Данный урок по нервной системе является продолжением первого занятия, посвященного рефлексам, рецепторам и относительно простым заданиям тестовой части. Поэтому рекомендую проанализировать тот урок для оптимальной подготовки по всем вопросам, касающимся нервной системы человека.

Задание 1:
Выберите три верно обозначенные подписи к рисунку, на котором изображен головной мозг человека. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) большое полушарие;
2) мост;
3) мозжечок;
4) гипоталамус;
5) продолговатый мозг;
6) промежуточный мозг.

Решение:

Головной мозг представляет собой часть нервной системы, который заключен в черепной коробке и состоит из различных отделов, каждый из которых выполняет свою функции.
На данной картинке мы видим головной мозг в разрезе, и по условию задания необходимо сопоставить отделы с их правильным местоположением:
1) большие полушария - это самая большая по объему часть головного мозга, которая сверху покрывает другие отделы. Головной мозг позвоночных образован двумя полушариями головного мозга, которые разделены бороздкой - продольной трещиной. Таким образом, мозг можно описать как разделенный на левое и правое полушария. Каждое из этих полушарий имеет внешний слой серого вещества, кору головного мозга, который поддерживается внутренним слоем белого вещества.
Полушария образуют извилины, в которых сосредоточено 90-95 млрд. нейронов, на рисунке она обозначена цифрой 1, это верно;
2) мост(Варолиев мост) - это часть ГМ, основная функция которого передача информации от спинного мозга к отделам головного мозга; он с передней стороны он представляет собой валик, с которым соединен мозжечок; на рисунке он не указан никакой цифрой;
3) мозжечок - здесь на рисунке обозначен цифрой 3.

4) гипоталамус - это часть мозга, содержащая ряд небольших ядер с разнообразными функциями. Одной из важнейших функций гипоталамуса является связь нервной системы с эндокринной системой через гипофиз, также он отвечает за регуляцию некоторых метаболических процессов и других видов деятельности вегетативной нервной системы. Он синтезирует и выделяет определенные нейрогормоны, которые в свою очередь стимулируют или подавляют выделение гормонов гипофиза.
Гипоталамус контролирует температуру тела, чувство голода, важные аспекты поведения родителей и привязанности, жажду, усталость, сон и циркадные ритмы.
На рисунке к заданию он не обозначен цифрой;
5) продолговатый мозг - является частью головного мозга, а также продолжением спинного мозга, регулирует важнейшие процессы(кровообращение, дыхание), при повреждении этого отдела наступает мгновенный летальный исход; на рисунке не обозначен цифрой;
6) промежуточный мозг - относится к ГМ, состоит из нескольких отделов(таламус, эпиталамус, гипоталамус), выполняет множество функций(контроль деятельности внутренних органов, эндокринной системы, вегетативной НС); на рисунке обозначен цифрой 6.
Ответ: 136

Задание 2:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие функции выполняет симпатический отдел нервной системы?
1) замедляет сокращения стенок кишечника;
2) тормозит секрецию желудочного сока;
3) расширяет просвет сосудов кожи;
4) расширяет зрачки;
5) уменьшает потоотделение;
6) усиливает выделение желудочного сока.

Решение:
В начале разберемся, что такое симпатическая НС. Она является одной из двух отделов вегетативной нервной системы, наряду с парасимпатической нервной системой.
Вегетативная нервная система функционирует для регуляции бессознательных действий организма. Основной процесс симпатической нервной системы заключается в стимулировании реакции организма на борьбу или бегство. Однако она постоянно активна на базовом уровне для поддержания гомеостаза.
Симпатическая нервная система описывается как антагонистическая по отношению к парасимпатической нервной системе, которая стимулирует организм к "питанию и размножению" и затем к "отдыху и перевариванию".
Исходя из условия задания, ищем факторы активации организма:
- замедляет сокращения стенок кишечника;
- тормозит секрецию желудочного сока;
- расширение зрачков.

Легко отличать действие симпатической НС от парасимпатической можно так: представь, что ты бежишь от большой злой собаки, и в этот момент ты совершенно не хочешь не есть, ни спать, ты не расслаблен, соответственно, работает симпатическая нервная система, которая приводит организм в активное состояние.
А при действии парасимпатической НС ты расслаблен, появляется аппетит, активен желудочно-кишечный тракт.
Ответ: 124

Задание 3:
Назовите структуры спинного мозга, обозначенные цифрами 1 и 2. Опишите особенности их строения и функции.

Решение:
На рисунке обозначен спинной мозг в продольном разрезе.
Цифрой 1 при этом обозначено серое вещество.

А под цифрой 2 обозначено белое вещество.

Теперь мы можем выполнить данное задание согласно условия, зная функции и строение серого и белого веществ.
В заданиях второй части всегда лучше выполнять все по пунктам, исходя из количества вопросов.
Первый пункт будет касаться идентификации частей спинного мозга, который изображен на рисунке: 1-серое вещество; 2-белое вещество.
Второй пункт будет посвящен особенностям строения серого вещества(см. условие):
- Серое вещество образовано вставочными нейронами и телами двигательных; в спинном мозге выполняет множество функций, среди которых рефлекторная функция(принимает участие в двигательных процессах).
Третий пункт касается белого вещества и его функций:
- Белое вещество образовано аксонами нейронов с миелиновыми оболочками; выполняет проводниковую функцию.

Задание 4:
Назовите отделы анализатора. Укажите, чем они образованы и какие функции выполняют в организме человека.

Решение:
Анализатор(или сенсорная система) - это часть НС, отвечающая за обработку сенсорной информации. Сенсорная система состоит из сенсорных, или чувствительных нейронов(включая сенсорные рецепторные клетки), нейронных путей и частей мозга, участвующих в сенсорном восприятии.
Общепризнанными сенсорными системами являются системы зрения, слуха, осязания, вкуса, обоняния и равновесия. Органы чувств являются преобразователями информации из физического мира в область разума, где люди интерпретируют информацию, создавая свое восприятие окружающего мира.
Исходя из условия задания, нам необходимо указать отделы анализатора и их непосредственное значение и функции.
1 - периферический отдел, который образован рецепторами органов чувств; под воздействием раздражителя в нем образуются нервные импульсы;
2 - проводниковый отдел, образован чувствительными нервами; выполняет функцию передачи нервных импульсов в центральную нервную систему(зону коры больших полушарий);
3 - центральный отдел(корковый), представлен чувствительными зонами коры больших полушарий; в нем происходит анализ информации и формирование ощущений.

Задание 5:
Установите соответствие между функциями и отделами головного мозга человека, обозначенными на рисунке цифрами 1,2: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
Функции:
А) регулирует обмен веществ;
Б) управляет поворотом головы на резкий звук;
В) формирует чувства голода и насыщения;
Г) образует нейрогормоны;
Д) поддерживает тонус скелетных мышц.

Отделы головного мозга:
1) 1
2) 2

Решение:
На данном рисунке мы видим головной мозг с отмеченными отделами под цифрами 1 и 2. Цифрой 1 обозначен промежуточный мозг.
Диэнцефалон(или промежуточный мозг) - это отдел переднего мозга, он состоит из структур, расположенных по обе стороны от третьего желудочка(полость, которая его окружает), включая таламус, гипоталамус, эпиталамус.
Промежуточный мозг регулирует сложные двигательные рефлексы, обеспечивает координацию работы внутренних органов, осуществляет гуморальную регуляцию.
У входящих в его состав структур дополнительные функции:
Таламус – подкорковый центр всех видов чувствительности(кроме обонятельного), регулирует внешнее проявление эмоций(мимика, жесты, изменение пульса, дыхания);
Гипоталамус – центры вегетативной НС, обеспечивают постоянство внутренней среды, регулируют обмен веществ, температуру тела, чувство жажды, голода, насыщения, сна, бодрствования; гипоталамус контролирует работу гипофиза;
Эпиталамус – участие в работе обонятельного анализатора.
Соответственно, к отделу 1 относятся пункты АВГ(регулирует обмен веществ, формирует чувства голода и насыщения, образует нейрогормоны).
Цифрой 2 на рисунке обозначен средний мозг.
Мезенцефалон(средний мозг) является самой передней частью ствола мозга, связан со зрением, слухом, поддержанием тонуса мыщц, сном и бодрствованием, возбуждением(бдительностью) и регуляцией температуры, а также обеспечивает ориентировочные, сторожевые, оборонительные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители.
Здесь подходят пункты БД.

Задание 6:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Что характерно для спинного мозга человека?
1) обеспечивает иннервацию глазных мышц;
2) обеспечивает высшую нервную деятельность;
3) выполняет рефлекторную и проводниковую функции;
4) участвует в формировании ориентировочных рефлексов;
5) образован серым и белым веществом;
6) формируется в эмбриогенезе из эктодермы.

Решение:
Спинной мозг - это длинная, тонкая, трубчатая структура, состоящая из нервной ткани, которая простирается от продолговатого мозга в стволе головного мозга до поясничной области позвоночного столба. Он окружает центральный канал спинного мозга, в котором содержится спинномозговая жидкость. Головной и спинной мозг вместе составляют центральную нервную систему(ЦНС).
Он образован как серым, так и белым веществом, а одной из важнейших функций спинного мозга является рефлекторная и проводниковая.
В эмбриогенезе он образован из эктодермы(наружного зародышевого листка).
Ответ: 356

Задание 7:
Проанализируйте таблицу «Вегетативная нервная система». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и процессы, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или процесс из предложенного списка.

Решение:
Для начала, нужно вспомнить, что такое вегетативная нервная система.

Первый запрос под пунктом А касается расположения первых ядер(тел нейронов) в симпатической НС.
Вегетативная нервная система уникальна тем, что включает последовательный двухнейронный эфферентный путь:
- преганглионарный(первый) нейрон должен сначала синапсировать с постганглионарным нейроном, прежде чем иннервировать орган-мишень; он начинается в "оттоке" и синаптирует на клеточном теле постганглионарного, или второго, нейрона;
- Постганглионарный(второй) нейрон затем синапсирует на органе-мишени.
Симпатический отдел выходит из спинного мозга в грудном и поясничном отделах, где, соответственно, располагаются первые тела нейронов.
Здесь подходит пункт 3.

Важно!Парасимпатический отдел имеет краниосакральный "отток", то есть нейроны начинаются от черепных нервов(в частности, глазодвигательного, лицевого, глоссофарингеального и блуждающего нервов) и крестцового спинного мозга.

Теперь рассмотрим второй запрос из условия: расположение вторых ядер парасимпатической НС. Выше я указала, что вторые тела нейронов парасимпатического отдела находятся около органа или в самом органе, поэтому здесь ответ 4.

Третий запрос касается примера воздействия на организм парасимпатической НС: как было написано на этом уроке, действия этого отдела вегетативной НС не всегда, но часто оказывает антагонистическое действие симпатической нервной системе; здесь подходит ответ усиление перистальтики кишечника, пункт 8.
Ответ: 348

Задание 8:
Установите соответствие между функциями нервной системы и ее видом: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
Функции нервной системы
А) усиление потоотделения;
Б) пересыхание во рту;
В) управление мышцами тела;
Г) снижение сердечного ритма;
Д) усиление перистальтики кишечника;
Е) работа каменщика.

Нервная система
1) симпатическая;
2) парасимпатическая;
3) соматическая

Решение:
Ты уже знаешь, какие эффекты дают симпатическая и парасимпатическая НС; по поводу соматической нервной системы стоит напомнить, что это отдел периферической НС, который подчиняется воле человека волевым посредством работы скелетных мышц.
Важно! Соматическая НС состоит из двух типов нервов:
- спинномозговые нервы(смешанные нервы, несут сенсорную информацию в спинной мозг и двигательные эффекты из него);
- черепные(несут информацию в ствол мозга и из него; включают обоняние, вкус и т.д.).

Теперь вернемся к заданию:
- усиление потоотделения - это симпатическая НС, которая усиливает большинство эффектом(не контролируется волей человека);
- пересыхание во рту - также симпатическая НС;
- управление мышцами тела - это как раз соматическая НС, которая подчиняется воле человека;
- снижение сердечного ритма обусловлено работой парасимпатической НС;
- усиление перистальтики кишечника - за это ответственна парасимпатическая НС(ЖКТ работает под контролем парасимпатической НС);
- работа каменщика - это тяжелый физический труд, который контролируется соматической НС.
Ответ: 113223.

Задание 9:
Выберите три верных ответа из шести запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие процессы в организме человека контролируются мозжечком?
1) сохранение позы тела;
2) перистальтика кишечника;
3) удержание равновесия;
4) координация движения;
5) обмен веществ организма;
6) дыхание.

Решение:
На данном уроке выше я расписывала данный отдел головного мозга: он контролирует координацию движений(пункт 4), сохранение позы тела в пространстве(пункт 1) и способствует удержанию равновесия(пункт 3).
Ответ: 134

Задание 10:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Соматическая нервная система в организме человека регулирует
1) работу мимических мышц;
2) сгибание и разгибание пальцев;
3) сокращение и расслабление скелетных мышц;
4) поступление крови к мышцам и коже;
5) частоту сокращений сердца;
6) деятельность желез внешней секреции.

Решение:
В данном вопросе ищем те варианты ответа, которые могут быть выполнены под влиянием желания человека; подходят пункты
1 - работа мимических мышц(улыбка, "изумленные брови" и т.д.);
2 - сгибание и разгибание пальцев;
3 - сокращение и расслабление скелетных мышц(при физических нагрузках, беге).
Ответ: 123

Задание 11:
Установите соответствие между характеристиками и отделами головного мозга: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
Характеристики:
А) обеспечение гомеостаза и обменных процессов;
Б) контролирует ориентировочные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители;
В) регулирует деятельность дыхательной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем;
Г) регуляция мышечного тонуса и позы тела;
Д) обеспечивает защитные рефлексы чихания, кашля;
Е) сбор и оценка всей информации, поступающей от органов чувств.

Отделы:
1) средний;
2) продолговатый;
3) промежуточный.

Решение:
Все эти отделы мозга уже обсуждались на этом уроке, и можно выполнить его без особых усилий;
- средний мозг контролирует ориентировочные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители и регуляцию мышечного тонуса и позы тела;
- продолговатый мозг обеспечивает деятельность дыхательной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем и защитные рефлексы чихания, кашля ;
- промежуточный мозг контролирует гомеостаз и обменные процессы, а также собирает и оценивает всю информацию, поступающую от органов чувств.
Ответ: 312123.

Задание 12:
Чем можно объяснить, что центры регуляции таких жизненно важных функций, как дыхание, пищеварение, размножение, находятся в продолговатом мозге, а не в коре больших полушарий?

Решение:
Здесь нужно вспомнить, какой отдел впервые появляется в эволюционном процессе, и все станет понятно.
Большие полушария головного мозга - это важнейшая часть ГМ, однако, у хордовых он появляется впервые у рыб, а достигает своего совершенства у представителей млекопитающих.
А такие функции, как пищеварение, размножение - это атрибуты всех представителей животного мира(не считая других Царств, только там другие процессы), так как без контроля этих явлений со стороны головного мозга организм не выживет.

На сегодня все!

На данном занятии мы пройдем вопросы по теме "ДНК" из разных сборников по подготовке к ЕГЭ по Биологии 2022 года.

Задание 1:
Все перечисленные понятия, кроме двух, можно использовать для характеристики молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны
1) репликация;
2) урацил;
3) триплет;
4) трансляция;
5) тимин.

Решение:
Здесь нам нужно выбрать два термина, которые не соотносятся к дезоксирибонуклеиновой кислоте:
- репликация это процесс удвоения молекулы ДНК,
- урацил это нуклеотид РНК,
- триплет это набор из трех нуклеотидов, соответствующие одной аминокислоте(являются частью генов, из которых состоит ДНК),
- трансляция это процесс, протекающий на рибосомах(сборка полипептидной цепи),
- тимин это нуклеотид ДНК, комплементарный аденину.
Как видно из краткого обзора, не подходят пункты 2 и 4.
Ответ: 24

Задание 2:

Установите последовательность этапов репликации молекулы ДНК. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) разрыв водородных связей;
2) ДНК-полимераза по отстающей цепив направлении 3' → 5' копирует отдельные фрагменты по мере раскручивания молекулы ДНК;
3) образуются две цепи ДНК, каждая из которых состоит из «материнской» и «дочерней» цепи;
4) фермент хеликаза раскручивает двойную спираль ДНК;
5) ДНК - полимераза по лидирующей цепи в направлении 3' → 5' и по принципу комплементарности присоединяет соответствующие нуклеотиды;
6) фермент лигаза сшивает отдельные фрагменты.

Решение:
В этом задании тестовой части ЕГЭ нужно установить верную последовательность репликации ДНК.
В общем, первый этап заключается в раскручивании двойной цепи ДНК с помощью фермента хеликазы → с разрывом водородных связей между комплементарными нуклеотидами → далее фермент ДНК-полимераза в направлении 3’ – 5’ присоединяет соответствующие нуклеотиды → после идет копирование отдельных фрагментов по мере раскручивания ДНК → фермент лигаза сшивает эти фрагменты → наконец, образуются две цепочки ДНК, каждая из которых состоит из материнской и дочерней цепочек.
Ответ: 415263

Задание 3:
Найдите ошибки в приведенном тексте «ДНК». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.
(1)Информация о последовательности аминокислот, составляющих первичную структуру белка, заключена в ДНК. (2)ДНК находится в цитоплазме клеток. (3)Молекула ДНК состоит из мономеров – аминокислот. (4)Каждый мономер содержит остаток фосфорной кислоты, сахар – дезоксирибозу и одно из четырех азотистых оснований. (5)Молекула ДНК состоит из двух закрученных цепей. (6)Цепи в молекуле ДНК противоположно направлены. (7)Напротив аденина одной цепи всегда располагается урацил другой цепи, напротив гуанина – цитозин.

