б) указать все звенья круговорота веществ;

в) отметь влияние живых организмов на круговорот веществ.

7. Подготовить анимацию по теме: Сукцессия. Смена биогеоценозов в природе.

8. Составить и решить пять задач по популяционной генетике, где признак будет обусловлен 2 аллелями. Признаки в задачах не должны повторяться.

9. Составить и решить три задачи по популяционной генетике, где признак будет обусловлен множественным аллелизмом. Признаки в задачах не должны повторяться.

10. Подготовить презентации по теме: Эврибионтные животные в природе.

11. Подготовить презентации по теме: Стенобионтные животные в природе.

12. Подготовить презентации по теме: Максимально допустимые уровни антропогенного загрязнения окружающей среды. ПДК.

13. Подготовить презентации по теме: Возникновение биосферы. Указать все теории возникновения жизни на Земле.

14. Подготовить презентации по теме: История развития биосферы. Указать все геологические эпохи развития Земли.

15. Подготовить презентации по теме: Пищевые цепи в природе. Правило 10%.

16. Заболевания пищеварительной системы человека, обусловленные экологическими факторами.

17. Заболевания нервной системы человека, обусловленные экологическими факторами.

18. Заболевания эндокринной системы человека, обусловленные экологическими факторами.

Варианты тестовых заданий

1. Таксон, который существует в природе реально, это

а) род б) популяция в) вид г) царство

2. Вид - это

а) совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию, скрещивающихся между собой и производящих плодовитое потомство.

б) самовоспроизводящаяся группа особей с высоким уровнем панмиксии.

в) группа популяций.

3) Популяция - это

а) группа видов

б) минимальную самовоспроизводящуюся группа особей одного вида, населяющих определенную территорию в течение многих поколений, изолированная от других популяций вида и с высоким уровнем панмиксии.

в) совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию, скрещивающихся между собой и производящих плодовитое потомство.

4) Экологической характеристикой популяции является

а) численность особей б) генетическое единство

в) наследственное разнообразие г) наследственная изменчивость

5) Генетической характеристикой популяции является

а) численность особей б) наследственное разнообразие

в) возрастная структура в) ареал

6) Колебания реснитчатого эпителия по периоду относят к

а) коротковолновым биоритмам

б) средневолновым биоритмам

в) длинноволновым биоритмам

7) Частоту сердцебиения по периоду относят к

а) коротковолновым биоритмам

б) средневолновым биоритмам

в) длинноволновым биоритмам

8) Ограничивающим называется фактор

а) снижающий выживаемость вида

б) наиболее приближенный к оптимальному

в) с широким диапазоном значений

г) любой антропогенный

9) Актиния и рак-отшельник находятся в отношениях

а) хищнических б) паразитических

в) нейтральных г) симбиотических

10) Фактор, вызывающий сезонные изменения в живой природе, - это

а) атмосферное давление 3) влажность воздуха

в) долгота дня г) температура воздуха

11) К биотическим факторам не относят

а) органические остатки растений и животных в почве

б) количество кислорода в атмосфере

в) симбиоз, квартиранство, хищничество

г) численность популяции

12) Биогеоценоз образован

а) растениями и животными

б) животными и бактериями

в) растениями, животными, бактериями

г) территорией и организмами

13) Процесс саморегуляции в биогеоценозе влияет на

а) соотношение полов в популяциях разных видов

б) численность мутаций, возникающих в популяциях

в) соотношение хищник - жертва

г) внутривидовую конкуренцию

14) Если общая масса полученной потребителем 2-го порядка равна 10 кг, то какова была совокупная масса продуцентов, ставших источником пищи для данного потребителя?

а) 1000 кг б) 10000 кг

в) 500 кг г) 100 кг

15) Исходным источником энергии в биоценозе является энергия

а) органических соединений

б) неорганических соединений

в) Солнца

г) хемосинтеза

16) Быстрее всего к сукцессии биогеоценоза может привести

а) распространение в нем инфекций

б) повышенное количество осадков

в) распространение инфекционных заболеваний

г) хозяйственная деятельность человека

17) Обычно первыми поселяются на скалах

а) грибы б) травы

в) лишайники г) кустарнички

18) Наиболее устойчивая экосистема:

а) поле пшеницы

б) фруктовый сад

в) степь

г) культурное пастбище

19) Целенаправленно созданное человеком сообщество называют:

а) биоценозом б) биогеоценозом

в) агроценозом г) биосферой

20) Залежи нефти, каменного угля, торфа образовались в процессе круговорота:

а) кислорода б) углерода

в) азота г) водорода

21) Бактерии, расщепляющие мочевину до ионов аммония и углекислого газа, принимают участие в круговороте

