Биология с основами экологии

 
 

 

                Контрольная работа  №6 
 
 
 
 
 
 
 

1. Деление клетки. Митоз.

 

2. Физиология  человека. Система  органов дыхания.

 

3. Популяция. Основные свойства популяции.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         1.    Деление  клетки. Митоз           

  Способность к  делению - важнейшее  свойство клеток. Без

деления невозможно представить  себе увеличение числа  одноклеточных существ,

развитие  сложного многоклеточного  организма из одной  оплодотворенной

яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе

жизнедеятельности организма.             

  Деление клеток  осуществляется поэтапно. На каждом этапе

деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического

материала (синтезу  ДНК) и его распределению  между дочерними  клетками. Период

жизни клетки от одного деления  до следующего называется клеточным циклом.            

  Подготовка к делению            

  Эукариотические  организмы, состоящие  из клеток, имеющих

ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в

интерфазе.             

  Именно в период  интерфазы в клетке  происходит процесс

биосинтеза  белка, удваиваются  все важнейшие  структуры клетки. Вдоль исходной

хромосомы из имеющихся в  клетке химических соединений синтезируется ее точная

копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома  состоит из двух половинок

- хроматид. Каждая  из хроматид содержит  одну молекулу  ДНК.             

  Интерфаза в клетках  растений и животных  в среднем

продолжается 10 - 20 ч. Затем наступает  процесс деления  клетки - митоз.             

  Во время митоза  клетка проходит  ряд последовательных  фаз,

в результате которых  каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом,

какой был в материнской  клетке.             

  Митоз (от греч. mitos- нить), непрямое деление, основной

способ  деления эукариотных клеток. Биологическое  значение митоза( далее М.) состоит в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток и сохраняет

преемственность в ряду клеточных  поколений. В 1874 И. Д. Чистяков описал ряд

стадий (фаз) М. в спорах плаунов, ещё не ясно представляя  себе их

последовательность. Детальные исследования по морфологии М. впервые  были

выполнены Э. Страсбургером  на растениях (1876-79) и  В. Флеммингом на животных

(1882). Продолжительность  митоза в среднем  1-2 ч., различна для  разных видов

клеток. Процесс зависит  также и от условий  внешней среды (температуры,

светового режима и других показателей).

         Фазы митоза                    

  В процессе М. условно выделяют несколько стадий, постепенно и

непрерывно  переходящих друг в друга: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и

телофазу. Длительность стадий М. различна и зависит  от типа ткани, физиол.

состояния организма, внешних  факторов; наиболее продолжительны первая и последняя.           

  В профазе хорошо видны центриоли - образования,

находящиеся в клеточном центре и играющие роль в  делении дочерних хромосом

животных. (Напомним, что у высших растений нет центриолей в  клеточном центре,

который организует деление  хромосом.) Мы же рассмотрим митоз на примере

животной  клетки, поскольку  присутствие центриолей делает процесс деления  клетки

более наглядным. Центриоли  делятся и расходятся к разным полюсам  клетки. От

центриолей  протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления,

которое регулирует расхождение  хромосом к полюсам  делящийся клетки.            

  Важнейшие признаки  профазы - конденсация  хромосом, распад

ядрышек и начало формирования веретена деления, снижение активности

транскрипции (к концу профазы  синтез РНК прекращается). Веретено деления

образуется  либо с участием центриолей, образуя митотический аппарат (в клетках

животных и нек-рых низших растений), либо без них (в клетках высших растений и нек-рых простейших). У водорослей, низших грибов и ряда простейших веретено может

формироваться внутри ядра (т. н. закрытый М.). Прометафаза начинается распадом

ядерной оболочки на фрагменты  и беспорядочными движениями хромосом в центр.

части клетки, соответствующей  зоне бывшего ядра. При "закрытом М."

оболочка  ядра сохраняется  в течение всего  М. Хромосомы спирализуются  и в

результате  этого укорачиваются  и утолщаются, и  их уже можно наблюдать  в

световой  микроскоп. Еще лучше  они видны на следующей  стадии митоза - метафазе.             