Решение:
Здесь ошибки даны в следующих предложениях:
2 – ДНК содержится не в цитоплазме, а в ядре;
3 – Молекула ДНК состоит не из аминокислот, а из нуклеотидов;
7 – Напротив аденина располагается не урацил, а тимин.
Урацил комплементарен аденину в молекуле РНК.

Задание 4:
Найдите ошибки в приведенном тексте «ДНК». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.
(1)Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных цепей. (2)При этом аденин образует три водородные связи с тимином, а гуанин – две водородные связи с цитозином. (3)Молекулы ДНК прокариот линейные, и эукариот – кольцевые. (4)Функции ДНК – это хранение и передача наследственной информации. (5)Молекула ДНК, в отличие отмолекулы РНК, не способна к репликации.

Решение:
Номера предложений в которых допущены ошибки:
2 – Аденин образует с тимином две водородные связи, а гуанин с цитозином – три водородные связи;
3 – Молекулы ДНК прокариот кольцевые, а эукариот – линейные;
5 – Молекула ДНК, в отличие от РНК, СПОСОБНА к репликации.

Задание 5:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Выберите особенности строения молекулы ДНК.
1) одноцепочечная молекула;
2) содержит урациловый нуклеотид;
3) двуцепочечная молекула;
4) спиралевидная молекула;
5) содержит рибозу;
6) цепи удерживаются водородными связями.

Решение:
ДНК – это двуцепочечная молекула, имеющая вид спирали, в которой находятся 4 вида нуклеотидов – аденин, тимин, гуанин, цитозин, которые удерживаются по принципу комплементарности благодаря водородным связям.
Подходят пункты 3,4,6.

Задание 6:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из двух цепей, образующих спираль;
2) содержит нуклеотиды АТГЦ;
3) в состав входит сахар рибоза;
4) реплицируется;
5) участвует в процессе трансляции.

Решение:
В данном вопросе нас просят найти два признака, которые НЕ соответствуют ДНК:
Во первых, это наличие рибозы(это пятиуглеродный сахар входит в состав РНК);
Во вторых, это участие в процессе трансляции(это сборка полипептидной цепи на рибосоме).
Ответ: 35

Задание 7:
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Модель молекулы ДНК построили
1) Эрвин Чаргафф;
2) Розалинда Франклин;
3) Джеймс Уотсон;
4) Морис Уилкинс;
5) Френсис Крик.

Решение:
В Королевском колледже(Лондон) Розалинд Франклин и Морис Уилкинс изучали ДНК. Уилкинс и Франклин использовали дифракцию рентгеновских лучей в качестве основного инструмента - пуская рентгеновские лучи через молекулу, они получали теневую картину структуры молекулы по тому, как рентгеновские лучи отражались от ее составных частей.
6 мая 1952 года Розалинд Франклин сфотографировала свою пятьдесят первую рентгеновскую дифракционную картину дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК.

А 28 февраля 1953 года ученые Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик объявили, что они определили двухспиральную структуру ДНК, молекулы, содержащей человеческие гены.
Эрвин Чаргафф – это американский биохимик, который первым доказал, что количество адениновых остатков ДНК равно количеству тиминовых остатков, а гуаниновых – числу цитозиновых(правило Чаргаффа), а также первым начал изучать денатурацию ДНК.
Ответ 35.

Задание 8:
Какие особенности строения ДНК подтверждают гипотезу о том, что ДНК хранит и передает наследственную информацию?

Решение:
Данное задание предусматривает объяснение способности ДНК к хранению и передаче наследственной информации, и ответ должен выглядеть так:
1) ДНК построена по принципу двойной спирали в соответствии с принципом комплементарности и состоит из структурных элементов – нуклеотидов;
2) Способность ДНК к репликации(самовоспроизведению) подтверждает гипотезу о том, что именно она передает наследственную информацию.

Задание 9:
Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
(1)Молекула ДНК состоит из мономеров – нуклеотидов. (2)Каждый нуклеотид ДНК состоит из азотистого основания, углевода рибозы и остатка фосфорной кислоты. (3)Нуклеотиды двух цепей ДНК связаны нековалентными водородными связями по правилу комплементарности. (4)Четыре нуклеотида в цепи молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в молекуле белка, информация о строении которого заложена в гене. (5)ДНК контролирует синтез иРНК на одной из своих цепей. (6)Процесс синтеза иРНК на матрице ДНК называют трансляцией.

Решение:
Ошибки допущены в следующих предложениях:
2 – Каждый нуклеотид ДНК состоит из азотистого основания, углевода ДЕЗОКСИРИБОЗЫ и остатка фосфорной кислоты;
4 – ТРИ нуклеотида в цепи молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в молекуле белка, информация о строении которого заложена в гене;
6 – Процесс синтеза иРНК на матрице ДНК называют ТРАНСКРИПЦИЕЙ.

Задание 10:
Хромосомный набор соматических клеток редиса равен 18. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках кончика корня в метафазе и конце телофазы митоза. Ответ поясните. Какие процессы происходят с хромосомами в эти фазы?

Решение:
Для выполнения данного типового вопроса необходимо вспомнить тему «Митотическое деление клетки(Митоз)».
В условии указано, что хромосомный набор соматических клеток редиса равен 18.
Соматические клетки – это диплоидные клетки, которые делятся с помощью митоза(непрямое деление клетки).
Чтобы правильно оформить ответ на этот вопрос, который входит в состав второй части ЕГЭ по Биологии, его нужно расписать по пунктам:
1) в метафазе митоза число Х(хромосом) – 18.
Пояснение: в интерфазе митоза(S - фаза) происходит удвоение числа ДНК(НЕ хромосом!), и в метафазе это количество не изменяется.
2) в метафазе митоза число молекул ДНК – 36.
Пояснение: Как было указано выше, в синтетической фазе интерфазы произошло удвоение количества ДНК в два раза, то есть 18 * 2 = 36.
3) в метафазе хромосомы двухроматидные(состоят из двух молекул ДНК).
Пояснение: Это логично, так как произошло удвоение молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты.
4) в метафазе гомологичные хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку.
Пояснение:
Этот пункт необходимо расписать, так как общие явления для той или иной фазы являются важными аспектами ответа и повышают общий балл.
5) в конце телофазы в каждой клетке число хромосом – 18.
Пояснение:
Телофаза – это последняя фаза митоза, в которой происходит полное разделение одной материнской клетки на две дочерние. В итоге, каждая клетка должна получить такое число хромосом, что и та, из которой они образовались.

Задание 11:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) обычно содержат рибозу;
2) в состав входят аденин, тимин, гуанин и цитозин;
3) у эукариот находится в ядре;
4) как правило, представлена одноцепочечными фрагментами;
5) удваивается перед делением клетки.

Решение:
Как ты уже знаешь, дезоксирибонуклеиновая кислота – это полимер, содержащий в своем составе сахар дезоксирибозу, имеет 4 нуклеотида АТГЦ и является двухцепочечной молекулой.
В данном вопросе НЕ подходят варианты ответов 14.

Задание 12:
Лекарственный препарат рекомендуется применять при инфекционно – воспалительных процессах, вызванных патогенными бактериями. Препарат блокирует действие специфического белка – фермента ДНК-гиразы и репликацию бактериальной ДНК. Что происходит с клетками бактерий в результате приёма данного препарата? Почему он не действует на клетки организма человека таким же образом? Ответ поясните.

Решение:
Это вопрос из второй части ЕГЭ, оформляется по вопросам, которых, как правило, два в такого рода заданиях.
1) прекращение деления бактерий(бактериальных клеток);
2) препарат не может воздействовать на клетки нашего организма, так как содержат специфический белок - фермент, характерный только для бактерий, а значит, данный препарат не является токсичным для человека.

Задание 13:
Выберите два верных ответа из пяти запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Собственную ДНК содержат
1) вакуоли;
2) рибосомы;
3) хлоропласты;
4) ЭПС;
5) митохондрии.

Решение:
В эукариотических клетках есть два органоида, которые имеют собственный наследственный материал в виде кольцевой молекулы ДНК, что положило начало теории симбиогенеза – это митохондрии и хлоропласты.
Ответ 35.

Задание 14:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) входит в состав хромосом;
2) две полинуклеотидные цепочки, спирально закрученные одна относительно другой;
3) обеспечивает транспорт аминокислот к месту сборки белка;
4) нуклеотиды между собой соединяются с помощью пептидных связей;
5) полинуклеотидные цепи удерживаются за счет водородных связей.

Решение:
На рисунке изображена спиральная двухцепочечная молекула ДНК. Ее основные характеристики:
- входит в состав хромосом;
- две полинуклеотидные цепочки, спирально закрученные одна относительно другой;
- полинуклеотидные цепи удерживаются за счет водородных связей.
Соответственно, пункты 3 и 4 не подходят.
Ответ: 34

Задание 15:
Какую структуру будет иметь мРНК, синтезируемая на фрагменте молекулы ДНК следующей структуры: ТААГЦГАТТ? В ответе запишите соответствующую последовательность букв.

Решение:
Справиться с этим заданием можно, зная правило Чаргаффа, которое гласит, что
А = Т, а Г ≡ Ц.
Однако, на забываем, что в молекуле РНК нет Тимина, вместо него комплементарным нуклеотидом Аденину будет Урацил.
Дана цепь: ТААГЦГАТТ, теперь находим комплементарную ей цепь матричной или информационной РНК: АУУЦГЦУАА.

Задание 16:
Фрагмент молекулы ДНК кодирует 36 аминокислот. Сколько нуклеотидов содержит этот фрагмент молекулы ДНК? В ответе запишите соответствующее число.

Решение:
Для начала проясним – фрагмент, который кодирует 1 аминокислоту это триплет или кодон. Кодон состоит из трех нуклеотидов. В условии задачи сказано, что у нас есть 36 аминокислот, значит, по правилу 1 кодон – 3 нуклеотида – 1 аминокислота, можем решить эту задачу так: 36 * 3 = 108.
Ответ: 108

Задание 17:
Сколько нуклеотидов с цитозином содержит молекула ДНК, если количество нуклеотидов с тимином 120, что составляет 15% от общего числа? В ответе запишите соответствующее число.

Решение:
По правилу Чаргаффа, А = Т, Г ≡ Ц; в условии задачи сказано, что нуклеотидов с тимином 120, значит, нуклеотидов с аденином также 120. Учитывая, что в процентном соотношении сумма АТ = 30%(15% + 15%), значит, на ГЦ приходится остальные 70%, которые мы делим на 2, получаем 35% на каждое количество нуклеотидов пары гуанин-цитозин.
Чтобы узнать, сколько нуклеотидов с цитозином содержит данная молекула ДНК, нужно составить пропорцию:
120 Тимин ----- 15%
х Цитозин ----- 35%, х = 280.
Ответ: 280.

Задание 18:
Какие функции выполняет ДНК?
1) переносит генетическую информацию от хромосом к месту синтеза белка;
2) хранит наследственную информацию в виде последовательности нуклеотидов;
3) является матрицей для синтеза иРНК;
4) участвует в синтезе белка;
5) транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка;
6) передает наследственную информацию из поколения в поколение.

Решение:
Дезоксирибонуклеиновая кислота в соответствии с условием задания выполняет функции:
2 - хранит наследственную информацию в виде последовательности нуклеотидов;
3 - является матрицей для синтеза иРНК;
6 - передает наследственную информацию из поколения в поколение.

Задание 19:
Установите соответствие между молекулами и их особенностями.
ОСОБЕННОСТИ:
А) две спирально закрученные цепи;
Б) одноцепочечный полимер;
В) функции: структурная, транспортная;
Г) функции: хранение и передача наследственной информации;
Д) способна к редупликации;
Е) не способна к самоудвоению.

МОЛЕКУЛЫ:
1) ДНК;
2) РНК.

Решение:
Для ДНК в этом задании характерны следующие пункты:
А) две спирально закрученные цепи;
Г) функции: хранение и передача наследственной информации;
Д) способна к редупликации.
Для РНК характерны следующие особенности:
Б) одноцепочечный полимер;
В) функции: структурная, транспортная;
Е) не способна к самоудвоению.

Задание 20:
Установите соответствие между молекулами и их особенностями.
ОСОБЕННОСТИ:
А) полимер, состоящий из аминокислот;
Б) полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания – аденин, тимин, гуанин, цитозин;
В) полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания – аденин, урацил, гуанин, цитозин;
Г) в состав входит пентоза – рибоза;
Д) мономеры соединены ковалентными пептидными связями;
Е) характеризуется первичной, вторичной, третичной структурами.

МОЛЕКУЛЫ:
1) ДНК;
2) РНК;
3) белок.

Решение:
Это вопрос предусматривает сопоставление разных биологических полимеров в соответствии с пунктами задания:
- полимер, состоящий из аминокислот – это белок;
- полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания(АТГЦ) – это характерно для ДНК;
- полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые(АУГЦ) – это РНК;
- состав входит пентоза – рибоза – РНК;
- мономеры соединены ковалентными пептидными связями – ДНК;
- характеризуется первичной, вторичной, третичной структурами – белок.

Задание 21:
Установите последовательность процессов, происходящих при дупликации ДНК.
1) отделение одной цепи ДНК от другой;
2) присоединение комплементарных нуклеотидов к каждой цепи ДНК;
3) образование двух молекул ДНК;
4) раскручивание молекулы ДНК;
5) воздействие фермента на молекулу ДНК.

Решение:
Дупликация ДНК – это уникальный процесс, результатом которого является удвоение молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты.
Все начинается с воздействия фермента на молекулу ДНК → далее происходит раскручивание двухцепочечной молекулы ДНК → отделение одной цепи от другой → как следствие, образование двух молекул ДНК → и в конце процесса происходит присоединение комплементарных нуклеотидов к каждой цепи ДНК.
Ответ: 54132

Задание 22:
Почему не все изменения последовательности нуклеотидов ДНК приводят к возникновению мутаций? Ответ поясните.

Решение:
Данный вопрос относится ко второй части ЕГЭ по Биологии, и предусматривает оформление по пунктам с пояснением вопроса.
Действительно, в молекуле ДНК могут возникать мутации, однако, они не всегда способны оказать негативное влияние на целый организм по причине свойств генетического кода, а именно – вырожденности(избыточности) и эффекту репарации. Эти два критерия и нужно расписать.
1) За счет вырожденности генетического кода(1 аминокислоте соответствует не один кодон, а несколько) происходить усиление надежности хранения и передачи наследственной информации(изменение нуклеотидной последовательности в триплете может не привести к изменению структуры гена).
2) Для ДНК характерно явление репарации – это исправление ошибок в последовательности нуклеотидов ДНК.

Задание 23:
Найдите три ошибки в тексте «Нуклеиновые кислоты». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
(1)Нуклеиновые кислоты являются разветвленными полимерами. (2)Мономерами нуклеиновых кислот являются триплеты. (3)Дж. Уотсон и Ф. Крик создали модель структуры молекулы ДНК. (4)В клетках содержатся нуклеиновые кислоты двух видов: ДНК и РНК. (5)Нуклеиновые кислоты способны к редупликации. (6)ДНК – хранитель наследственной информации, РНК принимает участие в синтезе белка.

Решение:
Для правильного выполнения этого задания нужно вспомнить, что из себя представляют нуклеиновые кислоты.
НК – это биологические полимеры, которые выполняют множество функций, среди которых хранение и передача наследственной информации, участие в биосинтезе белка.
Предложения, в которых допущены ошибки:
1 – Нуклеиновые кислоты являются ЛИНЕЙНЫМИ полимерами;
2 – Мономерами НК являются НУКЛЕОТИДЫ;
5 – Способностью к редупликации обладает только ДНК.

На сегодня все!

В процессе этого занятия мы рассмотрим вопросы по теме "Нервная система" сборника ФИПИ ЕГЭ Биология 2022 года.

Задание 1:
Установите последовательность прохождения нервного импульса в рефлекторной дуге кожного болевого рефлекса человека. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) нервный центр;
2) передний корешок спинномозгового нерва;
3) задний корешок спинномозгового нерва;
4) четырехглавая мышца бедра;
5) болевые рецепторы стопы.

Решение:
Для начала, вспомним, что такое рефлекторная дуга.
Рефлекторная дуга - это путь, проходимый нервными импульсами от рецептора до рабочего органа.
Здесь указана простая рефлекторная дуга, так как в кожном болевом рефлексе участвуют два нейрона - чувствительный и двигательный.
- чувствительный(центростремительный) - передает возбуждение от рецептора к ЦНС(центральной нервной системе);
- двигательный(центробежный) - передает возбуждение от ЦНС к исполнительному органу.

В первую очередь любая рефлекторная дуга начинается с рецептора(5), далее импульс передается по чувствительному волокну к заднему корешку спинномозгового нерва(3), который идет в соответствующий нервный центр(1).
После обработки сигнала импульс передается в передний корешок спинномозгового нерва(2) и достигает четырехглавой мышцы бедра(4) - рабочего органа в данном случае.
Ответ: 53124

Задание 2:
Определите последовательность элементов рефлекторной дуги при реализации коленного рефлекса. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) серое вещество спинного мозга;
2) чувствительный нейрон;
3) механорецептор в сухожилии бедренной мышцы;
4) двигательный нейрон;
5) четырехглавая мышца бедра.

Решение:
Коленный рефлекс - часто употребляется в качестве примера классического рефлекса человека.
Как ты уже знаешь, начинается любой рефлекс с рецептора, в данном случае, механорецептора(3).

