполняется в некоторых популяциях В. В природных популяциях практически не выполняется 7. Генетический дрейф --- это следствие: А. Конвергенции Б. Полового отбора В. Малой численности популяции 8. Фактор эволюции: А. Борьба за существование Б. Изоляция В. Адаптация 9. Движущий отбор: А. Приводит к прямому видообразованию Б. Приводит к дивергенции В. Не приводит к видообразованию 10. Сторонники гипотезы `вечности жизни': А. Пастер Б. Вернадский В. Опарин 11. Событие каменноугольного периода: А. Появление пресмыкающихся Б. Появление земноводных В. Вымирание споровых растений 12. Покрытосеменные растения появились в: А. Триасе Б. Юре В. Мелу 13. Основные типы беспозвоночных возникли в: А. Протерозое Б. Палеозое В. Мезозое 14. Животные вышли на сушу: А. Раньше растений Б. Одновременно с растениями В. Позже растений 15. Питекантроп: А. Использовал каменные топоры Б. Добывал огонь В. Жил только в Африке 16. К теневыносливым растениям относится: А. Ель Б. Сосна В. Папоротник щитовник 17. Без воды длительное время могут существовать: А. Гидрофиты Б. Сциофиты В. Склерофиты 18. Форезия --- разновидность: А. Мутуализма Б. Комменсализма В. Интерференции 19. Компонент детритной цепи: А. Акула Б. Камбала В. Треска 20. Консументы второго порядка: А. Брюхоногие моллюски Б. Двустворчатые моллюски В. Головоногие моллюски Схема обозначений: РАЗДЕЛ !Тема Подтема -- подподтема подподподтема подподподтема