а) кислорода и водорода

б) азота и углерода

в) фосфора и серы

г) кислорода и углерода

22) Солнечная энергия улавливается

а) продуцентами

б) консументами первого порядка

в) консументами второго порядка

г) редуцентами

23) Усилению парникового эффекта, по мнению ученых, в наибольшей степени способствует:

а) углекислый газ б) двуокись азота

в) пропан г) озон

24) Озон, который образует озоновый экран, формируется в:

а) гидросфере

б) атмосфере

в) в земной коре

г) в мантии Земли

25) В основе круговорота веществ лежат такие процессы, как

а) расселение видов б) фотосинтез и дыхание

в) мутации г) естественный отбор

МОДУЛЬ 6. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ. АНТРОПОГЕНЕЗ

Живые существа отличает сложность их организации, координация отдельных частей в организме, согласованность биохимических и физиологических реакций, целесообразность их строения и поведения, адаптивность их жизненной стратегии и тактики и разнообразие форм от бактерии до человека.

Биологическая эволюция - естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Существует несколько эволюционных теорий, объясняющих механизмы, лежащие в основе эволюционных процессов. В данный момент наиболее общепринятой является синтетическая теория эволюции (СТЭ), являющаяся синтезом классического дарвинизма и популяционной генетики. СТЭ позволяет объяснить связь материала эволюции (генетические мутации) и механизма эволюции (естественный отбор). В рамках СТЭ эволюция определяется как процесс изменения частот аллелей генов в популяциях организмов в течение времени, превышающего продолжительность жизни одного поколения.

Открытия в эволюционной биологии оказали огромное влияние не только на традиционные области биологии, но и на другие академические дисциплины, например, антропологию, психологию. Представления об эволюции стали основой современных концепций сельского хозяйства, охраны окружающей среды, широко используются в медицине, биотехнологии и многих других областях человеческой деятельности.

Филогенетически обусловленные пороки у человека.

Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. Атавизмы, снижающие жизнеспособность и проявляющиеся как морфологические аномалии называются атавистическими или анцестральными пороками развития. В зависимости от механизмов формирования различают 3 варианта анцестральных пороков

1. Пороки, связанные с недоразвитием органов, на тех этапах морфогенеза, когда они рекапитулировали предковое состояние, к ним относятся:

1) 2-х , 3-х камерное сердце;

2) недоразвитие диафрагмы;

3) срединная расщелина твердого нёба;

4) анэнцефалия;

5) отсутствие коры больших полушарий;

6) отсутствие извилин в коре - агирия;

7) малое количество утолщенных извилин - олигогирия с пахигерией;

8) прозэнцефалия - не разделение больших полушарий.

II. Пороки связанные с персистированием (сохранением) эмбриональных структур, рекапитулирующих морфологию, характерную для предков. К ним относятся:

1) персистирование боталлова протока. Боталлов проток функционирует во время эмбриогенеза, направляет кровь из спавшихся органов в аорту. После рождения он зарастает в пределах 10 недель. Если остаётся у взрослых приводит к сердечной недостаточности, развивается застой крови в легких, повышается давление в малом кругу кровообращения, что приводит к сердечной недостаточности;

2) сохранение наряду с левой и правой дуги аорты. Одна из них выходя из сердца, охватывает пищевод и трахею справа, а другая слева, после чего они соединятся в непарную спинную аорту. В результате пищевод и трахея оказываются в кольце (отсюда порок получил название аортального кольца). С возрастом аортальное кольцо может сжиматься. Это приводит к нарушению глотания;

3) сохранение вместо правой левой дуги аорты, дуга аорты берёт начало из левого желудочка, но делает изгиб вправо (возникает нарушение функции соседних органов);

4) сохранение двух верхних полых вен. Если они обе впадают в правое предсердие, то эта аномалия клинически не проявляется, если в левое - это приводит к сбросу венозной крови в большой круг кровообращения;

5) наличие рёбер связанных с шейным отделом позвоночника;

6) боковые свищи шеи;

7) гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул);

8) сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных);

9) персистирование клоаки, при которой половые пути и прямая кишка объединены. При нормальном развитии после восьмой недели эмбриогенеза клоака должна полностью дифференцироваться на прямую кишку, мочевыводящие и половые протоки.

III. Атавистические пороки, связанны с нарушением перемещения органов в эмбриогенезе, в результате они располагаются в тех частях тела, где при нормальных условиях находятся у предковых форм.

1. Часто наблюдается тазовое расположение почки, связанное с нарушением её перемещения на 2 - 4 месяце зародышевого развития из области таза в поясничный отдел.