От механорецептора импульс передвигается по чувствительному нейрону(2) к серому веществу головного мозга(нервный центр,1), далее идет обратный путь, включающий в себя двигательный нейрон(4) и конечную остановку - четырехглавую мышцу бедра(5).
Ответ: 32145

Задание 3:
Установите соответствие между примерами и видами рефлексов человека: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
Примеры:
А) слезоотделение при нарезании лука;
Б) выделение слюны у человека на запах лимона;
В) чмокание грудного ребенка при виде бутылочки с кефиром;
Г) отдергивание руки при соприкосновении с горячей чашкой;
Д) сужение зрачков при ярком освещении;
Е) компостирование билета при прохождении через турникет в метро.

Виды рефлекса:
1) безусловный;
2) условный.

Решение:
Безусловные рефлексы отличаются от условных тем, что мы не обучаемся им, они рождаются и умирают вместе с нами.
Соответственно, выбираем для безусловных рефлексов те варианты, которые возникают у нас естественным путем - это слезоотделение при нарезании лука, отдергивание руки при соприкосновении с горячей чашкой и сужение зрачков при ярком освещении(за это отвечает симпатическая НС).

Почему мы отнесли пункты Б, В и Е к условным рефлексам? Дело в том, что понятие вкуса лимона, кефира являются обучаемыми в процессе восприятия окружающего мира, и к безусловным они не относятся. Ну а компостирование билета при прохождении турникета само собой является условным рефлексом.
Ответ: 122112

Задание 4:
Установите последовательность процессов, происходящих в рефлекторной дуге сгибательного рефлекса верхней конечности человека. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) проведение возбуждения к двуглавой мышце плеча;
2) возбуждение нервного центра;
3) проведение возбуждения в центральную нервную систему;
4) движение руки благодаря сокращению мышцы;
5) восприятие раздражения рецепторами кожных покровов.

Решение:
Сгибательный рефлекс является примером простой рефлекторной дуги, которая начинается с восприятия раздражения рецепторов кожных покровов(5), далее проведения возбуждения в ЦНС(3), как следствие, возбуждение нервного центра(2), и обратный путь - проведение возбуждения к двуглавой мышце плеча()1 и движение руки благодаря сокращению мышцы(4).
Ответ: 53214

Задание 5:
Установите соответствие между характеристиками и видами регуляции в организме человека: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
Характеристики:
А) Реакция органа имеет продолжительный характер;
Б) Сигнал передается через жидкие среды организма;
В) Реакция органа имеет кратковременный характер;
Г) Природа сигнала – электрический импульс;
Д) Сигнал передается с большой скоростью;
Е) Регуляция осуществляется веществами, вырабатываемыми эндокринными железами.

1) нервная
2) гуморальная

Решение:
Для решения этого задания необходимо вспомнить тему "Нервная система".
Нервная регуляция обеспечивается нервами, а гуморальная(от лат. humor - жидкость) - через жидкие среды организма, к которым, в частности, относится кровь.
Причем, для нервной регуляции свойственны быстрое проведение, кратковременные изменения(как коленный рефлекс) и локализованный ответ. Значит, для гуморальной регуляции характерны прямо противоположные воздействия.
Рассматривая варианты ответов, для нервной регуляции нам подходят пункты В, Г, Д.
Для гуморальной регуляции - пункты А, Б, Е.
Ответ: 221112

Задание 6:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какими способностями обладают вставочные нейроны в соматической нервной системе человека?
1) входят в состав задних корешков спинного мозга;
2) осуществляют связь между чувствительными и исполнительными нейронами;
3) образуют основную массу серого вещества спинного мозга;
4) осуществляют передачу нервных импульсов к внутренним органам;
5) осуществляют передачу нервных импульсов на двигательные нейроны;
6) входят в состав передних корешков спинного мозга.

Решение:
Для решения этого вопроса необходимо рассмотреть определение и функции вставочных нейронов, или интернейронов.

Варианты ответа, которые нам подходят в этом задании - это осуществление связи между чувствительными и исполнительными нейронами(2), образование основной массы серого вещества(3), и осуществление передачи нервных импульсов на двигательные нейроны(5).
Ответ: 235

Задание 7:
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.
Нервная система позвоночных животных
1) включает головной и спинной мозг;
2) энтодермального происхождения;
3) разбросанно-узловая;
4) стволовая;
5) трубчатая;
6) содержит клетки нейроглии.

Решение:
Позвоночные животные, к которым, относится и вид Homo sapiens, определенно имеют головной и спинной мозг(1), нервная система трубчатого типа(5) и содержит клетки нейроглии(6).
Нейроглия - это совокупность вспомогательных клеток НС; составляет 40% общего объема ЦНС.
Ответ: 156

Задание 8:
Установите последовательность процессов безусловного слюноотделительного рефлекса при попадании пищи в ротовую полость. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) выделение слюны;
2) возбуждение вкусовых рецепторов;
3) анализ сигнала в центре продолговатого мозга;
4) передача возбуждения в пищевой центр продолговатого мозга;
5) передача возбуждения к слюнной железе.

Решение:
Как мы уже говорили на этом уроке, первым воспринимает раздражение рецептор(2), далее происходит передача возбуждения в пищевой центр продолговатого мозга(4), затем - анализ сигнала в центре продолговатого мозга(3), и конечный путь - передача возбуждения к слюнной железе(5) и выделение слюны(1).
Ответ: 24351

Задание 9:
Установите последовательность процессов при чихании. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) передача нервных импульсов в продолговатый мозг;
2) резкий выдох через нос;
3) поступление импульсов к диафрагме и межреберным мышцам;
4) глубокий резкий вдох;
5) раздражение рецепторов носовой полости.

Решение:
Перед нами простая рефлекторная дуга: начинается процесс с раздражения рецептора носовой полости(5), после идет передача нервных импульсов в продолговатый мозг(1), далее поступление импульсов к диафрагме и межреберным мышцам(3), после глубокий резкий вдох(4) и наконец, резкий выдох через нос(2).
Ответ: 51342

Задание 10:
Установите последовательность иерархического соподчинения элементов нервной системы, начиная с наименьшего уровня. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) большие полушария;
2) нервная система;
3) клетка глии;
4) нервная ткань;
5) центральная нервная система.

Решение:
В данном вопросе нас просят расставить элементы нервной системы в иерархическом порядке, начиная с наименьшего.
Понятно, что самым низкоуровневым элементом здесь является клетка глии.

Выше нее стоит нервная ткань, составляющей частью которой клетка глии и является.
Далее, нервная ткань входит в состав больших полушарий, которые образуют большую часть головного мозга. Выше полушарий - центральная нервная система, которая объединяет все отделы головного мозга.
Самый верхний уровень здесь - это нервная система, которая включает в себя как центральную, так и периферическую нервные системы.
Ответ: 31452

На сегодня все!

Задание 1:
Все перечисленные ниже признаки, кроме трех, используются для описания плазматической мембраны растительных клеток. Определите три признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) имеет белковые каналы для активного транспорта;
2) содержит полисахарид целлюлозу;
3) выполняет барьерную функцию;
4) содержит гликокаликс;
5) участвует в синтезе белков;
6) содержит фосфолипиды.

Решение:
Плазматическая мембрана является составной частью любой эукариотической клетки, так как окружает внутреннее содержимое клетки от внешней среды, выполняя сопутствующие функции защиты и обмена веществ; однако, в данном вопросе нужно выделить три признака, которые НЕ соответствуют плазматической мембране растительной клетки:
- во первых, она не содержит целлюлозу(этот полисахарид есть в составе клеточной стенки растительной клетки);
- во вторых, у растений в составе НЕТ гликокаликса(это вещество есть только у животных клеток и бактерий);
- в третьих, плазматическая мембрана не участвует в синтезе белков.
Ответ: 245.

Задание 2:
В хлоропластах зерна крахмала мелкие, а в лейкопластах крупные. Объясните этот факт, исходя из функций этих органелл. В каких вегетативных органах растения находится наибольшее количество лейкопластов(приведите примеры)? Как в этих органах появляется крахмал?

Решение:
Хлоропласты - это органоиды только растительных клеток(высших растений), которые содержат пигмент хлорофилл и его главная роль - фотосинтез; содержание крахмала в этом органоиде не является существенным, так как синтезированный крахмал в хлоропластах не хранится и выводится в другие органы и ткани.
Лейкопласты - это бесцветные органоиды растительных клеток, которые выполняют функцию накопления крахмала, поэтому зерна данного полисахарида(который, кстати, является главным запасным веществом у растений) крупные.
Лейкопласты в большом количестве содержатся в корнях, клубнях, луковицах.

В целом, ответ уже дан, но он бессистемный, а во второй части ответы предпочтительно оформлять в виде пунктов, поэтому ответ на данный вопрос идеально выглядит так:
1) Основная функция хлоропластов - фотосинтез;
2) синтезированный крахмал в хлоропластах не хранится, выводится в другие органы, поэтому зерна мелкие;
3) основная функция лейкопластов - накопление и хранение крахмала, поэтому зерна крупные;
4) лейкопластов много в корнях, клубнях, луковицах;
5) Крахмал синтезируется из глюкозы, а глюкоза, будучи растворимой, перемещается по ситовидным трубкам(лубяной ткани) от листьев ко всем органам.

Задание 3:
Установите последовательность увеличения уровня организации структур клетки, начиная с наименьшей. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) молекула глицерина;
2) липидный бислой;
3) фосфолипид;
4) цитоплазма клетки;
5) мембрана ЭПС.

Решение:
Здесь нужно распределить структуры клетки от наименьшего к наибольшему:
- самая маленькая часть - это молекула глицерина(молекулярный уровень);
- после идет фосфолипид(надмолекулярный уровень);
- далее - липидный бислой(два типа полимеров - белки и липиды);
- следующий уровень - мембрана ЭПС;
- последняя и наивысшая структура - цитоплазма клетки(органоид).
Ответ: 13254

Задание 4:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из перечисленных ниже функций выполняет аппарат Гольджи?

1) образование нитей цитоскелета;
2) первичный синтез белков;
3) разрушение отслуживающих молекул белка;
4) образование лизосом;
5) модификация белков после синтеза;
6) формирование секреторных пузырьков.

Решение:
Аппарат Гольджи - это одномембранный органоид эукариотических клеток, который формирует лизосомы, модифицирует белки после биосинтеза и образует секреторные пузырьки.
Ответ: 456

Задание 5:
Чем клеточные включения у растений отличаются от органоидов? Чем отличаются друг от друга запасные и отбросные(конечные) включения? Приведите два примера запасных включений.

Решение:
Данный вопрос относится ко Второй части ЕГЭ(25 вопрос), и является типовым для 2022 года; поэтому его необходимо проработать и запомнить.
Оформляем ответ сразу по пунктам:
1) включения - это химические вещества(продукты обмена веществ);
2) органоиды - это структуры клетки, обладающие характерным строением и функциями(постоянные структуры);
3) запасные включения - выведены из обмена веществ временно(могут сохраняться для дальнейшего использования);
4) отбросные включения - выведены из обмена вещество окончательно(конечные продукты обмена);
5) примеры запасных включений: капли масла, крахмальные зерна, белковые(алейроновые) зерна.

Задание 6:
Найдите три ошибки в приведенном тексте «Ядро клетки». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.

(1)В большинстве клеток имеется одно ядро, существуют также многоядерные и безъядерные клетки. (2)В ядре неделящейся клетки различают: ядерную оболочку, ядерный сок(кариоплазму), хроматин, ядрышко. (3)Ядерная оболочка образована одной плазматической мембраной. (4)В ядерной оболочке имеются поры, через которые происходит обмен веществами между ядром и цитоплазмой. (5)Ядерный сок представляет внутреннюю среду ядра, в которой осуществляются химические реакции. (6)Ядрышки – места скопления информационной РНК и белков. (7)Хромосомы – это комплексы молекул ДНК и РНК.

Решение:
Это вопрос 24 из Второй части, который направлен на умение выявлять ошибки среди нетипичных терминов и понятий.
При рассмотрении темы "Ядро" ты знаешь, что это двумембранный органоид, который выполняет функции хранения наследственной информации и регуляции всех процессов, происходящих в клетке.
Первые два предложения не вызывают сомнений, начнем с 3: ядерная оболочка образована не 1, а двумя оболочками - первая ошибка.
Четвертый и пятый вопросы верны, в 6 есть неточность - ядрышки представляют собой места скопления не иРНК и белков, а рРНК(субъединиц рибосом) и белков - вторая ошибка .
Седьмой вопрос содержит третью ошибку - хромосомы представляют собой комплексы ДНК и белков, РНК там нет.

Задание 7:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используют для описания функций комплекса Гольджи. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) синтез полипептидной цепи;
2) образование медиаторов нервных импульсов;
3) образование лизосом;
4) упаковка и транспорт гормонов из клетки;
5) расщепление биополимеров.

Решение:
В этом вопросе тестовой части нужно найти нетипичные функции для аппарата Гольджи: это синтез полипептидной цепи(рибосомы) и расщепление биополимеров(лизосомы).
Стоит запомнить, что образование медиаторов нервных импульсов и упаковка/транспорт гормонов из клетки входят в дополнительные функции аппарата Гольджи.
Ответ: 15

Задание 8:
Проанализируйте таблицу «Органоиды клетки». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и процессы, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или процесс из предложенного списка.

Список терминов и понятий:
1) хлоропласт;
2) эндоплазматическая сеть;
3) цитоплазма;
4) кариоплазма;
5) аппарат Гольджи;
6) биологическое окисление;
7) транспорт веществ в клетке;
8) синтез глюкозы.

Решение:
Органоид под буквой А - это аппарат Гольджи, выше мы разбирали его, поэтому повторяться не буду; пункт 5.
Под буквой Б - расположение лизосомы, естественно, этот органоид находится в цитоплазме, пункт 3.
Буквой В нужно обозначить функции митохондрий - это биологическое окисление; пункт 6.
Ответ: 536

Задание 9:
Установите соответствие между признаками и видами органоидов: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) состоит из большой и малой субъединиц;
Б) состоит из белков и нуклеиновых кислот;
В) обеспечивает расхождение хромосом;
Г) участвует в синтезе белковых молекул;
Д) формирует веретено деления;
Е) включает в себя две центриоли.

1) рибосома;
2) клеточный центр.

Решение:
Итак, этот вопрос несложный, и его легко выполнит тот ученик, который хорошо знает тему "Органоиды эукариотических клеток".
Пункты А, Б, Г относятся к рибосомам; пункты В, Д, Е - к клеточному центру.
Ответ: 112122

Задание 10:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания растительной клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) форма клетки поддерживается тургором;
2) не имеет клеточной стенки;
3) клетка не имеет центриолей;
4) запасное вещество – крахмал;
5) все белки синтезируются в хлоропластах.

Решение:
Для правильного выполнения этого вопроса нужно вспомнить суть растительных клеток: для них характерно поддержание формы клетки за счет тургора, отсутствие центриолей и ЗПВ(запас питательных веществ) в виде крахмала.
Соответственно, пункты 2 и 5 не подходят, так как клеточная стенка это атрибут растительной клетки, и в хлоропластах синтезируются не белки, а углеводы.
Ответ: 25.

На сегодня все!

На данном уроке мы разберем вопросы Тестовой части ЕГЭ по Биологии по теме: "Цитология. Органоиды эукариотических клеток".

Вопрос 1:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания эндоплазматической цепи. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) удаляет продукты обмена;
2) обеспечивает осмотическое давление;
3) осуществляет синтез белков;
4) обеспечивает синтез липидов и стероидов;
5) транспортирует синтезируемые вещества.

Решение:
Эндоплазматическая сеть(ЭПС) - это важнейший одномембранный органоид, основные функции которого:
- синтез белков(шероховатая ЭПС),
- синтез и накопление углеводов, липидов(гладкая ЭПС);
- разделение систем ферментов клетки;
- образование вакуолей.
Соответственно, здесь не подходят ответы 1 и 2, так как удаление продуктов обмена и обеспечение осмотического давления не прерогатива ЭПС.
Ответ: 12

Вопрос 2:
Установите соответствие между органоидами и группами, к которым они относятся: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОРГАНОИДЫ:
А) рибосомы;
Б) ЭПС;
В) вакуоли;
Г) лизосомы;
Д) центриоли;
Е) митохондрии.
ГРУППЫ:
1) мембранные;
2) немембранные.

Решение:
Для ответа на данный вопрос необходимо знать, что мембранные органоиды - это митохондрии, ЭПС, вакуоли, лизосомы; к немембранным(не имеющим оболочки) органоидам, относятся рибосомы и центриоли.
Ответ: 211121

Вопрос 3:
Установите соответствие между характеристиками и органоидами, к которым они относятся: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА:
А) наличие двух мембран;
Б) наличие ДНК;
В) гидролиз органических веществ;
Г) синтез органических веществ;
Д) образование из аппарата Гольджи;
Е) образование пищеварительных вакуолей.
ВИДЫ ОРГАНОИДОВ:
1) лизосома;
2) хлоропласт.

Решение:
Лизосома - это одномембранный органоид клетки, который представляет собой пузырек, содержащий гидролитические ферменты.
Его главными функциями являются
- участие в процессах внутриклеточного переваривания;
- удаление отмирающих структур клеток(аутолизосомы).
Хлоропласт - это сложный двумембранный органоид, который содержится только в клетках растений и фотосинтезирующих бактерий(цианобактерии), выполняет главную функцию - фотосинтеза(образование глюкозы из углекислого газа и воды под действием квантов света и многочисленных связанных химических реакций).
Важно! Хлоропласты содержат собственную кольцевую молекулу ДНК, что натолкнуло ученых на обоснование теории симбиогенеза.

Из вариантов ответа для лизосом выбираем гидролиз органических веществ, образование из аппарата Гольджи и образование пищеварительных вакуолей; остальные, соответственно, касаются хлоропластов.
Ответ: 221211

Вопрос 4:
Проанализируйте таблицу «Структуры эукариотической клетки». Заполните пустые ячейки, используя термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

СПИСОК ТЕРМИНОВ:
1) хемосинтез;
2) фотосинтез;
3) хромопласт;
4) ядро;
5) гликолиз;
6) окислительное фосфорилирование;
7) цитоплазма;
8) рибосома.

