Углеводы и липиды, их функции в организме

• Математическое (создание математических моделей наследственных заболеваний)

• Биологическое - основано на законе гомологических рядов наследственной изменчивости. На животных создают модели наследственных болезней, разрабатывают методы диагностики, лечения и затем полученные данные применяются к человеку.

1. Дерматоглифический метод ( греч. derma – кожа, gliphe – рисовать) – это изучение рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвах стоп. Это эпидермальные выступы – гребни, образующие строго индивидуальные узоры. Ф. Гальтон классифицировал эти узоры (петли, завитки, дуги). Разделы дерматоглифики: а) дактилоскопия – изучение узоров на подушечках пальцев; б) пальмоскопия – изучение узоров на ладонях; в) плантоскопия – изучение узоров подошвенной поверхности стопы.

Закладка узоров: между 10 – 19 неделями внутриутробного развития – закладка узоров на подушечках пальцев; в 20 недель – узор хорошо различим; к шести месяцам – полное формирование узоров.

Значение дерматоглифических исследований: определение зиготности близнецов; диагностика некоторых наследственных заболеваний; в судебной медицине; в криминалистике для идентификации личности; в клинической генетике для подтверждения диагноза хромосомных синдромов4.

1. Методы рекомбинантной ДНК позволяют анализировать фрагменты ДНК, находить и изолировать отдельные гены и их сегменты и устанавливать в них последовательность нуклеотидов. Метод используется для выявление генных мутаций.

Основоположник генетики - Г. Мендель, который в 1865 году в работе «Опыты над растительными гибридами» открыл основные закономерности наследования признаков (объект исследования – садовый горох – легко культивируется, неприхотлив, самоопылитель, дает многочисленное потомство; из 34 сортов гороха выбрал 22, отличающихся по 7 признакам: желтая или зеленая окраска семян, гладкая или морщинистая их поверхность, фиолетовые или белые цветки, их пазушное или верхушечное размещение, высокие (до 2 м) или низкие (до 60 см) стебли, зеленые или желтые, вздутые или сжатые с перетяжками плоды).

До Менделя: в 1694г. Р. Камерариус заложил основы гибридизации у растений (обнаружил мужские и женские органы у растений и предположил, что для образования плодов необходимо опыление); в 1760г. немецкий ученый И.Г. Кельрейтер осуществил первые опыты по искусственной гибридизации у растений и доказал, что в формировании признаков у потомков принимают участие оба родителя. Семена от растений двух сортов дают растения, называемые гибридами, у которых одни признаки доминируют над другими; в конце XVIII в. англичанин Т. Найт обнаружил, что у гибридов первого поколения признаки одного родителя в количественном отношении преобладают над признаками другого; в середине XIX в. французские ботаники О. Сажре и Ш. Ноден обнаружили, что при скрещивании разных сортов тыквы с различающимися признаками (желтая и белая мякоть плодов и желтые и белые семена) у гибридов первого поколения проявляются признаки только одного из родителей (доминантные).

 

 

3.Многообразие организмов. Взаимоотношение организма и среды

Живой организм – это любая форма жизнедеятельности. Живой организм является дискретной самовоспроизводящейся открытой системой, связанной со средой обменом вещества, энергии и информации.

В живой природе практически бесконечное разнообразие возникает на основе сочетания немногих элементов. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в состав объектов неживой природы, но их количественное соотношение неодинаково. Только с двумя простыми окислами Н2О и СО2 и молекулярным кислородом связано подавляющее большинство суммарных реакций обмена веществ между организмами и средой. Только на 7 элементов – углерод, кислород, водород, азот, серу, фосфор и кальций – приходится более 99 % состава всех живых существ – от вирусов до человека. Шесть первых из них, слагающих всю органику земной природы, называютбиогенными элементами. Их соединения образуют несколько десятков низкомолекулярных природных биомономеров (аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, сахаров) и других органических веществ, различные сочетания которых, в свою очередь, дают уже огромное число высокомолекулярных биополимеров.

Многочисленность и разнообразие природных биологических форм хорошо известно. В настоящее время на основании морфологических и биохимических различий надежно идентифицировано более 1,7 млн. видов организмов: около 50 тыс. видов бактерий, почти 100 тыс. грибов, 300 тыс. растений, 1300 тыс. животных, в том числе более 1 млн. насекомых и 50 тыс. видов позвоночных животных. Ежегодно фиксируется еще около 10 тысяч новых видов. Существуют основания считать, что за счет большого числа неидентифицированных низших форм (бактерий, грибов, червей, членистоногих) фактическое общее число видов может быть в 3-5 раз больше. Следует также учитывать, что многие виды образуют подвиды и разновидности, заметно различающиеся по ряду признаков. В пределах вида, даже не считая отличий по полу, возрасту, фазе развитии, по-своему разнообразны и отдельные организмы. А их на планете, по некоторым оценкам, от 1026 до 1030 - больше, чем капель в океане.

Планы строения, типы симметрии, анатомия и архитектоника органов, окраска, формы движения, поведение, особенности размножения – все это эволюционно, генетически, экологически обусловлено, определяет выбор специфических комплексов условий среды и распространение растений и животных. Жизнь можно встретить и в горячих источниках, и в вечных льдах, в глубочайших безднах океана и на вершинах гор, в подземных водах и в безводных пустынях. Существует отчетливый градиент биоразнообразия – от максимума равнинных тропиков до минимума высоких гор и полярных областей. Ведущим фактором увеличения разнообразия считается устойчивость климата.