2. Шейная эктопия сердца. Место закладки и положение сердца в филогенетическом ряду позвоночных, полностью рекапитулируют у млекопитающих и человека. Закладывается сердце на 20 сутки эмбриогенеза, позади головы, позже перемещается в средостение. При шейной эктопии сердце задерживается в области первоначальной закладки, при этом ребёнок погибает сразу после рождения.

Общие цели и задачи модуля: Сформировать у студента знания основ эволюционного процесса, эволюцию человека (антропогенез) и особенностей действия эволюционных факторов в популяциях людей, а также основных закономерностей эволюционного преобразования органов и систем органов человека; умения объяснять характер отклонений в ходе развития, ведущих к формированию вариантов, аномалий и пороков.

Изучение данного учебного модуля направлено на формирование у обучающихся следующих компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлениям подготовки - 060201 «лечебное дело» и 060103 «педиатрия»:

а) общекультурные (ОК):

способностью и готовностью анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

б) профессиональные (ПК)

способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

способностью и готовностью анализировать роль биологических факторов в развитии болезней, генотипические и фенотипические проявления наследственных болезней; объяснять характер отклонения в ходе развития, способных привести к формированию вариантов, аномалий и пороков развития (ПК-26).

В результате освоения модуля студент должен:

Знать:

- гипотезы возникновения жизни на Земле;

- учение Ч. Дарвина о механизмах эволюции живой природы;

- макро- и микроэволюцию;

- учение А.Н. Северцова о филэмбриогенезах;

- положение человека в системе животного мира и особвенности человека как биосоциального существа;

- факторы и этапы антропогенеза

Уметь:

- выявлять филогенетические отношения между организмами;

- дифференцировать этапы и стадии антропогенеза

Владеть:

- навыками отображения изучаемых объектов на рисунках.

Занятие 6.1 Филогенез сердечнососудистой и дыхательной систем, выделительной и мочеполовой систем

Цель: Изучить эволюционные преобразования сердечнососудистой и дыхательной, выделительной и половой систем и показать их становление у человека.

Знать: основные ароморфозы в эволюции млекопитающих и человека, значение ароморфоза для жизнедеятельности организма, значение особенностей филогенеза мочеполовой системы, отличия протонефридиальной от метанефридиальной системы.

Уметь: определять взаимосвязь систем, взаимообусловленность строения и функции системы, иллюстрировать биогенетический закон; доказывать единство происхождения всех животных организмов, выявлять взаимосвязь онтогенеза и филогенеза мочеполовой системы, кровеносной и дыхательной систем.

Материалы и оборудование: набор цветных карандашей.

Вопросы для самоподготовки:

1. Кровеносная и дыхательная системы кольчатых червей; членистоногих; ланцетника; рыб; земноводных; рептилий; птиц и млекопитающих

2. Ароморфозы в развитии сердца у позвоночных.

3. Особенности выделительной и половой систем у плоских и круглых червей.

4. Особенности выделительной и половой систем у кольчатых червей.

5. Эволюция выделительной системы у хордовых соляноциты, предпочка, первичная почка.

6. Каковы принципы строения протонефридиальной и метанефридиальной выделительных систем?

7. Какие ароморфозы можно выделить в эволюции выделительной и половой систем?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1. Кровеносная и дыхательная система у кольчатых червей.

Рассмотреть под малым увеличением микроскопа

а) постоянный препарат - разрез дождевого червя. Найти спинной и брюшной кровеносные сосуды. Сделать записи, отметив функцию спинного сосуда - пульсирующий орган (сердце).

б) постоянный препарат параподии кольчатого червя - нереиды. Сделать записи, отметив функцию - своеобразная жабра.

Работа № 2. Кровеносная и дыхательная система ланцетника.

а) рассмотреть тотальный препарат ланцетника и описать схему кровообращения, отметив направление движения крови по сосудам.

б) рассмотреть препарат ланцетника и описать дыхательную систему.

Работа № 3. Кровеносная и дыхательная система круглоротых.

а) рассмотреть влажный препарата миноги, отметив 7 жаберных щелей по бокам головы, отметить в записях их олигомеризацию.

б) рассмотреть влажный препарат миноги поперечный срез в области сердца, отметить в записях этот важный ароморфоз.

Работа № 4. Кровеносная и дыхательная системы у наземных позвоночных на примере лягушки.

Рассмотреть влажный препарат вскрытой лягушки. Описать особенности дыхания и кровообращения в связи с выходом на сушу.

Работа № 5. Эволюция сердца у позвоночных.