Решение:
Итак, в данном задании редко бывает сложное решение,однако, можно ошибиться из за невнимательности, поэтому советую делать все по порядку.
Для нахождение ответа для А) нужно найти объект, который окрашивает листья, плоды и цветы, в данном контексте нам подходит хромопласт; для пункта Б) находим расположение лейкопластов, естественно, они располагаются там же, где и остальные пластиды - в цитоплазме; и пункт В) требует функцию хлоропластов, как ты уже знаешь, это фотосинтез.
Ответ: 372

Вопрос 5:
Проанализируйте таблицу "Строение клетки". Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

СПИСОК ТЕРМИНОВ:
1) аппарат Гольджи;
2) ЭПС;
3) вакуоли;
4) накопление, химическая модификация и транспорт веществ; образование лизосом;
5) запас питательных веществ;
6) синтез АТФ;
7) двумембранные органоиды, содержащие пигменты;
8) небольшие одномембранные пузырьки, содержащие ферменты.

Решение:
К пункту А) подходит только один органоид - это аппарат Гольджи. Пункт Б) предусматривает функции аппарата Гольджи, которые заключаются в накоплении, модификации и транспорта химических веществ. В пункте В) надо указать особенности строения лизосом, которые характеризуются наличием ферментов для переваривания.
Ответ: 148

Вопрос 6:
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
В синтезе АТФ участвуют:
1) вакуоли;
2) митохондрии;
3) лизосомы;
4) хлоропласты;
5) хромопласты.

Решение:
Как ты знаешь, АТФ - это аденозинтрифосфорная кислота, которая образуется в "энергетических станциях клетки" митохондриях. Однако, это не единственный органоид, способный вырабатывать это вещество. Стоит вспомнить процесс фотосинтеза, в световой фазе которого за счет энергии возбужденного электрона также образуется АТФ.
Ответ: 24

Вопрос 7:
Все перечисленные признаки, кроме двух, можно использовать для описания функций цитоплазмы. Определите два признака, "выпадающих" из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) опорная;
2) секреторная;
3) связывание всех частей клетки;
4) рецепторная;
5) постоянное движение.

Решение:
Цитоплазма - это жидкая составляющая клеток, без которой невозможны биохимические процессы, питание, метаболизм, размножение и выделение. Этот органоид главным образом состоит из воды, различных включений и растворенных в ней веществ. Она НЕ выполняет секреторную и рецепторную функции.

Важно! Цитоплазма находится в постоянном движении за счет элементов цитоскелета(микротрубочек), у прокариот(бактерий и цианобактерий) таких способностей нет, поэтому их цитоплазма неподвижна.
Ответ: 24

Вопрос 8:
Каковы особенности строения и функционирования рибосом?
1) немембранные органоиды;
2) участвуют в процессе синтеза АТФ;
3) участвуют в процессе формирования веретена деления;
4) участвуют в процессе синтеза белка;
5) состоят из белка и РНК;
6) состоят из пучков и микротрубочек.

Решение:
Рибосомы - это немембранный органоид, состоит из двух субъединиц, основная функция которого - биосинтез белка, а точнее, сборка полипептидной цепи, из которой потом образуется полноценный белок; а также, состав рибосом - это белки и РНК.
Ответ: 145

Вопрос 9:
В состав каких органоидов входят белки и липиды?
1) эндоплазматическая сеть;
2) мембран пластид;
3) клеточного центра;
4) ядерной оболочки;
5) микротрубочек;
6) рибосом.

Решение:
Для решения данного вопроса нужно вспомнить функции всех вышеуказанных структур клетки.
- ЭПС выполняет функцию синтеза белков, липидов и углеводов,значит, по логике, в ее составе есть и белки, и липиды;
- мембраны пластид - это оболочки важнейших органоидов растительных клеток, в образовании которых принимают участие липиды и белки;
- клеточный центр(или центриоли) - это цилиндрические образования, которые участвуют в формировании веретена деления и лежат в основании ресничек и жгутиков; в своем составе имеют белок тубулин, а также внутри полостей цилиндров вещество с ДНК внутри;
- ядерная оболочка - как я уже написала, состав оболочек двумембранных органоидов, таких как митохондрии, пластиды, клеточное ядро состоят из белков и липидов;
- микротрубочки - являются частью клеточного центра, в их состав НЕ входят белки и жиры;
- рибосомы - содержат р-РНК и белки, без липидов.
Ответ: 124

Вопрос 10:
Какие компоненты являются структурами аппарата Гольджи?
1) реснички и жгутики;
2) 5-8 мембранных полостей;
3) система трубочек;
4) цилиндры;
5) гранулы, состоящие из двух субъединиц;
6) пузырьки.

Решение:
Аппарат Гольджи является одномембранным органоидом, который характеризуется наличием сети полостей(5-8), от которых отходят ветвящиеся трубочки и пузырьки; выполняет множество функций, главной из которых является транспорт и модификация химических веществ, полученных от эндоплазматической сети.
Ответ: 236

Вопрос 11:
Какие утверждения являются верными?
1) Ядрышко и рибосомы участвуют в синтезе белка.
2) Хромопласты придают окраску плодам и осенним листьям.
3) Лизосомы формируются в ЭПС.
4) Рибосомы - это мембранные органоиды.
5) В аппарате Гольджи происходит химическая модификация ферментов.
6) В формировании веретена деления в клетках животных участвуют центриоли.

Решение:
Начнем с первого пункта: ядрышко - это округлое образование, находится в ядре, содержит р-РНК и рибосомы, но нон НЕ участвует в синтезе белка, в отличие от рибосом, данный вариант неверный.
Хромопласты действительно придают окраску плодам и осенним листьям, так как содержат пигменты от желтого до темно-красного, этот вариант подходит.
Третий пункт - лизосомы формируются в ЭПС - это не так, эти немембранные структуры образуются в аппарате Гольджи.
Рибосомы - это НЕ мембранные органоиды.
В аппарате Гольджи происходит химическая модификация ферментов, это верное утверждение.
В формировании веретена деления в клетках животных участвуют центриоли - это соответствует истине.
Ответ: 256

Вопрос 12:
Установите соответствие между органоидами и клетками, которые их имеют.
ОРГАНОИДЫ:
А) гликокаликс;
Б) мезосома;
В) пластиды;
Г) кольцевая хромосома;
Д) вакуоли с клеточным соком;
Е) клеточный центр.

КЛЕТКИ:
1) растительная;
2) бактериальная;
3) животная.

Решение:
Гликокаликс - это гликопротеиновое и гликолипидное покрытие животных клеток, которые служат опорными молекулами, для распознавания и коммуникации "своих" клеток.
Мезосомы - это структура только бактериальных клеток, представляют собой складки цитоплазматической мембраны, необходимы для биохимических процессов.
Пластиды - это уже известные тебе органоиды, которые присутствуют только у растений.
Кольцевая хромосома - это наследственная молекула бактерий.
Вакуоли с клеточным соком характерны для растительных клеток, выполняют множество функций, среди которых можно отметить:
- запас питательных веществ,
- обеспечение тургора клетки,
- участие в водном обмене.
Клеточный центр - это структура, которая участвует в образовании веретена деления при делении клетки, характерна для животных.
Ответ: 321213

Вопрос 13:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания на рисунке органоида эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) защищает от внешних воздействий;
2) создает трансмембранный потенциал;
3) соединяет клетки, образуя ткани и органы;
4) обеспечивает химическую модификацию веществ;
5) участвует в образовании вакуолей.

Решение:
На рисунке изображена цитоплазматическая мембрана, или плазмалемма, которая представляет собой сложную структуру, которая постоянно находится в движении за счет биохимических реакций, состоит из двойного слоя липидов, с погруженными в них молекулами белков.
Плазмалемма НЕ участвует в образовании вакуолей(это функция ЭПС), и НЕ обеспечивает химическую модификацию химических веществ(это функция аппарат Гольджи).
Ответ: 45

Вопрос 14:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания на рисунке органоида эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) внутренняя мембрана образует тилакоиды;
2) внутренняя полость органоида – строма;
3) двумембранный органоид;
4) осуществляет синтез АТФ;
5) размножается путем деления.

Решение:
Здесь дано изображение митохондрии(в продольном разрезе)- одного из важнейших органоидов клеток, который отвечает за синтез АТФ. Внутренняя мембрана митохондрий образует НЕ тилакоиды, а кристы; а также внутренняя полость митохондрий называется НЕ строма, а матрикс.
Ответ: 12

Вопрос 15:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания на рисунке органоида эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) она округлой или грибовидной формы;
2) отвечает за синтез всех белков клетки;
3) в ее состав входят белки и РНК;
4) это мембранный органоид;
5) участвует в процессе транскрипции.

Решение:
Перед нами - немембранный органоид, состоящий из двух субъединиц(большой и малой) - рибосома. Те признаки, которые к ней НЕ относятся, это то, что она мембранный органоид, и то, что участвует в процессе транскрипции. Некоторые абитуриенты путают понятия транскрипции и трансляции, поэтому предлагаю вспомнить эти определения:

Ответ: 45

Вопрос 16:

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке клеточной структуры. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) одномембранный органоид клетки;
2) содержит хлорофилл;
3) содержит тилакоиды;
4) осуществляет синтез витаминов;
5) осуществляет фотосинтез.

Решение:
На картинке изображен хлоропласт - важнейший органоид, в котором происходит образование глюкозы. В этом вопросе нужно выделить два признака, которые ему не соответствуют: с учетом высокой сложности структуры хлоропласта, он НЕ может быть одномембранным органоидом, как и НЕ осуществляет синтез витаминов.
Ответ: 14

На сегодня все!

Как только генетика возникла как наука в начале XX столетия, ученые увлеклись поисками химической структуры генов. На протяжении жизни много­клеточного организма наполняющая гены информация копируется и передается от материнской клетки ее дочерним клеткам миллионы раз и переносится практически не измененной. Какой формы молекула могла бы быть способна к столь точной и почти неограниченной репликации и вместе с тем могла бы направлять развитие организма и обуславливать повседневную жизнь клетки? Какие предписания несет в себе генетическая информация? Каким образом может огромное количество информации, необходимой для развития и поддержания организма, помещаться в крошечном пространстве клетки?

Ответы на некоторые из этих вопросов начали прорисовываться в 1940-х гг. В это время в ходе изучения простых грибов исследователи обнаружили, что генетическая информация состоит преимущественно из инструкций приготовления белков.

Белки — это макромолекулы, которые выполняют большинство функций клетки: они служат стандартными блоками для построения клеточных структур и образуют ферменты, которые катализируют химические реакции клетки, они регулируют экспрессию генов, а также позволяют клеткам сообщаться друг с другом и двигаться.

Свойства и функции клетки в значительной степени определяются белками, кото­рые она способна производить. Если мысленно перемахнуть через пласты научных открытий, вздымающиеся между прошлым и настоящим, то трудно будет вообра­зить еще какие-либо инструкции сверх этих, могущие содержаться в генетической информации.

Усердные наблюдения над клетками и эмбрионами в конце XIX-го века привели к пониманию того, что наследственную информацию несут на себе хромо­сомы — нитевидные структуры в ядре эукариотической клетки, которые становят­ся видимыми с помощью световой микроскопии, когда клетка начинает делиться(рис.1).

Рисунок 1. Хромосомы в клетках.
а) Две смежные клетки растения, сфотографированные в оптический микроскоп. ДНК была окрашена флуоресцентным красителем (DAPI(4,6-диамино-2-фенилиндолдигидрохлорид)), который связывается с ней.
ДНК находится в хромосо­мах, которые становятся видимыми как обособленные структуры в световом микроскопе только тогда, когда они превращаются в компактные, вытянутые структуры в ходе подготовки к делению клетки, что по­казано в левой части изображения.
Помещенная справа клетка, которая не делится, содержит идентичные хромо­сомы, но их невозможно отчетливо различить в световом микроскопе на этой стадии жизненного цикла, потому что они находятся в более развернутой конформации;
б) Схематическое изображение очертаний этих двух клеток и находящихся в них хромосом.

Позже, когда стал возможен биохимический анализ, было установлено, что хромосомы состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белка. В те­чение многих десятилетий считалось, что ДНК попросту является структурным элементом. Однако следующей вехой научного прогресса, поставленной в 1940-е гг., было признание ДНК в качестве вероятного носителя генетической информации. Этот скачок в нашем понимании клеток был совершен благодаря исследованиям механизмов наследования у бактерий(рис. 2).

Рисунок 2. Первое экспериментальное подтверждение того, что именно ДНК является генетическим материалом.
Эксперименты, которые были проведены в 1940-х гг., показали, что добавление очищенной ДНК к бактерии изменяет ее свойства и это изменение в точности передается последующим поколени­ям. Два близкородственных штамма бактерии Streptococcus pneumoniae отличаются друг от друга и по внешнему виду под микроскопом, и по патогенности. Один штамм выглядит гладким (S) и вызывает смерть, будучи введен в организм мыши, а другой выглядит шероховатым (R) и несмертелен.
а) Исходный эксперимент по­казывает, что в штамме S присутствует некое вещество, способное изменить (или трансформировать) штамм R в штамм S, и что это изменение наследуется последующими поколениями бактерий;
б) Этот эксперимент, в ходе которого штамм R выдерживался с различными классами биомолекул, выделенных из штамма S, показал, что этим веществом является ДНК.

Но в начале 1950-х гг. все еще казалось полной загадкой и то, каким образом белки могли определяться инструк­циями, заложенными в ДНК, и то, как эта информация могла бы копироваться для передачи от клетки к клетке. Эта загадка была неожиданно разгадана в 1953 г., когда структура ДНК была верно предсказана Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком. Как было упомянуто, двухцепочечная структура ДНК тотчас же решила задачу о том, как информация в этой молекуле могла бы копироваться, или реплицироваться. Она также дала первые ключи к решению вопроса о том, как молекула ДНК может использовать последовательность своих субъединиц для кодирования инструкций по изготовлению белков. Сегодня тот факт, что генети­ческим материалом является ДНК, настолько фундаментален для биологической мысли, что трудно оценить тот огромный пробел в наших представлениях о на­следственности, который был заполнен благодаря этому открытию.

Не­смотря на химическую простоту, структура и химические свойства ДНК делают ее идеально подходящей в качестве исходного материала для генов, потому что многочисленные белки в хромосомах приводят в порядок и упаковывают эту ДНК.
Упаковка при этом должна быть упорядоченной, чтобы хромосомы могли реплицироваться и правильно распределяться между двумя дочерними клетками при каждом делении материнской клетки. Она должна также обеспечивать доступ к хромосомной ДНК тем ферментам, которые восстанавливают ее, когда она повреждена, и тем специализированным белкам, которые направляют экспрессию всего множества ее генов. Упаковка ДНК изменяется по всей длине каждой хромосомы у эукариот, и как в особенностях укладки ДНК может сохраняться ценная летопись истории развития клетки.

За последние два десятилетия произошли кардинальные изменения в нашей способности определять точную последовательность субъединиц в молекулах ДНК. В результате этого мы теперь знаем порядка 3 миллиардов субъединиц ДНК, в ко­торых заложена информация о формировании взрослого человека из оплодотворен­ной яйцеклетки, равно как и последовательности ДНК тысяч других организмов.

Структура и функция ДНК

В 1940-е гг. биологам было трудно представить, каким образом ДНК могла быть генетическим материалом ввиду очевидной простоты ее химического строения. К тому времени было известно, что ДНК представляет собой длинный полимер, состоящий из субъединиц всего лишь четырех типов, которые к тому же обладают схожими химическими характеристиками.

В начале 1950-х гг. ДНК была иссле­дована при помощи рентгеноструктурного анализа — методики определения трех­мерной атомной структуры молекулы.
Первые результаты рентгеновского анализа показали, что ДНК состоит из двух полимерных нитей, закрученных в спираль. Тот факт, что ДНК является двухцепочечной молекулой, имел решающее значение и послужил одним из главных ориентиров, которые в сво­ей совокупности привели Уотсона и Крика к созданию модели структуры ДНК. Но только когда эта модель была предложена в 1953 г., стал очевиден потенциал ДНК для репликации и кодирования информации. В этом параграфе мы изучим структуру молекулы ДНК и объясним в общих чертах, что дает ей возможность хранить наследственную информацию.

Рисунок 3. Цепь ДНК и ее элементарные звенья.
ДНК состоит из нуклеотидов четырех типов, которые ковалентно связаны в полинуклеотидную цепь (нить ДНК), от сахаро-фосфатной основы которой отходят в сторону основания (A, C, G и T).
Молекула ДНК состоит из двух нитей ДНК, скрепленных друг с другом водородными связями между спаренными основаниями. Стрелки при концах цепей ДНК показывают их полярность, из чего можно видеть, что цепи в молекуле ДНК антипараллельны. На схеме в левом ниж­нем углу рисунка молекула ДНК показана выпрямленной; в действительности она закручена в двойную спираль, показанную справа.

Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей ну­клеотидов

Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) образована двумя длин­ными полинуклеотидными цепями, состоящими из нуклеотидных субъединиц четырех типов. Каждая из таких цепей известна как цепь ДНК, или нить ДНК. Водородные связи между входящими в состав нуклеотидов основаниями скрепля­ют эти две цепи друг с другом (рис. 3).