  В Метафазе завершается  формирование веретена  деления.

Хромосомы перестают двигаться  и выстраиваются  по экватору веретена, образуя

экваториальную  пластинку. При этом хорошо видно, что  каждая хромосома,

состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку – центромеру . Хромосомы

своими  центромерами прикрепляются  к нитям веретена деления. После деления

центромеры  каждая хроматида  становится самостоятельной  дочерней хромосомой.

Синтез  белка снижен на 20-30% по сравнению с  интерфазой. На этой стадии М.

клетки  наиболее чувствительны к холоду, колхицину, его производным и другим агентам,

воздействие которых разрушает веретено деления и приводит к прекращению деления

клеток (К-митоз). При низких дозах  повреждающих агентов  нормальное течение  М.

восстанавливается через несколько  часов после их воздействия; более высокие дозы

приводят  либо к гибели клетки, либо к ее полиплоидизации.            

  Анафаза - самая  короткая стадия  М. Характеризуется

разделением сестринских хроматид и расхождением хромосом к противоположным

полюсам клетки. Скорость их движения в среднем 0,2-5 мкм/мин. В ряде случаев

движение  хромосом к полюсам клетки сопровождается дополнительным расхождением

полюсов друг от друга.             

  Телофаза длится  с момента прекращения  движения хромосом

до  окончания процессов, связанных с реконструкцией дочерних ядер

(десприрализация  и активизация  хромосом, образование  ядерной оболочки,

формирование  ядрышек), с разрушением  веретена деления, разделением  тела

материнской клетки на 2 дочерние и образованием (в  клетках животных)

остаточного тельца Флемминга. Она  начинается после  того, как дочерние

хромосомы, состоящие из одной  хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой

стадии  хромосомы вновь  деспирализуются  и приобретают  такой же вид, какой  они

имели до начала деления  клетки в интерфазе (длинные  тонкие нити). Вокруг них

возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется  ядрышко, в котором

синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды

(митохондрии,  комплекс Гольджи,  рибосомы и др.) распределяются между  дочерними

клетками  более или менее  равномерно.            

  По завершении  цитотомии клетки  вступают в интерфазу,

которая начинается G 1 - периодом следующего клеточного цикла.  
 

Заключение             

  В опытах с температурно-зависимыми  мутантами дрожжей  и

клеточных линий млекопитающих  показано, что протекание М. обусловливается

активацией  определённых генов  и синтезом специфич. РНК и белка. Иногда М.

считают только деление ядра (кариокинез), которое не всегда сопровождается

цитотомией - образованием двух отд. клеток.             

  Таким образом,  в результате митоза  из одной клетки

получаются  две, каждая из которых  имеет характерно для данного вида организма

число и форму хромосом, а следовательно, постоянное количество ДНК.             

  Биологическое значение  митоза заключается  в том, что он

обеспечивает  постоянство числа  хромосом во всех клетках  организма. В процессе

митоза  происходит распределение  ДНК хромосом материнской  клетки строго поровну

между возникающими из нее  двумя дочерними  клетками. В результате митоза все

клетки  тела, кроме половых, получают одну и ту же генетическую информацию.

Такие клетки называются соматическими (от греч. "сома" - тело).  

Список  литературы :  

Биологический

энциклопедический словарь Глав. ред. М.С.Гиляров  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                       2. Физиология человека. Система органов  дыхания.

СИСТЕМА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

В дыхательной системе выделяют воздухоносные пути: носовая полость, гортань, трахея и бронхи. А также дыхательную часть: альвеолярную паренхиму лёгких и кровь. Характерными особенностями этой системы являются: наличие хрящевого остова в их стенках, которые не спадаются и наличие ворсинок на слизистой, которые выводят наружу, вместе со слизью инородные частицы, загрязняющие воздух.