Рассмотреть влажный препарат строение сердца представителей класса позвоночных и, используя рисунки учебника (доп. материалов), зарисовать сердце с отходящими от него сосудами, отметить его эволюцию от двухкамерного венозного до 4-х камерного, появление теплокровности и сокращение дуг аорты.

Работа № 6. Протонефридиальная выделительная система плоских червей на примере печеночного сосальщика.

Рассмотреть с помощью лупы постоянный препарат и описать особенности протонефридиальной выделительной системы замкнутая система разветвленных канальцев, начинающихся терминальными клетками с мерцательным эпителием, заканчивающихся выводными протоками, удаляющая продукты со всех участков тела.

Работа № 7. Метанефридиальная выделительная система кольчатых червей на примере дождевого червя.

Изучить влажный препарат вскрытого дождевого червя, а также рассмотреть под малым увеличением микроскопа его поперечный срез, найти метанефридии, описать особенности метанефридиальной выделительной системы парная система канальцев с нефростомом (воронкой с ресничками) со стороны целома с выделительным отверстием.

Работа № 8. Развитие выделительной и половой систем у позвоночных.

а) рассмотреть вскрытый препарат лягушки, обратить внимание на туловищные почки - мезонефрос.

б) изучить влажный препарат мочеполовой системы млекопитающих (крысы), обратить внимание на тазовые почки.

в) изучить и зарисовать схему развития выделительной и половой систем у позвоночных от пронефроса к мезо- и метанефросу. Отметить, что выделительная система эволюционно, морфологически и функционально тесно связана с половой системой. В процессе эмбриогенеза млекопитающих некоторые части предпочки - пронефроса и первичной почки - мезонефроса преобразуются в органы половой системы, другие части редуцируются.

У самок млекопитающих предпочка вместе с мочеточником (Мюллеров канал) преобразуется в яйцевод. У самцов млекопитающих предпочка вместе с мочеточником редуцируется.

Первичная почка у самок млекопитающих редуцируется вместе с ее мочеточником. У самцов первичная почка дает придаток семенника - эпидидимис, а ее мочеточник (Вольфов канал) преобразуется в семяпровод.

Преобразующиеся из предпочки яйцеводы млекопитающих дифференцируются на 3 отдела - маточные трубы, матка и влагалище. В норме у человека парные матка и влагалище в процессе эмбриогенеза срастаются. Нарушение эмбриогенеза ведет к аномалиям. Недостаточное развитие нижних отделов Мюллеровых каналов ведет к отсутствию влагалища - аплазии влагалища.

Нарушение процесса соединения нижних отделов Мюллеровых каналов ведет к удвоению матки и влагалища или одному влагалищу и двойной, либо двурогой матке.

Недоразвитие или нарушение развития верхних отделов Мюллеровых каналов ведет к аномалии маточных труб. Описаны случаи отсутствия одной или обеих труб.

Рисунок из: Development of the Vertebrate Kidney. Source: Developmental Biology. 8th edition.

Занятие 6.2 Эволюционная иммунология

Наука иммунология происходит от латинского слова immunitas (освобождение). Она изучает весь комплекс событий, которые приводят к уничтожению антигенно чужеродных веществ, с которыми приходит в контакт организм. Традиционное понимание иммунитета как способа защиты от инфекционных микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших) сегодня изменилось. Иммунные механизмы защиты проявляются всегда, когда конкретный организм сталкивается с теми или иными чужеродным в антигенном отношении материалом - будь то бактерии, вирусы, мутационно измененные собственные клетки тела, тканевые и органные трансплантаты или простые химические соединения, которым приданы иммунногенные свойства. В настоящее время иммунитет рассматривается как способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы; биологический смысл подобной защиты - обеспечение генетической целостности особей вида в течение их индивидуальной жизни.

Таким образом, иммунитет выступает в качестве фактора стабильности онтогенеза (т.е. стабильности его гомеостаза). Необходимое условие передачи наследственного материала от поколения к поколению (осуществления генетического гомеостаза) - это сохранение уникального набора генов и их полноценной работы.

Два основных механизма иммунной защиты:

1. Неспецифический иммунитет - система защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство.

Включает: А) Барьерную функцию эпителия;

Б) Гуморальные факторы

лизоцим слюны и слизистых секретов, лейкоцитов - нейтрофилов, эозинофилов и макрофагов;

дефенсины фагоцитирующих лейкоцитов;

интерфероны вирус-инфицированных клеток;

система комплемента - сывороточные белки, неактивные «полуфабрикаты», конвертируемые в активную форму при контакте с антигеном (специфический путь), либо с другими патогенами (неспецифический путь);

В) Эндоцитоз (фаго - и пиноцитоз)

Г) Комплексная реакция воспаления (calor, dolor, rubor, tumor, functia lese) - повышение температуры, появление боли в очаге, покраснение, опухоль и нарушение функции. Способствует миграции фагоцитирующих лейкоцитов из сосудистого русла в очаг повреждения;

Д) Активность NK-клеток (натуральных «киллеров») - крупных гранулярных лимфоцитов без четкой Т- или В-дифференцировки, оказывающих прямое цитотоксическое на вирус-инфицированные, злокачественно трансформированные и патоген-содержащие (поглотившие патоген) клетки.