На нашей планете существует огромное множество организмов со своими индивидуальными признаками, разнообразием форм и размеров. Размеры растений варьируют от микроскопических одноклеточных плавающих растений (фитопланктон) с массой не более 10-13 г до самых больших из всех живых организмов – деревьев секвойя и эвкалиптов, достигающих высоты 150 м и веса 1000 т (дистанция в 22 порядка!). Гигантские морские водоросли имеют длину до 300 м. Размеры животных могут изменяться от размеров мельчайшего плавающего зоопланктона (который питается фитопланктоном) до размеров 30-метрового голубого кита, имеющего массу 150 т, т.е. в сто миллионов раз тяжелее.

Биоэкологические границы жизни также чрезвычайно широки. Есть бактерии, которые могут пребывать в жидком водороде (-252 оС) в течение 25 часов, а двухсотградусный мороз они могут выносить в течение многих месяцев. Споры некоторых грибов остаются живыми при нагревании до +180 оС (в сухой среде). Диапазон давления, при котором возможна жизнь, поражает воображение – от 9 тыс. атмосфер (дрожжи) до давления в открытом Космосе (10 мм рт. ст.) – семена и споры. Иные виды бактерий преспокойно здравствуют в водах атомных реакторов, получая дозу облучения в 2-3 млн. радов (естественный фон – до 1 рада в год). Жизнь есть в рассолах с концентрацией солей до 250 г/л. Некоторые грибки могут жить в насыщенном растворе сулемы (сильнейший яд) и в 10 %-ом растворе серной кислоты. Анаэробные бактерии способны обходиться без кислорода. Микроорганизмы встречаются в подземных водах, в скважинах на глубинах до 2 км5.

Однако нижняя граница жизни лимитируется, видимо, температурой; её можно провести по изотерме +100 оС. В положении верхней границы решающую роль играют не термические условия, а озоновый слой, расположенный на высоте 25-35 км, который задерживает губительное ультрафиолетовое излучение.

Однако оптимальные условия для активной жизни находятся в довольно узких пределах: большинство биохимических реакций происходит в температурном интервале от 0 до +50 оС.

Почти всё живое вещество сконцентрировано в слое мощностью всего 100-200 м (самые высокие эвкалипты поднимаются до 150 м, нижняя граница фотосинтеза в море лежит на глубине 200 м). Таким образом, толщина «пленки жизни», обволакивающей земной шар, очень мала по сравнению с расстоянием между верхней и нижней границами присутствия жизни.

Органический мир суши в видовом отношении более разнообразен, чем органический мир водной среды. Если число видов сухопутных животных составляет 93 %, то водных только 7 %. Среди растений встречается аналогичное соотношение: 92 % видов относится к наземным и 8 % к водным. Приведённые данные определенно свидетельствуют о том, что возможности для видообразования на суше были более благоприятными, чем в водной среде.

 

 

Список литературы

1. Биологическое разнообразие /Лебедева Н.В., Криволуцкий Д.А., Дроздов Н.Н., Кривалуцкий Д.А. –М.:ЮНИТИ, 2009. – 345 с.
2. Биология: В 2 кн. Учебник / Васильева В.И., Ярыгин В.Н., Волков И.Н., Волков В.В., Синельщикова В.В., Ярыгина В.Н., Ярыгина В.Н / Под ред. Ярыгина В.Н. -М.:Академия, 2009. – 361 с.
3. Добротина Н.А., Акифьев А.П., Лысов П.К. Биология с основами экологии: Учебник для вузов.-М.: Высшая Школа, 2009. – 267 с.
4. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Козлова Т.А. Биология. Серия: «Высшее профессиональное образование». –М.: Академия, 2008. – 291 с.
5. Тейлор Дж., Грин Н., Стаут У., Тейлор Дэвид, Тейлор Н. Биология: Пер. с англ. В 3-х тт. Учебное пособие.-М.: МИР, 2008. – 162 с.

 

1 Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Козлова Т.А. Биология. Серия: «Высшее профессиональное образование». Изд.: Академия, 2008. – С.98

2 Тейлор Дж., Грин Н., Стаут У., Тейлор Дэвид, Тейлор Н. Биология: Пер. с англ. В 3-х тт. Учебное пособие. Изд.: МИР, 2008. – С.103

3 Добротина Н.А., Акифьев А.П., Лысов П.К. Биология с основами экологии: Учебник для вузов. Изд.: Высшая Школа, 2009. – С.145

4 Биология: В 2 кн. Учебник. Кн.1 / Васильева В.И., Ярыгин В.Н., Волков И.Н., Волков В.В., Синельщикова В.В., Ярыгина В.Н., Ярыгина В.Н / Под ред. Ярыгина В.Н.- М., 2009. – С.156

5 Биологическое разнообразие /Лебедева Н.В., Криволуцкий Д.А., Дроздов Н.Н., Кривалуцкий Д.А. Изд.: ВЛАДОС, 2009. –С.102.