Носовая полость является начальным отделом, а также органом обоняния. Различные запахи, вместе с воздухом, проходят в носу тестирование, а сам воздух, согревается, увлажняется и очищается. Снаружи носовая полость имеет два отверстия ноздри и перегородку, которая делит полость вертикально пополам. Горизонтально располагаются три носовых хода: верхний, с обонятельными нервными окончаниями, средний и нижний. Сзади, при помощи отверстий хоан, носовая полость сообщается с носоглоткой. Кроме этого, в полости носа открываются придаточные воздухоносные пазухи соседних костей: верхнечелюстная (гайморова), лобная, клиновидная, ячейки решётчатой кости. В нижний носовой ход открывается носослёзный канал. Стенки носовой полости выстланы костями, хрящами и слизистой оболочкой, которая легко набухает под влиянием раздражителей. Из носа, воздух попадает в носоглотку, затем, также изо рта в ротовую и гортанную часть глотки в гортань.

Гортань располагается на передней поверхности шеи и крепится снизу к подъязычной кости. Сзади гортани лежит глотка, с которой она сообщается своим верхним отверстием. Скелет гортани образован несколькими хрящами: спереди – перстневидным, а сзади – мелкими черпаловидными, рожковидными и клиновидными. Хрящи соединены между собой суставами, связками и мышцами. Вверху отверстие гортани закрывает в момент глотания пищи хрящ – надгортанник. В полости гортани, в среднем отделе, имеются два боковых углубления – желудочки гортани. У них сверху и снизу находятся парные складки. В толще нижних складок, лежат голосовые связки с мышцей, расширяющей голосовую щель между ними и несколькими сужающими мышцами. Выдыхаемый воздух колеблет голосовые связки, в результате чего образуются звуки. В членораздельной речи участвуют также язык, губы, полость рта и носа. Снизу гортань переходит в дыхательное горло – трахею.

Хрящи, связки и суставы  гортани:

А - вид спереди: 1 —  тело подъязычной  кости; 2 - зерновидный  хрящ, 3 - верхний рог  щитовидного хряща, 4 — пластинка щитовидного  хряща, 5 — нижний рог щитовидного  хряща, 6 - дуга перстневидного хряща, 7 — хрящи  трахеи, 8 — кольцевые  связки, 9 — перстнещитовидный  сустав, 10 — перстнещитовидная  связка, 11 верхняя  щитовидная выреза, 12 щитоподъязычная  мембрана, 13 — срединная  щитоподъязычная  связка. 14 — латеральная  щитоподъязычная  связка;

Б — вид сзади: 1 — надгортанник, 2 — большой рог  подъязычной кости, 3 — зерновидный  хрящ, 4 — верхний  рог щитовидного  хряща, 5 пластинка  щитовидного хряща, 6 — черпаловидный  хрящ, 7 — правый перстнечерпаловидный сустав, 8 — правый перстнещитовидный  сустав, 9 - хрящи трахеи, 10 — перепончатая стенка, 11 — пластинка перстневидного хряща, 12 — левый  перстнешитовидный  сустав, 13 — нижний poг  щитовидного хряща, 14 - левый перстнечерпаловидный сустав, 15 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 16 голосовой отросток черпаловидного хряща, 17 — щитонадгортанная связка, 18 — рожковидный хрящ, 19 — латеральная щитоподъязычная связка, 20 — щитоподъязычная мембрана.

Трахея  является трубкой 8- 12 см, из 16-20 незамкнутых сзади хрящевых колец (для облегчения прохождения пищи по сзади лежащему пищеводу) соединённых связками. Задняя стенка – эластичная. Слизистая оболочка трахеи богата лимфоидной тканью и железами, вырабатывающими слизь. По бокам трахеи идут сонные артерии, а спереди: в шейном отделе находится щитовидная железа, в грудном отделе – вилочковая железа и грудина. На уровне 2-3 грудных позвонков, трахея разделяется на две трубки – главных бронха.