2. Специфический иммунитет - комплексная адаптационная (приобретенная) система реакций, характеризующихся высокой специфичностью в распознавании антигена, индуцибельностью и формированием иммунологической памяти.

Включает:

Центральные органы иммунной системы (ИС): тимус, костный мозг - места образования лимфоцитов - основных клеток, ответственных за специфический иммунитет и

Периферические органы ИС: селезенка, лимфатические узлы и сосуды, лимфоидная ткань ЖКТ (желудочно-кишечного тракта): пейеровы бляшки, аппендикс, миндалины; диффузно распределенные лимфоциты почек, печени и соединительной ткани - локусы миграции и локализации лимфоцитов из центральных органов.

Лимфоциты относятся к той категории клеток, которые широко распространены по организму. Различные типы организации лимфоцитов обеспечивают наиболее эффективную работу ИС при встрече с чужеродными антигенами. Клетки, принимающие участие в становлении и функционировании ИС можно разделить на две группы:

1) Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции

2) Макрофаги.

Становление и роль иммунитета, рассмотренные в эволюционном аспекте, позволяют также понять, что прогресс в мире животных по линии увеличения абсолютного количества соматических клеток (от типа Губки и Типа Кишечнополостные к Типу Хордовые и его представителю - человеку) и обеспечивает эволюцию специфического иммунитета.

Неоценимый вклад в развитие эволюционной иммунологии вообще внесли исследование П. Медавара, продемонстрировавшие иммунологический конфликт как основную причину несовместимости трансплантата донора и организма реципиента и показавшие, что причина кроется в антигенных различиях между двумя организмами, заведомо обладающими генетической уникальностью и, следовательно, специфическими белковыми составами. Именно в недрах трансплантационной иммунологии выяснена роль тимуса в реакциях клеточного реагирования и окончательно сформировано представление о двух формах иммунного ответа - клеточного и гуморального.

М.Ф. Бернет (1964) первым определил иммунитет как реакцию организма, направленную на подержание генетической целостности организма (генетического гомеостаза). Действительно, рост интенсивности спонтанного мутагенеза в соматических клетках является неизбежным следствием возрастающего числа клеток у многоклеточных особей. Чем больше делящихся и дифференцирующихся соматических клеток в организме, тем выше вероятность генетических ошибок в их геноме и тем эффективнее должен быть контроль за мутационным процессом.

Цель: Изучить главные эволюционные пути становления отдельных форм иммунной системы от одноклеточных и первых многоклеточных до наиболее совершенных типов и классов животных.

Знать: Современное определение иммунитета, виды иммунитета, основные эволюционные этапы формирования иммунной защиты, основные звенья иммунной системы млекопитающих.

Уметь: Применить общий эволюционный принцип к пониманию становления эволюции иммунной защиты и многоклеточности.

Материалы и оборудование: рабочая тетрадь, ручка, простой карандаш, набор цветных карандашей, калькулятор.

Вопросы для самоподготовки:

1. Основные положения учения Ч. Дарвина.

2. Современное понятие «иммунитет».

3. Специфический и неспецифический (врожденный) иммунитет.

4. Клетки, такни и органы иммунной системы (костный мозг, тимус - центральные органы иммунитета; селезенка, лимф. узлы и др. периферические структуры иммунной системы

5. B- и T- системы иммунитета

6. Эволюция иммунной системы от т. Простейшие до т. Хордовые

7. Основные ароморфозы в эволюции иммунитета

8. Коэволюция специфического иммунитета и многоклеточности в филогенезе. Причина?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1. Соотношение между различными формами иммунитета и уровнем организации в мире животных. (Рассмотреть и зарисовать схему-рисунок по В.Г. Галактионову, 2005 с некоторыми изменениями):

Работа № 2. Элементы неспецифического (врожденного) иммунитета:

А) Отметить барьерную функцию эпителия на конкретных примерах: Зарисовать таблицу и пояснения к ней.

Б) Перечислите гуморальные факторы неспецифического иммунитета

Таблица. Механизмы антибактериальной защиты, осуществляемые эпителием (по Галактионову В.Г., 2005).