Нуклеотиды состоят из пятиуглеродного сахара, к которому присоединены одна или несколько фосфат­ных групп и азот-содержащее основание. В случае нуклеотидов ДНК сахар представлен дезоксирибозой, а к ней присоединена одна фосфатная группа (отсюда название «дезок­сирибонуклеиновая кислота»), а в качестве основания может выступать аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) или тимин (T).
Нуклеотиды ковалентно связаны друг с другом в цепь через сахара и фосфаты, которые, соответственно, образуют «основную цепь» из чередующихся звеньев -сахар-фосфат-сахар-фосфат-. Поскольку субъединицы этих четырех типов отличаются только основанием, каждая полинуклеотидная цепь в ДНК походит на ожерелье (основная цепь) из нанизанных бусин четырех типов (четыре основания A, C, G и T). Эти же символы (A, C, G и T) обычно употребляются также и для обозначения четырех различных нуклеотидов, то есть оснований с присоединенными к ним сахарными и фосфатными группами.

Рисунок 4. Комплементарные пары оснований в двойной спирали ДНК. Формы и химическая структура оснований обеспечивают эффективное образование водородных связей только между парами оснований А-T и G-C; при этом атомы, которые способны образовывать водородные связи, могут быть сведены на близкое друг от друга расстояние без искажения двойной спирали.
Как показано, между А и T образуются две водородные связи, тогда как между G и C образуется три связи. Основания могут спариваться подобным образом, только если обе полинуклеотидные цепи, которые их содержат, антипараллельны друг другу.

Способ, которым нуклеотидные субъединицы соединены друг с другом, придает нити ДНК химическую полярность. Если представить каждый сахар как блок с выдающимся штырьком (5'-фосфат) на одной стороне и с гнездом (3'-гидроксил) на другой (см. рис. 3), то в любой завершенной цепи, образованной путем сочленения штырьков с гнездами, все субъединицы будут выстроены в ряд в одной и той же ориентации. Более того, оба конца такой цепи будут легко различимы, поскольку на краю одного будет зиять свободное гнездо (3'-гидроксил), а на оконечности другого — торчать штырек (5'-фосфат). При ссылках на такого рода полярность в цепи ДНК один конец называют 3'-концом, а другой — 5'-концом.

Трехмерная структура ДНК — двойная спираль — обусловлена химическими и структурными особенностями двух ее полинуклеотидных цепей. Так, обе эти цепи скрепляются вместе водородными связями между находящимися друг против друга основаниями из различных нитей, при этом все основания находятся во внутренней части двойной спирали, а сахарофосфатные основные цепи располагаются с внеш­ней ее стороны (рис. 3). Во всех случаях более громоздкое двуциклическое основание спаривается с меньшим по «габаритам» одноциклическим основанием (пиримидином); А всегда образует пару с T, а G — с C (рис. 4).
Такое комплементарное спаривание оснований позволяет природе упаковывать пары оснований в энергетически наиболее благоприятном расположении - в сердцевине двойной спирали. При таком раскладе каждая пара оснований имеет практически одинаковую ширину, благодаря чему сахарофосфат- ные основные цепи удерживаются на равном расстоянии одна от другой на всем протяжении молекулы ДНК. Ради пущего умножения эффективности упаковки пар оснований обе сахарофосфатные основные цепи закручиваются друг вокруг друга и образуют двойную спираль с одним полным витком на каждые десять пар оснований (рис. 5).

Члены каждой пары оснований могут совместно уместиться в пределах сечения двойной спирали, только если обе цепи спирали будут антипараллельны, то есть если полярность одной нити ориентирована противоположно полярности другой нити (см. рис. 3 и 4). Вследствие этих требований к спариванию оснований нуклеотидная последователь­ность каждой из двух цепей молекулы ДНК является в точности комплементарной последовательности ну­клеотидов второй свитой с нею цепи.

В структуре ДНК заложен сам меха­низм наследственности

Гены несут биологическую информацию, которая должна точно копироваться для передачи следующе­му поколению каждый раз, когда клетка делится с образованием двух дочерних клеток. Исходя из этих требований возникают два ключевых вопроса био­логии: каким образом информация, необходимая для описания строения организма, может кодироваться в химической форме и каким образом она может быть точно скопирована? Открытие структуры двойной спирали ДНК явилось путеводной вехой для биологии XX столетия, потому что оно дало прямые ответы на оба вопроса и таким образом объяснило молекулярную основу наследственности. В этом параграфе мы кратко обсуждаем эти ответы, но в последующих главах книги исследуем их намного скрупулезнее.

Информация в ДНК закодирована собственно по­рядком следования, или последовательностью нуклео­тидов в обеих цепях. Каждое основание: A, C, T или G — можно рассматривать как букву четырех символь­ного алфавита, которым описываются биологические сообщения, заложенные в химической структуре ДНК. Как мы увидели в главе 1, организмы отличаются один от другого потому, что их соответствующие молекулы ДНК имеют различные последовательности нуклеотидов и, следовательно, несут различные биологические сообщения. Но как алфавит нуклеотидов используется для составления таких сообщений, и что в них написано?

Как обсуждалось выше, задолго до того, как определили структуру ДНК, было известно, что гены содержат инструкции для производства белков. Отсюда ясно, что сообщения, записанные в ДНК, тем или иным образом кодируют белки(рис. 6).

Рисунок 6. Связь между генетической информацией, которая заложена в ДНК, и белками

Эта связь сразу же облегчает поиск ответа на вышеозначенный вопрос; свойства любого белка, которые определяют его био­логическую функцию, обусловлены его трехмерной структурой. Эта структура определяется, в свою очередь, линейной последовательностью аминокислот, из которых он состоит.
Поэтому линейная последовательность нуклеотидов в гене должна так или иначе описывать линейную последовательность аминокислот в белке. Структура ДНК не говорит прямо о существовании точного соответствия между четырех-буквенным алфавитом нуклеотидов ДНК и двадцати-буквенным алфавитом аминокислот белков — генетического кода, — и прошло десятилетие после открытия двойной спирали, прежде чем его удалось установить.
Этот процесс известен под названием экспрессии генов, посредством которого клетка преобразует нуклеотидную после­довательность гена сначала в нуклеотидную последовательность молекулы РНК, а затем в аминокислотную последовательность белка.

Полный набор информации в ДНК организма называют его геномом, и он несет в себе информацию обо всех белках и молекулах РНК, которые организм когда- либо будет синтезировать. (Термин «геном» употребляется также и для описания ДНК, которая несет эту информацию.) Количество информации, содержащейся в геномах, колеблется: например, типичная диплоидная клетка человека содержит 2 метра двойной спирали ДНК. Записанная в виде четырех-буквенного нуклеотидного алфавита, последовательность нуклеотидов одного очень маленького гена человека занимает четверть страницы текста(рис. 7), тогда как полная последовательность нуклеотидов генома человека заполнила бы более тысячи книг размером с эту. В дополнение к важной информации другого рода, она несет инструкции примерно для 24 000 различных белков.

Рисунок 7. ДНК как матрица для дублирования самой себя.
Поскольку нуклеотид А успешно спаривается только с T, а G — с C, каждая из цепей ДНК может быть использована в качестве матрицы для задания последовательности нуклеотидов в комплементарной ей цепи.
За счет этого двухцепочечная ДНК может копироваться с необходимой точностью и каждая из родительских спиралей ДНК давать начало двум идентичным дочерним спиралям дезоксирибонуклеиновой кислоты.

При каждом делении клетка должна копировать содержащийся в ней геном, чтобы передать его обеим дочерним клеткам. Открытие структуры ДНК раскрыло также и принцип, благодаря которому такое копирование становится возможным: поскольку каждая из нитей ДНК содержит последовательность нуклеотидов, кото­рая является точно комплементарной последовательности нуклеотидов спаренной с нею нити, каждая из них может служить матрицей, или шаблоном, для синтеза новой комплементарной нити. Другими словами, если мы обозначим две нити ДНК как S и S', то нить S может служить матрицей для изготовления новой нити S', а нить S' может служить матрицей для создания новой нити S(рис. 7). Таким образом, заключенная в ДНК генетическая информация может быть точно скопи­рована до гениальности простым процессом, в ходе которого нить S отделяется от нити S' и каждая из отделившихся нитей затем служит матрицей для производства новой комплементарной нити-напарницы, которая является идентичной прежней партнерше.

Способность каждой из цепей молекулы ДНК выступать в качестве матрицы для «производства» комплементарной цепи позволяет клетке копировать, или репли­цировать, хранимый в ее составе геном перед передачей его потомкам.

У эукариот ДНК заключена в ядре клетки

Почти вся ДНК в клетке эукариот заключена в ядре, которое во многих клетках занимает около 10 % общего объема клетки. Эта полость ограничена ядерной оболочкой, образованной двумя концентрическими мембранами из двойного липидного слоя(рис. 8). Эти мембраны проколоты через определен­ные промежутки большими ядерными порами, через которые происходит перенос молекул между ядром и цитозолем. Оболочка ядра непосредственно соединена с раскинувшимися в объеме клетки мембранами эндоплазматической сети. И она механически поддерживается сетью промежуточных нитей, называемой ядерной пластинкой, которая образует тонкую листоподобную сетчатую структуру, рас­положенную сразу под внутренней ядерной мембраной (см. рис. 8, б).

Рисунок 8. Поперечный срез типичного ядра клетки.
а) Электронный снимок тонкого среза ядра фибробласта человека;
б) Схема, показывающая, что ядерная оболочка состоит из двух мембран, наружная плавно переходит в мембрану ЭПС. Пространство внутри эндоплазматической сети окрашено желтым; оно непосредственно связано с пространством между обеими ядерными мембранами. Двойные липидные слои внутренней и внешней ядерных мембран соединяются друг с другом через стенки всех ядерных пор. Подобная листу сеть промежуточных нитей внутри ядра создает механическую опору ядерной обо­лочке, образуя специальную поддерживающую структуру, называемую ядерной пластинкой.

Ядерная оболочка позволяет многим белкам, которые взаимодействуют с ДНК, скапливаться в тех местах внутриклеточного пространства, где они необходимы, и, как мы увидим в последующих главах, она также удерживает ядерные и цито­зольные ферменты отдельно друг от друга, что крайне важно для надлежащего функционирования клеток эукариот. Разделение пространства клетки на полости, или компартментализация, примером чего служит ядро, является важным прин­ципом биологии; это необходимо для обеспечения среды, в которой протекание биохимических реакций облегчается за счет высокой концентрации и субстратов, и ферментов, которые на них воздействуют. Кроме того, такое обособление простран­ственных областей препятствует ферментам, необходимым в одной части клетки, попадать в выстроенные биохимические пути в другой ее части.

Заключение

Генетическая информация содержится в линейной последовательности нуклеотидов ДНК. Все молекулы ДНК суть двойные спирали, образованные из двух комплементарных нуклеотидных цепей, скрепляемых одна с другой водородными связями межу парами оснований G—C и А—T. Дублирование гене­тической информации происходит путем использования одной из цепей ДНК в качестве матрицы Для формирования комплементарной ей цепи. Генетическая информация, хранимая в ДНК организма, содержит инструкции для всех белков, которые организм будет когда-либо синтезировать, и, как говорят, составляет его геном. У эукариот ДНК расположена в ядре клетки — крупном, окруженном мембраной компартменте.

Источник: "Molecular biology of the cell. Fifth edition. 2012"

Эукариотические клетки

В начале изучения цитологии должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки. Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Прежде чем обсуждать функции органелл внутри эукариотической клетки, давайте сначала рассмотрим два важных компонента клетки: плазматическую мембрану и цитоплазму.

Рисунок 1: На этом рисунке показаны типичные животная и растительная клетки.

Плазматическая мембрана

Подобно прокариотам, эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. 2), состоящую из фосфолипидного бислоя со встроенными белками, которые отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.

Фосфолипид - это молекула липида, состоящая из двух цепей жирных кислот и фосфатной группы. Плазматическая мембрана регулирует прохождение некоторых веществ, таких как органические молекулы, ионы и вода, предотвращая прохождение одних для поддержания внутренних условий, при этом активно вводя или удаляя другие. Другие соединения пассивно перемещаются через мембрану.

Рисунок 2. Плазматическая мембрана представляет собой фосфолипидный бислой с внедренными белками. Существуют и другие компоненты, такие как холестерин и углеводы, которые могут быть обнаружены в мембране в дополнение к фосфолипидам и белку.

Плазматические мембраны клеток, которые специализируются на абсорбции, сложены в виде пальцевидных выступов, называемых микроворсинками. Эта складка увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны. Такие клетки обычно выстилают тонкий кишечник - орган, поглощающий питательные вещества из переваренной пищи. Это отличный пример соответствия формы функциям конструкции.

Цитоплазма

Цитоплазма включает содержимое клетки между плазматической мембраной и ядерной оболочкой (структура будет обсуждена в ближайшее время). Она состоит из органелл, взвешенных в гелеобразном цитозоле, цитоскелете и различных химических веществах (рис. 1). Несмотря на то, что цитоплазма состоит на 70-80 процентов из воды, она имеет полутвердую консистенцию, которая обеспечивается белками внутри нее.

Однако, белки - не единственные органические молекулы, обнаруженные в цитоплазме. Там же находятся глюкоза и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и производные глицерина. Ионы натрия, калия, кальция и многих других элементов также растворяются в цитоплазме. В цитоплазме происходят многие метаболические реакции, включая синтез белка.

Цитоскелет

Рисунок 3. Микрофиламенты, промежуточные нити и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

Если бы вы удалили все органеллы из клетки, оставались бы только плазматическая мембрана и цитоплазма? Нет. Внутри цитоплазмы все еще будут ионы и органические молекулы, а также сеть белковых волокон, которая помогает поддерживать форму клетки, закрепляет определенные органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и дает возможность одноклеточным организмам передвигаться самостоятельно. В совокупности эта сеть белковых волокон известна как цитоскелет.

Внутри цитоскелета есть три типа волокон: микрофиламенты, также известные как актиновые филаменты, промежуточные филаменты и микротрубочки (рис. 3).

Микрофиламенты являются самыми тонкими из волокон цитоскелета и участвуют в перемещении клеточных компонентов, например, во время деления клеток. Они также поддерживают структуру микроворсинок, обширную складку плазматической мембраны, обнаруженную в клетках, предназначенных для абсорбции. Эти компоненты также распространены в мышечных клетках и отвечают за сокращение мышечных клеток.

Промежуточные филаменты имеют промежуточный диаметр и выполняют структурные функции, такие как поддержание формы клетки и закрепление органелл. Кератин, соединение, укрепляющее волосы и ногти, образует промежуточные волокна одного типа.

Микротрубочки - самые толстые из волокон цитоскелета. Это полые трубки, которые могут быстро растворяться и преобразовываться.

Микротрубочки направляют движение органелл и представляют собой структуры, которые притягивают хромосомы к своим полюсам во время деления клеток. Они также являются структурными компонентами жгутиков и ресничек. В ресничках и жгутиках микротрубочки организованы в виде круга из девяти двойных микротрубочек снаружи и двух микротрубочек в центре.

Центросома - это область около ядра клеток животных, которая функционирует как центр организации микротрубочек. Он содержит пару центриолей, - две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

Центросома реплицируется до деления клетки, и центриоли играют роль в перемещении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки. Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, поскольку клетки, у которых удалены центриоли, все еще могут делиться, а клетки растений, у которых отсутствуют центриоли, способны к делению клеток.

Жгутики и реснички

Жгутики представляют собой длинные, похожие на волосы структуры, которые отходят от плазматической мембраны и используются для перемещения всей клетки (например, сперматозоидов, эвглены). Если у клетки есть жгутик, то как правило их количество колеблется от одного до нескольких.

Однако, когда присутствуют реснички, их обычно много, и они проходят по всей поверхности плазматической мембраны. Это короткие, похожие на волосы структуры, которые используются для перемещения целых клеток (например, парамеций) или перемещения веществ по внешней поверхности клетки (например, реснички клеток, выстилающих фаллопиевы трубы, которые перемещают яйцеклетку к матке, или реснички, выстилающие клетки дыхательных путей, которые перемещают твердые частицы к горлу).

Эндомембранная система

Эндомембранная система (эндо = внутри) - это группа мембран и органелл (рис. 4) в эукариотических клетках, которые работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. Он включает ядерную оболочку, лизосомы и везикулы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, о которых мы вскоре поговорим. Хотя технически не внутри клетки, плазматическая мембрана включена в эндомембранную систему, потому что, как вы увидите, она взаимодействует с другими эндомембранозными органеллами.

Ядро

Обычно ядро является наиболее заметной органеллой в клетке. Ядро содержит ДНК клетки в форме хроматина и направляет синтез рибосом и белков. Рассмотрим его подробнее (Рисунок 4).

Рисунок 4. Самой внешней границей ядра является ядерная оболочка. Обратите внимание, что ядерная оболочка состоит из двух фосфолипидных бислоев (мембран) - внешней мембраны и внутренней мембраны - в отличие от плазматической мембраны, которая состоит только из одного фосфолипидного бислоя.

Ядерная оболочка представляет собой структуру с двойной мембраной, которая составляет самую внешнюю часть ядра. И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой бислои фосфолипидов.

Ядерная оболочка перемежается порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.

Чтобы понять хроматин, полезно сначала рассмотреть хромосомы. Хромосомы - это структуры ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала и белков. Эта комбинация ДНК и белков называется хроматином.

Хромосомы эукариот представляют собой линейные структуры, у каждого вида есть определенное количество хромосом в ядрах клеток его тела. Например, у человека число хромосом составляет 46, тогда как у дрозофилы число хромосом равно 8.

Хромосомы видны и отличимы друг от друга только тогда, когда клетка готовится к делению. Когда клетка находится в фазах роста и поддержания своего жизненного цикла, хромосомы напоминают размотанный беспорядочный пучок нитей, который и является хроматином.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) (рис. 5) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Однако эти две функции выполняются в отдельных областях эндоплазматической сети: шероховатом эндоплазматическом ретикулуме и гладком эндоплазматическом ретикулуме соответственно.