Бронхи. Правый бронх является продолжением трахеи, он шире и короче левого. Строение у них, как и у трахеи. Главные бронхи отходят от места бифуркации (раздвоения) трахеи почти под прямым углом и направляются к воротам лёгких. Там они делятся на долевые, а те делятся на сегментарные бронхи. Таким образом, формируется бронхиальное дерево лёгкого.

Трахея  и бронхи. Вид спереди:

А: 1 — трахея, 2 — пищевод, 3 — аорта, 4 — левый  главный бронх, 5 —  левая легочная артерия, 6 — левый верхний  долевой бронх, 7 —  сегментарные бронхи верхней доли левого легкого, 8 — левый нижний долевой бронх, 9 — непарная вена, 10 — сегментарные бронхи нижней и средней долей правого легкого, 11 — правый нижний долевой бронх, 12 — правый средний долевой бронх, 13 — правый верхний долевой бронх, 14 — правый главный бронх, 15 — бифуркация трахеи, 16 — киль трахеи; Б — область бифуркации трахеи. Трахея удалена, виден киль трахеи (16)

Лёгкие  заполняют грудную клетку по сторонам от сердца и крупных сосудов, и имеют неправильную конусовидную форму, основанием к диафрагме, а верхушкой к шее выше ключиц. Лёгкие плотно покрыты серозной оболочкой – плеврой , которая образует два плевральных мешка с жидкостью для уменьшения трения между листками. На срединной поверхности каждого лёгкого есть ворота лёгкого – место вхождения бронха и лёгочной артерии. Рядом выходят две лёгочные вены, и весь этот комплекс называется – корень лёгкого . Бороздами лёгкие делятся на доли: правое на три, а левое на две с сердечной вырезкой впереди. Те же делятся на 10 сегментов в каждом лёгком. Сегментарные бронхи многократно делятся на мизерные бронхиолы с пузырьками – альвеолами на стенках. В лёгких насчитывается 30-500 млн. альвеол с общей дыхательной поверхностью около 100 м2. Конечной, структурной единицей лёгкого являются грозди альвеол на бронхиолах – ацинусы, в которых происходит газообмен между кровью из капилляров, покрывающих альвеолы и воздухом, который находится внутри альвеолярных шариков, учитывая парциальное давление в момент диффузии кислорода и углекислого газа. Бедная кислородом венозная кровь приходит в лёгкие по лёгочной артерии с растворённым углекислым газом. В альвеолах происходит обмен на кислород, который соединяется с железом в гемоглобине крови. И обогащённая артериальная кровь по лёгочным венам течёт к сердцу для того, чтоб распространиться по всему организму.

Физиология дыхания:

Заполнение лёгких кислородом и выведение углекислого газа из них осуществляется изменением объёма грудной клетки. При сокращении диафрагмы она уплощается вниз и из-за разности атмосферного давления окружающего воздуха плевральной полости возникает опущение лёгких и происходит вдох. Помогают раздвинуть рёбра межрёберные мышцы, причём дыхание животом является естественным, а грудью «правильным» дыханием. Обычная ёмкость лёгких составляет около трёх литров воздуха, которая при тренировках может увеличиться вдвое. При расслаблении диафрагмы, она встаёт на место, и лёгкие спадают до первоначального объёма, сохраняя 1 литр остаточного воздуха. Так происходит выдох. Контролирует дыхание дыхательный центр, в продолговатом мозге, из-за возбуждения накоплённым в крови углекислым газом, который посылает нервные импульсы в определённом ритме: 16-20 вдохов в минуту. Такой же механизм первого вдоха у новорождённого при перерезании пуповины. Частота вдохов увеличивается в момент нервного физического напряжения. При воздействии на слизистые оболочки воздухоносных путей различными, инородными телами, рефлекторно возникает сильный резкий выдох, удаляющий инородное тело из носа – чиханием, а из горла – кашлем. При желании можно не дышать, или дышать с различной частотой на короткое время, используя импульсы из коры головного мозга.  
 
 
 
 
 
 

          3.  Популяция. Основные  свойства популяции.