Фактор защиты	Эффекторы
Механический	Плотные межклеточные контакты, смыв микроорганизмов жидкостными секретами и пассажем воздуха вдоль эпителиальных покровов
Химический	Жирные кислоты кожи, лизоцим (слюна, слезы, пот), низкий pH (желудок); пепсин (кишечник), антибактериальные пептиды дефенсины (кишечник)
Микробиологический	Конкуренция с нормальной микрофлорой кишечника за источники питания и преимущественную колонизацию эпителия, продукция бактериями специфических химических соединений

Работа № 3. Принципиальная схема развития воспалительного процесса:

Изучить и зарисовать таблицу и отметить, что характерные признаки комплексной воспалительной реакции: повышение температуры, появление боли в очаге, покраснение, опухоль и нарушение функции направлены на усиление кровотока, возрастание проницаемости и приток фагоцитарных клеток для осуществления фагоцитоза и активации цитокинов.

Работа № 4. Принципиальные механизмы поддержания генетического гомеостаза в животном мире.

Изучить с использованием материалов вышеуказанного методического пособия по теме занятия, существование трех звеньев защиты генетической целостности организма и описать их сущность: 1) внутриядерной системы репарации ДНК; 2) внутриклеточной системы самоуничтожения мутационно поврежденных клеток путем запуска механизма апоптоза; 3) иммунной системы защиты макроорганизма от потенциально опасных мутационно измененных клеток.

1) Два основных способа «починки» разрывов двойной спирали ДНК. Первый способ (негомологичное соединение концов) чреват неточностями -- потерей или вставкой лишних нуклеотидов в районе разрыва. Второй более точен, но требует наличия «запасной копии» поврежденного фрагмента ДНК. В наших клетках в течение суток могут быть исправлены лишь несколько структурных изменений ДНК.

2) Апоптозом называют механизм программируемой и регулируемой гибели клеток. Механизм апоптоза включается, в частности, при повреждениях систем репарации ДНК и накоплении повреждений ДНК. Эти изменения активируют ряд специфических протеаз в клетке, которые, в свою очередь, активируют эндонуклеазы (разрывающие связи внутри НК).

3) Эффективность работы разнообразных звеньев Т - клеточного иммунитета - одно из важнейших условий защиты организма от злокачественных новообразований. На усиление этих звеньев направлена и специфическая терапия при онкологических заболеваниях. (источник рисунка: интернет-ресурс shvarz.livejournal.com/310996.html)

Работа № 5. Основы генетической уникальности индивидуума (иммуногенетики) и проблемы трансплантационного иммунитета.

На примере главного генетического комплекса гистосовестимости HLA (human leukocyte antigen) показать высокую степень генетической и белковой уникальности индивидуумов в человеческой популяции.

Антигены генетического комплекса HLA 6-й хромосомы кариотипа человека играют главную роль в тканевой совместимости донора и реципиента. Локус ABC комплекса HLA имеет протяженность 2 морганиды и содержит 15 аллельных вариантов гена А, 20 аллелей гена B и 5 аллелей гена С. Учитывая затруднительность расчета возможных форм взаимодействия этих генов и, следовательно, фенотипов, возможно, тем не менее, установить число уникальных вариантов генотипов. Рассчитайте приблизительное число лиц с одинаковыми генотипами по локусу АВС в г. Тюмени (население около 600 000 чел.), в России (около 140 млн. человек) и на планете Земля (около 6 млрд. человек), если всего существует 120 комбинаций генотипов по аллелю А, 210 - по аллелю В и 15 - по аллелю С.

Алгоритм действий:

1)Рассчитать вероятность полного совпадения генетического полиморфизма у двух человек по локусам А,B и C, используя закон умножения вероятностей:

1/120 x1/210 x 1/15 = 1/378000.

2)Рассчитать приблизительное число лиц с одинаковыми генотипами по г. Тюмени, России и Земному шару.

Занятие 6.3 Промежуточный контроль по модулю 6 (коллоквиум)

1. История эволюционного учения. Борьба трансформизма с креационизмом.

2. Учение Ж.Б. Ламарка (факторы эволюции по Ламарку, отрицательные стороны ламаркизма, неоламаркизм и генетика).

3. Эволюционное учение Ч. Дарвина (исторические предпосылки, наследственность, изменчивость по Дарвину, избыточное воспроизводство потомства, борьба за существование, естественный и искусственный отбор, социал-дарвинизм, три стороны исторического значения учения Ч. Дарвина). Значение эволюционной теории для развития медицины, развития учения Ч. Дарвина отечественными учеными А.О. Ковалевским, И.И. Мечниковым, К.А. Тимирязевым, А.Н. Северцовым, И.И. Шмальгаузеном.