Полая часть канальцев ЭР называется просветом или цистернальным пространством. Мембрана ЭР, представляющая собой бислой фосфолипидов, залитый белками, непрерывна с ядерной оболочкой.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР) назван так потому, что рибосомы, прикрепленные к его цитоплазматической поверхности, придают ему вид шипов при просмотре в электронный микроскоп.

Рибосомы синтезируют белки, будучи прикрепленными к ЭР, что приводит к переносу их вновь синтезированных белков в просвет ШЭР, где они претерпевают модификации, такие как сворачивание или добавление сахаров. ШЭР также производит фосфолипиды для клеточных мембран.

Если фосфолипидам или модифицированным белкам не суждено оставаться в ЭР, они будут упакованы в пузырьки и транспортироваться из ШЭР путем отпочкования от мембраны (Рисунок 4). Поскольку шероховатый ЭР участвует в модификации белков, которые будут секретироваться из клетки, его много в клетках, секретирующих белки, таких как печень.

Гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР) является продолжением ШЭР, но на ее цитоплазматической поверхности мало рибосом или они отсутствуют вовсе (см. Рисунок 4). Функции гладкого ЭР включают синтез углеводов, липидов (включая фосфолипиды) и стероидных гормонов, детоксикация лекарств и ядов, метаболизм алкоголя, и хранение ионов кальция.

Аппарат Гольджи

Рисунок 5. Аппарат Гольджи в этой просвечивающей электронной микрофотографии белой клетки крови виден как стопка полукруглых уплощенных колец в нижней части этого изображения. Рядом с аппаратом Гольджи можно увидеть несколько везикул.

Мы уже упоминали, что пузырьки могут отпочковываться из ЭР, но куда они деваются? Перед достижением конечного пункта назначения липиды или белки в транспортных пузырьках необходимо отсортировать, упаковать и пометить, чтобы они оказались в нужном месте.

Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцом Гольджи), в серии уплощенных мембранных мешочков (рис. 5).

Аппарат Гольджи имеет принимающую поверхность (cis) рядом с эндоплазматическим ретикулумом и высвобождающую (trans) поверхность на стороне от ЭР, к клеточной мембране. Транспортные пузырьки, которые образуются из ЭР, перемещаются к принимающей стороне, сливаются с ней и выделяют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи.

Когда белки и липиды проходят через Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации. Наиболее частая модификация - добавление коротких цепочек молекул сахара. Затем вновь модифицированные белки и липиды маркируются небольшими молекулярными группами, чтобы они направлялись в нужное место назначения.

Наконец, модифицированные и помеченные белки упаковываются в пузырьки, которые отпочковываются с противоположной стороны Гольджи. В то время как некоторые из этих пузырьков, - транспортирующие, откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие, секреторные пузырьки, сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

Количество Гольджи в различных типах клеток снова показывает, что форма следует за функцией внутри клеток. Клетки, которые участвуют в большой секреторной деятельности (например, клетки слюнных желез, которые секретируют пищеварительные ферменты, или клетки иммунной системы, которые секретируют антитела), имеют большое количество аппаратов Гольджи.

В растительных клетках Гольджи играет дополнительную роль в синтезе полисахаридов, некоторые из которых включены в клеточную стенку, а некоторые используются в других частях клетки.

Лизосомы

В клетках животных лизосомы представляют собой «мусоропровод». Пищеварительные ферменты в лизосомах помогают расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл. У одноклеточных эукариот лизосомы важны для переваривания пищи, которую они глотают, и для повторного использования органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH (более кислом), чем ферменты, расположенные в цитоплазме. Многие реакции, протекающие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого - группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком. Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 6).

Рисунок 6. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем срастается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть разрушен.

Везикулы и вакуоли

Везикулы и вакуоли - это мембранные мешочки, которые служат для хранения и транспортировки. Вакуоли несколько крупнее везикул, и мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Везикулы могут сливаться с другими мембранами внутри клеточной системы. Кроме того, ферменты в вакуолях растений могут разрушать макромолекулы.

Рисунок 7. Эндомембранная система работает над модификацией, упаковкой и переносом липидов и белков.

Рибосомы

Рисунок 8. Рибосомы состоят из большой субъединицы и малой субъединицы. Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

Рибосомы - это клеточные структуры, ответственные за синтез белка. При просмотре в электронный микроскоп свободные рибосомы выглядят как кластеры или отдельные крошечные точки, свободно плавающие в цитоплазме.

Рибосомы могут быть прикреплены либо к цитоплазматической стороне плазматической мембраны, либо к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума (рис. 8). Электронная микроскопия показала, что рибосомы состоят из больших и малых субъединиц.

Рибосомы - это ферментные комплексы, отвечающие за синтез белка.

Поскольку синтез белка важен для всех клеток, рибосомы находятся практически в каждой клетке, хотя в прокариотических клетках они меньше. Их особенно много в незрелых эритроцитах для синтеза гемоглобина, который участвует в транспортировке кислорода по всему телу.

Митохондрии

Рисунок 9. Эта просвечивающая электронная микрофотография показывает митохондрию, если смотреть с помощью электронного микроскопа.

Митохондрии часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они отвечают за выработку аденозинтрифосфата (АТФ), основной молекулы, несущей энергию клетки.

Образование АТФ при распаде глюкозы известно как клеточное дыхание. Митохондрии - это органоиды овальной формы с двумя мембранами (рис. 9), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками.

Внутренний слой имеет складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны.

Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

В соответствии с нашей темой следования форме за функцией важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, потому что мышечным клеткам требуется много энергии для сокращения.

Пероксисомы

Пероксисомы - это маленькие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они проводят реакции окисления, разрушающие жирные кислоты и аминокислоты. Они также выводят токсины из многих ядов, которые могут попасть в организм.

Алкоголь детоксицируется пероксисомами в клетках печени. Побочным продуктом этих реакций окисления является перекись водорода H₂O₂, которая содержится в пероксисомах, чтобы предотвратить повреждение химическим веществом клеточных компонентов за пределами органелл. Перекись водорода безопасно расщепляется пероксисомальными ферментами на воду и кислород.

Клетки животных против клеток растений

Несмотря на их фундаментальное сходство, между животными и растительными клетками есть поразительные различия (см. Таблицу).

• Клетки животных имеют центриоли, центросомы (обсуждаемые в рамках цитоскелета) и лизосомы, тогда как клетки растений их не имеют.

• У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, и большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Клеточная стенка

На рисунке 1, схеме растительной клетки, вы видите структуру вне плазматической мембраны, называемую клеточной стенкой. Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Клетки грибов и протистов также имеют клеточные стенки.

В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 10), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы. Когда информация о питании касается пищевых волокон, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

Рисунок 10. Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, связанных 1-4 связью. Пунктирные линии на каждом конце фигуры указывают на ряд большего количества единиц глюкозы.

Хлоропласты

Подобно митохондриям, хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы. Хлоропласты участвуют в фотосинтезе и могут быть обнаружены в эукариотических клетках, таких как растения и водоросли. При фотосинтезе углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и кислорода. В этом основное различие между растениями и животными: растения (автотрофы) способны производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные (гетеротрофы) должны полагаться на другие организмы в качестве органических соединений или источника пищи.

Рисунок 11. Эта упрощенная диаграмма хлоропласта показывает внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану, тилакоиды, грану и строму.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 11). Каждый стек тилакоидов называется грана. Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется строма.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает энергию солнечного света для фотосинтеза. Как и в клетках растений, у фотосинтезирующих протистов есть хлоропласты. Некоторые бактерии также осуществляют фотосинтез, но у них нет хлоропластов. Их фотосинтетические пигменты расположены в тилакоидной мембране внутри самой клетки.

Эволюция в действии

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение. Симбиоз - это отношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу.

Эндосимбиоз (эндо- = внутри) - это отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Микробы, вырабатывающие витамин К, например, Escherichia coli, обитают в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстом кишечнике.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что митохондрии и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы, как и бактерии. Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали взаимовыгодные эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали аэробные бактерии и цианобактерии, но не уничтожали их. В процессе эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии стали митохондриями, а фотосинтезирующие бактерии - хлоропластами.

Центральная вакуоль

Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток. Если вы посмотрите на рисунок 1, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, занимающую большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды.

В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это связано с тем, что, когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.

По мере того как центральная вакуоль сжимается, она оставляет клеточную стенку без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

Внеклеточный матрикс животных клеток

Рисунок 12. Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 12).

Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

Свертывание крови является примером роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации. Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, в них появляется белковый рецептор, называемый тканевым фактором.

Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шагов, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

Межклеточные соединения

Клетки также могут общаться друг с другом посредством прямого контакта, называемого межклеточными соединениями. Есть некоторые различия в способах, которыми это делают клетки растений и животных. Плазмодесмы представляют собой соединения между растительными клетками, тогда как контакты животных клеток включают плотные и щелевые соединения, а также десмосомы.

Как правило, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы - это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 13а).

Плотное соединение - это водонепроницаемое соединение между двумя соседними клетками животных (рис. 13б). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 13в). Они удерживают клетки вместе в виде листов в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том смысле, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые обеспечивают транспорт ионов, питательных веществ и других веществ, которые позволяют клеткам общаться (рис. 13г). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

Рисунок 13. Существует четыре типа соединений между ячейками. (а) Плазмодезма представляет собой канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяются с соседними клетками животных. (в) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (г) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных.

Таблица 1

Резюме

Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше, чем прокариотическая клетка, имеет истинное ядро (то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другие мембраны - связанные органеллы, которые позволяют разделить функции.

Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Ядрышко внутри ядра является местом сборки рибосом. Рибосомы находятся в цитоплазме или прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или эндоплазматического ретикулума. Они осуществляют синтез белка. Митохондрии выполняют клеточное дыхание и производят АТФ. Пероксисомы расщепляют жирные кислоты, аминокислоты и некоторые токсины. Пузырьки и вакуоли - это отсеки для хранения и транспортировки. В клетках растений вакуоли также помогают расщеплять макромолекулы.

Клетки животных также имеют центросому и лизосомы. Центросома состоит из двух тел, центриолей, роль которых в делении клеток неизвестна. Лизосомы - это пищеварительные органеллы клеток животных.

Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и центральную вакуоль. Стенка растительной клетки, основным компонентом которой является целлюлоза, защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает клетке форму. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Центральная вакуоль расширяется, увеличивая клетку без необходимости производить больше цитоплазмы.

Эндомембранная система включает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, а также плазматическую мембрану. Эти клеточные компоненты работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать, маркировать и транспортировать мембранные липиды и белки.

Цитоскелет состоит из трех разных типов белковых элементов. Микрофиламенты придают клетке жесткость и форму, а также облегчают клеточные движения. Промежуточные нити несут напряжение и закрепляют на месте ядро и другие органеллы. Микротрубочки помогают клетке противостоять сжатию, служат дорожками для моторных белков, которые перемещают везикулы через клетку и тянут реплицированные хромосомы к противоположным концам делящейся клетки. Они также являются структурными элементами центриолей, жгутиков и ресничек.

Клетки животных общаются через свои внеклеточные матрицы и связаны друг с другом плотными контактами, десмосомами и щелевыми контактами. Клетки растений связаны и общаются друг с другом с помощью плазмодесм.

Внешнее и внутреннее строение глаза человека.

Глаз - это сенсорный орган, который улавливает электромагнитное излучение с определенными длинами волн (свет), которое испускается объектами или отражается от них в пределах поля зрения, и преобразующий эти лучи в электрические импульсы.

• Глаз человека чувствителен к излучению видимого спектра в диапазоне от 380 до 760 нм;

• Каждый квант света вызывает фотохимическую реакцию в фоторецепторах;

• Глазное яблоко по форме – сферическая структура, диаметр 24 мм, масса 6-8 грамм.

• Оно расположено в углублении черепа – глазнице, и удерживается там благодаря четырем прямым и двум косым мышцами.

Орган зрения – глаз.

• Он состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата;

• Вспомогательный аппарат – веки, ресницы, слезные железы, мышцы глазного яблока.

Веки образованы складками кожи, выстланными изнутри слизистой оболочкой (конъюктивой).

Конъюктива – тонкий прозрачный соединительнотканный слой клеток, защищающий роговицу и переходящий в эпителий внутренней поверхности век

• Ресницы защищают глаз от частичек пыли.

• Слезные железы расположены в наружном верхнем углу глаза и продуцируют слезы, которые омывают переднюю часть глазного яблока и через носослезный канал попадают в полость носа.

Мышцы глазного яблока приводят его в движение и ориентируют в нужную сторону.

Глазное яблоко -3 оболочки:

1) фиброзная (наружняя):

• задний отдел – склера (плотная непрозрачная);

• передний – роговица (прозрачная, выпуклая).

2) сосудистая (средняя) – богата сосудами и пигментами; состоит из

• сосудистой оболочки (задняя часть),

• ресничного тела (ресничная мышца),

• радужной оболочки (имеет вид кольца, окраска зависит от пигмента; в центре радужки - зрачок)

3) сетчатую (внутреннюю),

и внутреннее ядро – состоит из хрусталика, стекловидного тела, водянистой влаги.

Задний отдел фиброзной оболочки – склера (плотная непрозрачная).

Основная часть глаза состоит из «вспомогательных структур», пропускающих свет к фоторецепторным клеткам, образующий самый внутренний слой глаза – сетчатку.

Сетчатка – 2 части:

• задняя – зрительная, воспринимает световые раздражения;

• передняя – слепая, не содержит светочувствительных элементов.

Задняя (зрительная часть) содержит светочувствительные рецепторы – палочки (130 млн) и колбочки (7 млн).

• Палочки возбуждаются слабым сумеречным светом, не различают цвет; имеют красный пигмент родопсин;

• Колбочки (в центре сетчатки) возбуждаются ярким светом, способны различать цвет; имеют пигмент иодопсин.

Важно! Под влиянием квантов света в результате фотохимических реакций эти вещества распадаются, а в темноте – восстанавливаются;

Важно! При отсутствии витамина А, который восстанавливает родопсин – куриная слепота.

В сетчатке – 3 типа колбочек: воспринимают красный, зеленый, сине – фиолетовый цвета ( остальные цвета – от их комбинации).

• Одновременное раздражение палочек и колбочек – белый цвет.

Напротив зрачка – желтое пятно.

Желтое пятно – место наилучшего видения, здесь только колбочки; наиболее четко видение предметов; по ее периферии – палочки.

Место на сетчатке, откуда выходит зрительный нерв – слепое пятно.

Слепое пятно – место отхождения зрительного нерва от сетчатки; не содержит ни палочек, ни колбочек, поэтому не обладает чувствительностью

• Сетчатка окружена сосудистой оболочкой, переходящей снаружи в ресничное тело и радужку со зрачком.

Наружный слой глазного яблока – фиброзная оболочка, - подразделяется на роговицу и склеру.

Непосредственно за зрачком находится хрусталик.

Хрусталик – это двояковыпуклая линза; задняя часть – к стекловидному телу, а передняя – к радужной оболочке.

Сокращение мышцы ресничного тела – связан с хрусталиком – меняет кривизну – лучи света преломляются – изображение попадает на желтое пятно сетчатки.

Внутреннее строение глаза

Аккомодация – это способность хрусталика изменять кривизну в зависимости от удаленности предметов.

• Нарушения – близорукость (изображение фокусируется перед сетчаткой) и дальнозоркость (изображение фокусируется за сетчаткой).

Внутренняя часть сферы занята стекловидным телом и так называемой водянистой влагой, которые создают внутри глазное давление.

Водянистая влага – это прозрачный солевой раствор, секретируемый ресничным телом, заполняющий переднюю и заднюю камеры глаза между роговицей и хрусталиком; переходит в кровь через шлеммов канал.

• Передняя камера глаза – между роговицей и и радужкой;

• Задняя камера глаза – между радужкой и хрусталиком.

Последовательность прохождения света через оболочки глаза:

Роговица→ водянистая влага → зрачок → хрусталик → стекловидное тело → сетчатка глаза (в результате преломления лучей на сетчатке – изображение перевернутое и уменьшенное) – информация в кору головного мозга – обрабатывается – нормальное положение предметов.

Фотохимические реакции в колбочках и палочках - нервные импульсы – через зрительный нерв – зрительная зона больших полушарий.

Список важных терминов:

Функции частей глаза:

- Склера – плотная, богата коллагеновыми волокнами, оболочка белого цвета; защищает глаз от повреждений, поддерживает его форму;

- роговица – прозрачная передняя сторона склер, благодаря искривленной поверхности действует как главная светопреломляющая структура, направляющая световые лучи на сетчатку;

- конъюктива – тонкий прозрачный соединительнотканный слой клеток, защищающий роговицу и переходящий в эпителий внутренней поверхности век;

- сосудистая оболочка – слой, пронизанный кровеносными сосудами, питающими сетчатку, и выстланный изнутри черным пигментным эпителием, предотвращающим отражение света внутри глаза;

- ресничное (цилиарное) тело – место соединения склеры и роговицы; содержит эпителиальные клетки, кровеносные сосуды и ресничную мышцу;

- ресничная мышца – кольцо, состоящее из гладких мышечных волокон, кольцевых и радиальных, которые изменяют кривизну хрусталика в процессе аккомодации;

- цилиарная связка – соединяет хрусталик с ресничным телом;

- хрусталик – прозрачная упругая двояковыпуклая линза; обеспечивает тонкую фокусировку лучей света на сетчатке за счет изменения своей кривизны и разделяет камеры, заполненные водянистой влагой и стекловидным телом;

- водянистая влага – прозрачный солевой раствор, секретируемый ресничным телом, заполняющий переднюю и заднюю камеры глаза между роговицей и хрусталиком; переходит в кровь через шлемов канал;

- радужка – кольцевая диафрагма, содержащая пигмент, определяющий цвет глаз; разделяет пространство, заполненное водянистой влагой, на переднюю и заднюю камеры и регулирует количество проникающего в глаз света;

- зрачок – центральное отверстие радужки, пропускающее свет внутрь глаза;

- стекловидное тело – прозрачная желеобразная масса, окруженная мембраной, заполняющая изнутри глазное яблоко и поддерживающая его форму;

- желтое пятно – самая сильная по разрешающей способности (остроте зрения) часть сетчатки, диаметр 0,5 мм, содержит только колбочки; здесь фокусируется основная часть световых лучей;

Нервная система

Раздражимость или чувствительность – характерная черта всех живых организмов, означающая их способность реагировать на сигналы или раздражители.