4. Учение академика А.Н. Северцова о путях достижения биологического прогресса.

5. Учение академика А.Н. Северцова о филэмбриогенезах.

6. Ароморфозы в эволюции беспозвоночных.

7. Ароморфозы в эволюции позвоночных.

8. Идиоадаптация, ценогенезы, морфофизиологический прогресс и регресс.

9. Теория происхождения жизни.

10. Закон Харди-Вайнберга применительно к генетике человека.

11. Синтетическая теория эволюции (СТЭ). Роль мутаций, отбора и миграций в эволюции.

12. Генетико-автоматический процесс (дрейф генов) в генетике человека.

13. Взаимоотношения мутационного процесса и отбора в популяции (С.С. Четвериков).

14. Биологический вид качественный этап эволюции.

15. Популяционная структура вида. Популяция элементарная единица эволюции. Первичное эволюционное явление.

16. Популяционная структура человечества. Балансированный полиморфизм.

17. Проблемы генетического груза.

18. Макро- и микроэволюция.

19. Филогенез выделительной системы.

20. Филогенез половой системы.

21. Филогенез кровеносной системы.

22. Филогенез дыхательной системы.

Литература по модулю

Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н.Ярыгина, 2008, 2 т.

Дополнительная: Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология М. Академкнига, 2005., Лекции по эволюции.

Рекомендуемая: 1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1985, с.327-337

2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, 1987, с.254-256, 247-249

3. «Биология с общей генетикой» А.А.Слюсарев, 1987, с. 247-249, 254-256

4. Галактионов В.Г. Очерки эволюции иммунитета М. Наука, 1995.

5. Лекции по эволюции иммунной системы.

Варианты тестовых заданий

Тесты конструктивные:

1.Какое явление способно привести к исчезновению нейтральных или даже позитивных аллелей в популяциях малой численности:

2.Ароморфозом в становлении специфического иммунитета, возникшем на уровне Кишечнополостных (по В.Н. Беклемишеву), стоит считать появление следующего типа клеток:

3.Протонефридиальный тип выделительной системы возникает у представителей следующего Типа:

4.Ароморфоз в виде двух полностью изолированных кругов кровообращения характерен для следующих двух Типов животных:

5.С каким системным ароморфозом связано появление гомойотермии (теплокровности):

6.У какого типа животных впервые возникает сердечнососудистая и дыхательная системы.

7.Элементарное эволюционное явление, или событие - это:

8.Элементарная единица эволюции, на уровне которой происходит микроэволюция и видообразование - это:

9.К какому варианту филэмбриогенезов по А.Н. Северцову (анаболии, девиации, или архаллаксису) относится развитие волос и меха у Млекопитающих:

10.Для каких видов животных морфофизиологический регресс, или общая дегенерация являются способом достижения биологического прогресса:

Тесты различия:

1Автором концепции происхождения жизни путем абиогенеза является:

а) А.И. Опарин

б) З.А. Ваксман

в) Ж. Кювье

г) Э.Ж. Сент-Илер

2Возраст первых клеток составляет:

а) 3,5-4 млрд. лет

б) 2,5-3,5 млрд. лет

в) 2-2,5 млрд. лет

г) 1-1,5 млрд. лет

3Инопланетное происхождение жизни на Земле поддерживает теория:

а) абиогенеза

б) панспермии

в) экзоэволюции

г) креационизма

4В чем заключается биологическое единство рас как вида?

а) в едином ареале обитания

б) в отсутствии генетической изоляции

в) в наследуемости расовых отличий

г) в отсутствии пространственной изоляции

5Одним из путей достижения биологического прогресса по А.Н. Северцову является:

а) изменчивость

б) наследственность

в) морфофизиологический регресс

г) естественный отбор

6Кто является творцом «галечной культуры» (первые орудия труда)?

а) Homo sapiens

б) Homo ergaster

в) Homo erectus

г) Homo habilis

7Назовите общих с человекообразными обезьянами предков:

а) австралопитеки

б) рамапитеки

в) плиопитеки

г) дриопитеки

8Схождение признаков в процессе эволюции - это:

а) дивергенция

б) мимезия

в) конвергенция

г) мимикрия

9Основные факторы эволюции по Ч. Дарвину это:

а) наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор

б) борьба за существование и естественный отбор

в) наследственность, изменчивость, естественный отбор

г) наследственность, изменчивость, естественный отбор, стремление к внутреннему совершенствованию

10К атавистическим аномалиям развития человека не относится:

а) волчья пасть" - расщелина твердого неба

б) ихтиоз

в) трехкамерное сердце

г) сохранение двух дуг аорты

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

1. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция специфического иммунитета»

2. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция кровеносной системы»

3. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция дыхательной системы»

4. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция пищеварительной системы»

5. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция выделительной системы»

6. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция нервной системы»

7. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция циркадианной системы»

8. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция эндокринной системы»

9. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры ароморфозов в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)

10. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры идиоадаптаций в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)

11. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры морфофизиологического регресса как пути биологического прогресса в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)

12. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюционное древо Кольчатых червей и его место в эволюции»

13. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Коэволюция иммунитета и многоклеточности и ее факторы»

14. Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Рыб»

15. Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Земноводных»

16. Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Рептилий»

17. Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Млекопитающих»

18. Подготовить анимационную модель «Функционирование нефрона у Млекопитающих»

19. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенез структуры нефрона у Позвоночных - от пронефроса до матанефроса»

20. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенетически обусловленные врожденные пороки развития кровеносной системы у человека»

21. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенетически обусловленные врожденные пороки развития мочеполовой систем у человека»

22. Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Антропогенез современного человека Home sapiens sapiens»

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Ватти К.В., Тихомирова М. М. Руководство к практическим занятиям по генетике. Под ред. Проф. М. Е. Лобашева. Учеб. Пособие для студентов биол. факультетов педагогических инмтитутов. М., «Просвещение», 1972. - 172 с.

Ярыгин В.Н., Васильева В.И., Волков И.Н., Синельщикова В.В. Биология. Кн. 2. - М. «Высшая школа», 2008.

Биология. Руководство к лабораторным занятиям. Учебное пособие. Под ред. О.Б. Гигани - М., 2012 - 272 с.

Биология. Руководство к лабораторным занятиям. Учебное пособие. Под ред. Н.В. Чебышева - М., 2013 - 384 с.

Новиков Ю.М. Генетика. Решение и оформление задач, основные термины, понятия и законы. - Томск, 2006. - 260 с.

Биология. Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов. Под ред. В.П. Иванова - Курск, 2008. - 392 с.

Чебышев Н.В., Далии М.В., Гусев В.К., Гузикова Г.С., Карпенко Л.П., Демченко А.Н. Атлас по зоопаразитологии. - М., 1997.

Беклемишев В.Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии.- М.: Наука, 1970. - 248 с

Биология. Под ред. В.Н. Ярыгина, в 2-х т. М., 2008 г.

Гапонов С.П. Паразитология. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2011. - 776 с.

Генис Д.Е. Медицинская паразитология. - М., 1991.

Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1981. - 606 с.

Догель В.А. Курс общей паразитологии. Л., 1947.

Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Карпов И.А. Основы общей и медицинской паразитологии. Ростов-на-Дону: Феникс. - 2002.

Захваткин Ю.А. Акарология - наука о клещах. История развития. Современное состояние. Систематика. - 2012. - 192 с.

Кеннеди К. Экологическая паразитология. М.: Мир, 1978. - 227 с.

Павловский Е.Н. Руководство по паразитологии человека с учением о переносчиках трансмиссивных болезней. Т.1-2 - М.-Л., 1946-1948.

Паразитоценология (под. ред. А.П. Маркевича). - Киев: Наукова Думка, 1985. - 245 с.

Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология М. Академкнига, 2005., Лекции по эволюции.

Учебник по биологии А.А. Слюсарева, 1987

Галактионов В.Г. Очерки эволюции иммунитета М. Наука, 1995.

Веселов Е.А. Северцов А.Н. Жизнь, деятельность и научные труды. - М., 1975. - 190 с.

Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. для медиц. спец. Вузов / В.Н. Ярыгин, В.И.

Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; 2008 г.

Биология. Углубленный курс: учебник для бакалавров/ под ред. В.Н.Ярыгина. - 6-е издан., испр. и доп. - М.: Издательство Юрайт, 2013. - 763 с. Серия: Бакалавр. Углубленный курс.

Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А. 3-е изд., стереотип. Перепечатка со второго издания 1978 г. - М: ООО «Издательство Альянс», 2011. - 472 с., ил.

Биология. А.А. Слюсарев, С.В. Жукова. - К.: Вища шк. Головное изд-во,1987. - 415с.

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. -- М.: Мир, 1993. -228 с.

Руководство к лабораторным занятиям по биологии/ В.А. Королев, Г.Н. Кривошеина, Э.Г. Полякова. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 213 с.

Руководство к лабораторным занятиям по биологии: Учеб. пособие /Под ред. Ю.К. Богоявленского. - М.: Медицина, 1988. - 329 с.: ил. - (Учеб.лит. Для студ. мед. ин-тов).

Размещено на Allbest.ru

...