Сигнал воспринимается рецептором и передается с помощью нервов и (или) гормонов к эффектору, который осуществляет специфическую реакцию или ответ.

Животные имеют две взаимосвязанные системы координации функций – нервную и гуморальную (см. таблицу).

Нервная система состоит из высокоспециализированных клеток со следующими функциями:

- восприятие сигналов – рецепторы;

- преобразование сигналов в электрические импульсы (трансдукция);

- проведение импульсов к другим специализированным клеткам – эффекторам, которые получив сигнал, дают ответ;

Связь между рецепторами и эффекторами осуществляют нейроны.

Нейрон – это структурно – функциональная единица НС.

Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейрон имеет сложное строение и узкую специализацию. Нервная клетка содержит ядро, тело клетки и отростки (аксоны и дендриты).

В головном мозге человека насчитывается около 90—95 миллиардов нейронов. Нейроны могут соединяться друг с другом, образуя биологические нейронные сети.

Нейроны разделяют на рецепторные, эффекторные и вставочные.

Тело нейрона: ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (ЭПС, рибосомы, аппарат Гольджи, микротрубочки), а также из отростков (дендриты и аксоны).

Нейроглия – совокупность вспомогательных клеток НС; составляет 40% общего объема ЦНС.

Отростки нейронов:

• Аксон – длинный отросток нейрона; проводит импульс от тела клетки; покрыт миелиновой оболочкой (образует белое вещество мозга)
• Дендриты - короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона; проводит импульс к телу клетки; не имеют оболочки

Важно! Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон.

Важно! Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

Виды нейронов:

• чувствительные – передают возбуждение от органов чувств в спинной и головной мозг
• двигательные – передают возбуждение от головного и спинного мозга к мышцам и внутренним органам
• вставочные – осуществляют связь между чувствительными и двигательным нейронами, в спинном и головном мозге

Нервные отростки образуют нервные волокна.

Пучки нервных волокон образуют нервы.

Нервы – чувствительные (образованы дендритами), двигательные (образованы аксонами), смешанные (большинство нервов).

Синапс – это специализированный функциональный контакт между двумя возбудимыми клетками, служащий для передачи возбуждения

У нейронов синапс находится между аксоном одной клетки и дендритом другой; при этом физического контакта не происходит – они разделены пространством - синаптической щель.

Нервная система:

• периферическая (нервы и нервные узлы) – соматическая и автономная
• центральная (головной и спинной мозг)

В зависимости от характера иннервации НС:

• Соматическая – управляет деятельностью скелетной мускулатуры, подчиняется воле человека

• Вегетативная (автономная) – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека

Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, представляющая собой совокупность чувствительных и двигательных нервных волокон, иннервирующих мышцы (у позвоночных — скелетные), кожу, суставы.

Она представляет часть периферической нервной системы, которая занимается доставкой моторной (двигательной) и сенсорной (чувственной) информации до центральной нервной системы и обратно. Эта система состоит из нервов, прикрепленных к коже, органам чувств и всем мышцам скелета.

Соматическая НС:

• спинномозговые нервы – 31 пара; связаны со спинным мозгом; содержат как двигательные, так и сенсорные нейроны, поэтому смешанные;
• черепномозговые нервы – 12 пар; отходят от головного мозга, иннервируют рецепторы головы (за исключением блуждающего нерва – иннервирует сердце, дыхание, пищеварительный тракт); бывают сенсорными, моторными (двигательными) и смешанными

Рефлекс – это быстрый автоматический ответ на раздражитель, осуществляемый без осознанного контроля головного мозга.

Рефлекторная дуга – путь, проходимый нервными импульсами от рецептора до рабочего органа.

От рецептора –

• в ЦНС – по чувствительному пути;
• от ЦНС – к рабочему органу – по двигательному пути

Рефлекторная дуга:

- рецептор (окончание дендрита чувствительного нейрона) – воспринимает раздражение

- чувствительное (центростремительное) нервное волокно – передает возбуждение от рецептора к ЦНС

- нервный центр – группа вставочных нейронов, расположены на разных уровнях ЦНС; передает нервные импульсы с чувствительных нейронов на двигательные

- двигательное (центробежное) нервное волокно – передает возбуждение от ЦНС к исполнительному органу

Простая рефлекторная дуга: два нейрона – чувствительный и двигательный (пример – коленный рефлекс)

Сложная рефлекторная дуга: три нейрона – чувствительный, вставочный, двигательный (благодаря вставочным нейронам происходит обратная связь между рабочим органом и ЦНС, что позволяет вносить изменения в работу исполнительных органов)

Вегетативная (автономная) нервная система – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека.

Делится на симпатическую и парасимпатическую.

Обе состоят из вегетативных ядер (скопления нейронов, лежащих в спинном и головном мозге), вегетативных узлов (скопления нейронов, нейронов, за пределами НС), нервных окончаний (в стенках рабочих органов)

Путь от центра до иннервируемого органа состоит из двух нейронов (в соматической - один).

Общие эффекты симпатической и парасимпатической НС на органы:

• Симпатическая НС – расширяет зрачки, угнетает слюноотделение, повышает частоту сокращений, расширяет сосуды сердца, расширяет бронхи, усиливает вентиляцию легких, угнетает перистальтику кишечника, угнетает секрецию пищеварительных соков усиливает потоотделение, удаляет с мочой лишний сахар; общий эффект – возбуждающий, повышает интенсивность обмена, снижает порог чувствительности; активизирует во время опасности, стресса, контролирует реакции на стресс

• Парасимпатическая НС – сужает зрачки, стимулирует слезотечение, уменьшает частоту сердечных сокращений, поддерживает тонус артериол кишечника, скелетных мышц, снижает кровяное давление, уменьшает вентиляцию легких, усиливает перистальтику кишечника, расширяет артериолы в коже лица, увеличивает выделение с мочой хлоридов; общий эффект – тормозящий, снижает или не влияет на интенсивность обмена, восстанавливает порог чувствительности; доминирует в состоянии покоя, контролирует функции в повседневных условиях

Центральная нервная система (ЦНС) – обеспечивает взаимосвязь всех частей НС и их координированную работу

У позвоночных ЦНС развивается из эктодермы (наружного зародышевого листка)

ЦНС – 3 оболочки:

- твердая мозговая (dura mater) - снаружи;

- паутинная оболочка;

- мягкая мозговая оболочка (pia mater) – прилегает непосредственно к мозгу.

Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа; содержит

- белое вещество - проводящие пути между головным мозгом и спинным, между отделами головного мозга

- серое вещество - в виде ядер внутри белого вещества; кора покрывающая большие полушария и мозжечок

Масса головного мозга – 1400-1600 грамм.

5 отделов:

• продолговатый мозг – продолжение спинного мозга; центры пищеварения, дыхания, сердечной деятельности, рвота, кашель, чихание, глотание, слюноотделение, проводящая функция
• задний мозг – состоит из варолиевого моста и мозжечка; варолиев мост связывает мозжечок и продолговатый мозг с большими полушариями; мозжечок регулирует двигательные акты (равновесие, координация движений, поддержание позы)
• промежуточный мозг – регуляция сложных двигательных рефлексов; координация работы внутренних органов; осуществление гуморальной регуляции;
• средний мозг – поддержание тонуса мыщц, ориентировочные, сторожевые, оборонительные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители;
• передний мозг (большие полушария) – осуществление психической деятельности (память, речь, мышление).

Промежуточный мозг включает таламус, гипоталамус, эпиталамус

Таламус – подкорковый центр всех видов чувствительности (кроме обонятельного), регулирует внешнее проявление эмоций (мимика, жесты, изменение пульса, дыхания)

Гипоталамус – центры вегетативной НС, обеспечивают постоянство внутренней среды, регулируют обмен веществ, температуру тела, чувство жажды, голода, насыщения, сна, бодрствования; гипоталамус контролирует работу гипофиза

Эпиталамус – участие в работе обонятельного анализатора

Передний мозг имеет два больших полушария: левое и правое

• Серое вещество (кора) находится сверху полушарий, белое – внутри

• Белое вещество – это проводящие пути полушарий; среди него – ядра серого вещества (подкорковые структуры)

Кора больших полушарий – слой серого вещества, 2-4 мм в толщину; имеет многочисленные складки, извилины

Каждое полушарие разделено бороздами на доли:

- лобная – вкусовая, обонятельная, двигательная, кожно- мускульная зоны;

- теменная – двигательная, кожно- мускульная зоны;

- височная – слуховая зона;

- затылочная – зрительная зона.

Важно! Каждое полушарие отвечает за противоположную сторону тела.

• Левое полушарие – аналитическое; отвечает за абстрактное мышление, письменную и устную речь;

• Правое полушарие – синтетическое; отвечает за образное мышление.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале; имеет вид белого шнура, длина 1м; на передней и задней сторонах есть глубокие продольные борозды

В самом центре спинного мозга – центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью.

Канал окружен серым веществом (имеет вид бабочки), который окружен белым веществом.

• В белом веществе – восходящие (аксоны нейронов спинного мозга) и нисходящие пути (аксоны нейронов головного мозга)

• Серое вещество напоминает контур бабочки, имеет три вида рогов.

- передние рога – в них расположены двигательные нейроны (мотонейроны) – их аксоны иннервируют скелетные мышцы

- задние рога – содержат вставочные нейроны – связывают чувствительные и двигательные нейроны

- боковые рога – содержат вегетативные нейроны – их аксоны идут на периферию к вегетативным узлам

Спинной мозг – 31 сегмент; от каждого сегмента отходит 1 пара смешанных спинномозговых нервов, имеющих по паре корешков:

- передний (аксоны двигательных нейронов);

- задний (аксоны чувствительных нейронов.

Функции спинного мозга:

- рефлекторная – осуществление простых рефлексов (сосудодвигательных, дыхательных, дефекации, мочеиспускания, половых);

- проводниковая – проводит нервные импульсы от и к головному мозгу.

Повреждение спинного мозга приводит к нарушению проводниковых функций, вследствие чего – паралич.

Тип Членистоногие

Ароморфозы (появляется впервые):

• Гетерономная сегментация тела;

• Наружный скелет (хитин);

• Конечности (членистые);

• Отделы тела (голова, грудь, брюшко).

Класс Ракообразные

Конечности:

• На голове: 5 пар:

1 пара - Антеннулы (обоняние) – короткие усики;

2 пара - Антенны (осязание) – длинные усики;

3 пара - Мандибулы (верхние челюсти) или жвалы – измельчение пищи;

4 и 5 пара - Максиллы (2 пары нижних челюстей) – подают пищу в рот.

• На груди: 8 пар:

3 пары - Ногочелюсти (максиллоподы – образуют ротовой аппарат);

1 пара – рвут добычу, продвигают ее в рот;

2 и 3 пара – имеют у основания жабры;

Ходильные ноги – передвижение;

1-я пара- клешни – нападение, захват добычи, защита;

• На брюшке: 6 пар:

5 пар – плавательные ноги (у самцов – 1 - 2 пары копулятивный орган; самки вынашивают икринки);

6 пара вместе с 7 сегментом брюшка (тельсон) – хвостовой плавник.

Кровеносная система: незамкнутая; кровь – гемолимфа (голубого цвета)

• Сердце – в форме пятиугольного мешочка, в околосердечной сумке на спинной стороне тела; имеет 3 отверстия (остии);

• От сердца – сосуды – в полость тела – газообмен – в жабрах обогащается O₂ – жаберно-сердечные каналы – околосердечная сумка – остии - сердце

Пищеварительная система: имеет 3 отдела – передний, средний, задний;

• Рот – глотка – пищевод – двухкамерный желудок (2 отдела: жевательный – 3 хитиновых зубца – перетирание; цедильный – система складок – пропуск измельченной пищи) – кишечник – анальное отверстие.

Выделительная система: 1 пара зеленых желез, их протоки – открываются в основании антенн (антеллярные железы); также есть 2 пара желез – в основании челюстей (максиллярные железы).

Дыхательная система: жабры - в околожаберной полости – сообщается с внешней средой через щели в карапаксе (спинной щиток, покрывающий тело) – жабры омываются водой при помощи конечностей;

• У мелких представителей жабр нет, дыхание всей поверхностью тела.

Нервная система: крупный головной ганглий – окологлоточное нервное кольцо – брюшная нервная цепочка.

Органы чувств:

• Орган зрения: глаза (сложные, фасеточные) – на стебельках, содержат 3000 мелких глазков – каждый глазок состоит из прозрачной кутикулы, покрывающий хрустальный конус (4 прозрачные клетки) – под конусом – 8 светочувствительных (ретинальных) клеток;

• Орган обоняния и химического чувства: короткие усики (антеннулы);

• Орган осязания: длинные усики (антенны);

• Орган равновесия: статоциты.

Покров тела: хитинизированная кутикула (с CaCO₃) – плотный панцирь (карапакс) – может сбрасываться; и гиподерма.

Половая система: раздельнополые; самки имеют брюшко шире, чем у самцов.

Размножение: половое (у низших раков – партеногенез с метаморфозом – личинка науплиус), осеменение внутреннее; развитие прямое.

Симметрия тела: билатеральная.

Мышцы: поперечно - полосатые.

Происхождение: от кольчатых червей.

Класс Паукообразные

Конечности:

• На головогруди: 6 пар:

1 пара –Хелицеры (челюсти) – с коготками, с протоками ядовитых желез (захват и умерщвление добычи);

2 пара - Педипальпы (ногощупальца) – органы осязания и вкуса (захват и удержание жертвы);

• У скорпионов – превращены в клешни;

4 пары – длинные, тонкие ходильные ноги с коготками.

Кровеносная система: незамкнутая; кровь – гемолимфа (голубого цвета);

• Сердце – ромбовидной формы, есть 3-4 остии;

• От сердца – сосуды – в полость тела – газообмен – в легких обогащается O₂ – в сердце.

Пищеварительная система:

• Рот – глотка – желудок (всасывающего типа) – кишечник (средняя кишка имеет 5 слепых выростов для увеличения объема пищи);

• Пауки, сенокосцы и скорпионы – хищники; клещи- экто- и эндопаразиты;

Для захвата добычи строят ловчую сеть: жертва попадает в сеть – паук опутывает ее паутиной – парализует ядом – яд содержит пищеварительные ферменты – частичное наружное переваривание пищи – паук всасывает полужидкую пищу – окончательное переваривание еды в кишечнике паука.

Выделительная система:

• мальпигиевы сосуды – слепые выросты кишечника в полость тела;

• коксальные железы (видоизмененные метанефридии) – открываются у основания ходильных ног; продукт метаболизма – кристаллы гуанина.

Дыхательная система: 1 пара легочных мешков, в задней части – 2 пучка трахей;

• Трахеи – ветвящиеся трубочки, начинаются дыхательными отверстиями (стигмы) – пронизывают органы

Нервная система: надглоточный ганглий («головной мозг») – брюшная нервная цепочка превращена в один сложный головогрудный узел.

Органы чувств:

• Орган зрения: глаза простые – от 2 до 12 (пауки –скакуны, например, видят также хорошо, как люди);

• Орган обоняния, химического чувства и осязания – на педипальпах.

Покров тела: хитинизированная кутикула с липопротеиновым слоем; гиподерма.

Половая система: раздельнополые; выражен половой диморфизм; половые железы парные.

Размножение: половое; оплодотворение внутреннее; самки пауков откладывают оплодотворенные яйца в кокон из паутины - коконы зимуют - весной из них выходят молодые паучки;

• У скорпионов – живорождение;

• У клещей – с метаморфозом.

Симметрия тела: билатеральная.

Мышцы: поперечно – полосатые.

Специфические органы: паутинные железы – протоки желез открываются в паутинные бородавки, расположенные на брюшке; секрет желез – клейкая белковая жидкость, застывающая на воздухе; 6 типов паутинных желез, предназначенных для разных задач (для производства липкого шелка, заплетания добычи, для крепежных нитей).

• Паутина – упругий материал, состоит из более 50% белка фиброина.

Сенсорные органы – у пауков есть чувствительные волоски на ногах, которые выполняют функцию восприятия звука и обоняния; вкусовых рецепторов нет, их аналогом служат волоски на ногах (химическое чувство)

Линька – пауки имеют наружный экзоскелет, не способный растягиваться (за исключением мягкого брюшка); линька 5-10 раз за всю жизнь.

Происхождение: от кольчатых червей.

Класс Насекомые

Отделы тела:

• Голова: 1 пара усиков:

Перистые –бабочка- шелкопряд;

Пластинчатые – жуки- бронзовки, божьи коровки, хрущи;

Булавовоидные - бабочки;

Коленчатые – муравей, шершень, шмель, жук- олень;

Нитевидные – саранча, некоторые бабочки (пяденицы и огневки);

Щетинковидные – кузнечики, сверчки, тараканы;

Четковидные – жуки- чернотелки;

Чешуйчатые – жуки- дровосеки;

Головчатые – жуки- могильщики, короеды;

Пильчатые – жуки – щелкуны, жуки- златки;

Гребенчатые – щелкуны, ночные бабочки.

• Ротовой аппарат:

Грызущий – тараканы, жуки, саранча, муравьи;

Лижуще- грызущий – пчелы, шмели, осы;

Трубчато - сосущий - бабочки;

Лижущий - мухи;

Колюще- сосущий – клопы, вши, блохи, тли, цикады;

Режуще- сосущий – стрекозы.

• Грудь: состоит из 3 сегментов, на каждом – по паре ходильных ног;

на 2 и 3 сегментах – крылья (1 или 2 пары) – тонкие кутикулярные пластинки, содержат жилки с сосудами и нервами.

Равнокрылые – цикады, тли, белокрылки (с неполным превращением);

Жесткокрылые – жуки (с полным превращением);

Полужесткокрылые – клопы (с неполным превращением);

Чешуекрылые – мотыльки, бабочки (с полным превращением);

Прямокрылые – кузнечики, саранча, сверчки (с неполным превращением);

Перепончатокрылые – клопы (с неполным превращением);

Двукрылые – пчелы, шмели, осы, муравьи (с полным превращением);

Стрекозы – с неполным превращением.

• Брюшко: состоит из 6 -11 сегментов; конечностей нет; на заднем конце – придатки (яйцеклад или жало).

Конечности: 3 пары ходильных ног.

Кровеносная система: незамкнутая; кровь – гемолимфа (бесцветная), в газообмене НЕ участвует;

• Функция: транспорт питательных веществ, продуктов обмена, защитная;

• Сердце – трубковидной формы, расположено на брюшной стороне.

Пищеварительная система:

• Рот (образован 3 парами видоизмененных конечностей и верхней губой) – глотка – пищевод (имеет зоб) - мышечный желудок– эквивалент печени (выполняют слепые пилорические выросты средней кишки)– средняя кишка – задняя кишка – анальное отверстие.

Выделительная система:

• Мальпигиевы сосуды – слепые выросты кишечника в полость тела;

• продукт выделения – кристаллы мочевой кислоты;

• Жировое тело (почка накопления)- орган накопления продуктов диссимиляции и ЗПВ (Запас Питательных Веществ).

Дыхательная система:

• Трахеи – ветвящиеся трубочки, начинаются дыхальцами (по бокам брюшка и груди) - пронизывают все органы;

• В трахеи воздух поступает за счет движения брюшка (мелкие насекомые дышат всей поверхностью тела).

Нервная система:

Брюшная нервная цепочка – 3 крупных ганглия (отходят к конечностям и крыльям);

«Головной мозг»: 3 отдела:

• Передний – иннервирует глаза;

• Средний – иннервирует усики;

• Задний – иннервирует ротовой аппарат.

Грибовидные тела (выросты переднего отдела) – координируют работу всей нервной системы, определяют сложное поведение насекомых.

Органы чувств:

• Орган зрения: глаза – сложные (1 пара) – воспринимают форму предметов; бабочки, пчелы и мухи различают цвета;

• Орган обоняния и осязания – усики;

• Вкусовые рецепторы – на лапках (бабочки, пчелы, мухи).

Покров тела: трехслойная кутикула (содержит плотные пластинки – склериты, чередующиеся с тонкими перепончатыми участками – гибкость тела); гиподерма.

Половая система: раздельнополые; выражен половой диморфизм; половые железы парные, оплодотворение внутреннее.

Размножение: половое; оплодотворение внутреннее; некоторые – партеногенез (пчелы, осы, муравьи, тли);

• Живорождение – тли.

Развитие:

С полным метаморфозом – 4-5 стадий – яйцо - личинка –куколка (предкуколка) – имаго (бабочки, жуки, двукрылые, перепончатокрылые);

С неполным метаморфозом – 3 стадии – яйцо - личинка - имаго (вши, тараканы, клопы, прямокрылые, равнокрылые, стрекозы).

Симметрия тела: билатеральная.

Мышцы: поперечно – полосатые.

Класс Рептилии (Пресмыкающиеся)

Ароморфозы:

• Грудная клетка;

• Дифференцированные дыхательные пути;

• Легкие (с крупноячеистой или складчатой поверхностью);

• Неполная перегородка в сердце;

• Зачатки коры больших полушарий;

• Почки (в тазовой области);

• Зародышевые оболочки (амнион и серозная);

• Оболочка зародыша (скорлупа).

Среда обитания: суша (постоянно) и вода (вторичноводные); живут в умеренном и жарком климате.

Внешнее строение: размер тела – колеблется от нескольких см до 10 м;

• Четкие отделы тела – голова, шея, туловище, хвост, конечности (у змей и безногих ящериц отсутствуют);

• Шея длинная;

• Кожа сухая, состоит из эпидермиса и дермы; потовые и сальные железы отсутствуют; покрыты роговыми чешуями или щитками;

• Рост в течение всей жизни: старая кожа затвердевает – сменяется на новую (линяет) – новая кожа позволяет расти всему телу.

Опорно- двигательная система:

• Скелет головы: череп; мозговой (увеличен) и лицевой отделы;

• Скелет туловища: осевой скелет (позвоночник) – 5 отделов:

шейный (8 – 10 позвонков),

грудной (5),

поясничный (17)

крестцовый (2),

хвостовой (более 10),

+ ребра (5 пар).

• Скелет конечностей: пояса и свободные конечности

пояс передней конечности – лопатки, ключицы, вороньи кости (коракоиды), грудина;

передние свободные конечности – плечевая кость, кости предплечья, кости кисти;

пояс задних конечностей – тазовые кости (подвздошная, седалищная, лобковая);

свободные задние конечности – бедренная кость, кости голени, кости стопы.

Скелет – полностью окостеневший;

• Череп - твердое небо отделяет носовую полость от ротовой; с позвоночником соединен с помощью выступа затылочной кости;

• Позвоночник – подвижное соединение с черепом с помощью 2 шейных позвонков – атлант и эпистрофей;

• Ребра – прикрепляются к позвонкам грудного и поясничного отделов, грудная клетка может сужаться и расширяться.

Кровеносная система: замкнутая:

• Два неполных круга кровообращения, сердце трехкамерное (2п+1ж), у крокодилов – 4 камерное

• В желудочке – неполная перегородка, кровь смешивается

Желудочек – 3 сосуда:

1) от левой части желудочка – правая дуга аорты; несет артериальную кровь к голове и конечностям

2) от средней части – левая дуга аорты; несет смешанную кровь

3) обе дуги аорты, обогнув сердце, сливаются в спинную аорту; она несет смешанную кровь ко всем органам и задним конечностям

От желудочка – легочная артерия – с венозной кровью – в легкие – артериальная кровь – по легочным венам - в левое предсердие – возврат крови в правое предсердие по полым венам

Пищеварительная система: хищники, насекомоядные, растительноядные или всеядные

• Ротовая полость (зубы и язык) – глотка - пищевод – желудок (имеет толстые мышечные стенки) – двенадцатиперстная кишка - тонкий кишечник – толстый кишечник – зачаток слепой кишки – клоака(а также в ЖКТ – железы, печень с желчным пузырем, поджелудочная железа)

• Зубы – гомодонтные (однотипные конусообразные зубы) – для захвата, умерщвления жертвы

• Язык – длинный, у некоторых раздвоен; - орган осязания и вкуса;

• Слюна содержит ферменты, у некоторых – ядовитые вещества

Обмен веществ: пойкилотермные (холоднокровные).

Выделительная система: почки тазовые (вторичные);

• F: обеспечивает обратное всасывание воды из первичной мочи; продукт выделения – мочевая кислота;

• Концентрированная моча - мочеточники – клоака – мочевой пузырь.

Дыхательная система: легкие (камерные); в них капилляры, - снабжение O₂;

• Легкие имеют складчатую или ячеистую поверхность;

• Подвижные ребра с мышцами – дыхательные движения;

• Вдох – носовая полость (ноздри и хоаны – внутренние отверстия) – гортань – трахея – бронхи – легкие (выдох также через ноздри);

• Трахеи и бронхи – состоят из хрящевых колец.

Нервная система:

• Центральная НС – спинной мозг, головной мозг (передний, промежуточный, продолговатый, мозжечок, средний мозг);

• Периферическая НС – спинномозговые нервы (образуют сплетения) и черепно – мозговые нервы (12 пар)

По сравнению с земноводными – объем переднего мозга развит лучше; содержит подкорковые узлы (полосатое тело); условные рефлексы вырабатываются легче; рефлексы – сложнее земноводных; мозжечок – крупный, сложный.

Органы чувств:

• Зрение: глаза - хорошо развиты; хрусталик изменяет свою кривизну;

Впервые: третье веко (мигательная перепонка); у ночных видов – теменной глаз (связан с промежуточным мозгом, - воспринимает инфракрасное излучение), у дневных видов – цветное зрение

• Обоняние: обонятельные мешки, хоаны (наружные и внутренние ноздри);

• Осязание и вкус: раздвоенный язык;

• Слух: внутреннее ухо, среднее ухо (1 слуховая косточка – стремечко и барабанная перепонка).

Половая система: раздельнополые; яичники и семенники – парные половые железы; яйцеводы и семенники – в клоаку; у самцов – совокупительный орган;

• Характерно живорождение, яйцеживорождение; у некоторых змей - партеногенез.

Размножение и развитие: оплодотворение внутреннее; развитие – прямое;

• Яйца – в организме самки; при откладке – покрываются известковой или кожистой оболочкой (защита от высыхания) – развитие зародыша – образуются оболочки (создают полости внутри яйца) – зародыш как бы плавает в белке (желток содержит ЗПВ) – газообмен осуществляется через серозную оболочку.

• Самка – делает одну, несколько кладок – зарывают яйца в песок – инкубационный период – от 1-2 месяца до года, и более – вылупившиеся детеныши сразу самостоятельные.

Симметрия тела: билатеральная;

Мышцы: мускулатура дифференцирована; присутствуют мышцы пресса, межреберные, подкожные, мышцы сгибатели и разгибатели пальцев;

Происхождение: от первых наземных земноводных – стегоцефалов (в каменноугольный период палеозоя).

Общая характеристика отрядов Пресмыкающихся.

Отряд Клювоголовые

Представитель: гаттерия (единственный вид) – внешне похожа на ящерицу; отсутствуют барабанная перепонка, среднее ухо; есть зубы, роговой клюв, в сердце - венозный синус (как у рыб и земноводных); хорошо развит теменной глаз; копулятивный орган отсутствует.

• Является «живым ископаемым», обитает на островах Новой Зеландии.

Гаттерия – одно из самых холодостойких пресмыкающихся (живет от 6 до 18 С); тело массивное, хвост длинный, голова крупная, длина тела – 1 м; вдоль спины – гребень («туатара»); продолжительность жизни – до 100 лет (!).

Отряд Чешуйчатые (Подотряд Ящерицы)

• Обитают в степях, лесах, пустынях, горах; тело вытянутое, 4 конечности (есть безногие), хвост, длинная шея, подвижные веки; линька 4 - 5 раз в год

• Питаются мелкими беспозвоночными, растениями; живет в норах, под камнями, под корнями деревьев; часто греются на солнце.

Характерна регенерация (отбрасывание хвоста за счет переламывания одного из позвонков – кровотечения нет, так как мышцы в ране сокращаются и пережимают сосуды).

Комодский варан – длина 3 м, масса 150 кг; голова большая, ушные отверстия открыты, на шее складки; живут в джунглях, открытые поляны;

• Подстерегает добычу, съедает полностью, вместе с костями; питаются козами, баранами, кабанами, даже обезьянами.

Отряд Чешуйчатые ( Подотряд Хамелеоны)

Приспособлены к древесному образу жизни; обитают на Мадагаскаре, в Африке, Индии

• Конечности хватательные, хвост закручен в спираль, глаза подвижные (вращаются в разные стороны), веко кольчатое (как диафрагма), сплошь закрывает глаз; есть небольшое отверстие для зрачка; язык длинный, может «выстреливать» далеко вперед; на кончике языка – присоска для захвата добычи.

• Питаются насекомыми, способны менять окраску тела (приспособление к фону окружающей среды); откладывают яйца.

Отряд Крокодилы

• Обитают в тропиках, ведут полуводный образ жизни; хищники;

• Тело ящерицеобразное, длина 2-7 м; голова уплощенная, с длинной мордой, глаза и ноздри сильно выступают над поверхностью головы (позволяет дышать воздухом и наблюдать за добычей); ушные отверстия замыкаются клапанами

• Хвост длинный, высокий; между пальцами – перепонки; кожа плотная, покрыта щитками; на челюстях – ячейки – в них зубы (длина - 5 см), сменяются всю жизнь;

• Сердце 4 – камерное, кровь частично смешивается;

Забота о потомстве, продолжительность жизни – более 100 лет.

Отряд Черепахи

• Обитают в жарком климате, пустынях, саваннах, степях, на горных склонах; Экологические группы – морские и наземные; большинство – полуводный образ жизни;

• Морские виды – растительноядные, пресноводные – плотоядные; несколько месяцев могут обходиться без пищи.

• Имеют костно – роговой или костно – кожистый панцирь, состоит из спинного (карапакс) и брюшного (пластрон) щитов; могут втягивать голову, хвост, конечности в панцирь.

• Шейный и хвостовой отделы позвоночника подвижны; остальные прикреплены к карапаксу.

• У морских черепах – конечности преобразованы в ласты.

Отряд Чешуйчатые (Подотряд Змеи)

• Тело длинное, цилиндрическое; приспособлены к ползанию по земле, деревьям;

• Позвоночник – 140 – 435 позвонков; несут свободно заканчивающиеся ребра; шея – не выражена;

• Грудина, конечности и пояса, мочевой пузырь, правое легкое – отсутствуют

• Взгляд немигающий, веки прозрачные, сросшиеся; линька – «чулком»

• Пищу проглатывают целиком, зубы загнуты назад, челюсти соединены растяжимыми связками

• Глотка, пищевод, желудок – растягиваются;

• Ядовитые зубы – два передних зуба на верхней челюсти, имеют канал; ядовитые железы – видоизмененные слюнные, связаны с ядовитыми зубами с помощью протоков;

• Яд действует на кровеносную и нервную системы

• Ищут добычу с помощью термолокатора; большинство змей не ядовиты; яйцекладущие или живородящие.

Обозначения к картинке:

1) обыкновенная слепозмейка;

2) обыкновенный уж;

3) тигровый уж;

4) зелёная плетевидка;

5) пама;

6) узорчатый полоз;

7) амурский полоз, молодой;

8) песчаный удавчик;

9) обыкновенный удав.

Класс Земноводные

Ароморфозы:

• Конечности (5 пальцев);

• Трехкамерное сердце;

• Два круга кровообращения;

• Легочное дыхание;

• Среднее ухо с барабанной перепонкой.

Среда обитания: вода, суша (впервые вышли на сушу).

Внешнее строение: тело массивное, уплощенное в спинно - брюшном направлении; задние конечности длиннее передних;

• Между пальцами – плавательные перепонки (Отряд Бесхвостые);

• Тело вытянутое, с хорошо развитым хвостом (Отряд Хвостатые);

• Тело червеобразное , без хвоста (Отряд Безногие).

Передняя часть головы – вытянутая; на ней – глаза, ноздри;

Кожа – тонкая (эпидермис, дерма); в коже много кровеносных сосудов и слизевыделительных клеток (их секрет – увлажняет кожу, газообмен, содержит антибактериальные вещества, у некоторых – ядовитые вещества).

• Окраска тела – пигментные клетки (в дерме).

• Бесхвостые могут накапливать воду (за счет подкожных полостей, заполненных лимфой).

Опорно- двигательная система:

Скелет туловища: осевой скелет (позвоночник) – 4 отдела:

• шейный (1 позвонок);

• туловищный (7),

• крестцовый (1),

• хвостовой (у бесхвостых - уростиль)

Скелет конечностей: пояса и свободные конечности

• пояс передней конечности – лопатки, ключицы, вороньи кости (коракоиды), грудина;

• передние свободные конечности – плечевая кость, кости предплечья, кости кисти;

• пояс задних конечностей – тазовые кости (подвздошная, седалищная, лобковая);

• свободные задние конечности – бедренная кость, кости голени, кости стопы.

Скелет – в большей степени хрящевой; верхняя челюсть срастается с черепной коробкой; голова полуподвижная за счет соединения с позвоночником с помощью двух выступов затылочной кости;

• Ребра – отсутствуют; конечности рычажного типа;

• Сращенные кости – кости предплечья (локтевая и лучевая) и кости голени (большая и малая берцовые).

Кровеносная система: замкнутая:

• Два круга кровообращения, сердце трехкамерное (2п+1ж);

• Артериальная и венозная кровь смешиваются в желудочке;

В левое предсердие – по легочным венам – артериальная кровь – от кожи и легких – в правое предсердие – по полым венам – венозная кровь (от всех органов и тканей) – от желудочка – артериальный конус (распределяет кровь по трем парам сосудов) – по кожно- легочным артериям – венозная кровь – к органам дыхания – по дугам аорты – смешанная кровь ко всем органам и тканям – по сонным артериям – артериальная кровь к головному мозгу.

Лимфатическая система: близка по составу к крови; движется по лимфососудам под давлением («два сердца» - мускулистые участки сосудов у третьего позвонка и клоакального отверстия)

Пищеварительная система: ротоглоточная полость (однородные зубы и язык) – пищевод – желудок – двенадцатиперстная кишка - тонкий кишечник – толстый кишечник – прямая кишка – клоака (а также в ЖКТ – железы, печень с желчным пузырем, поджелудочная железа)

• Слюнные железы – для смачивания пищи и ротовой полости;

• При глотании мышцы глазных яблок втягиваются в ротовую полость.

Обмен веществ: пойкилотермные (холоднокровные)

Выделительная система: почки туловищные (мезонефрос); лентовидной формы, по бокам крестцового отдела, продукт выделения – мочевина,

Моча (в почках) – по мочеточникам – клоака – мочевой пузырь (сохраняют влагу).

Дыхательная система: легкие – полые мешки, внутри - мелкоячеистые; у некоторых отсутствуют (безлегочные саламандры)

В ротоглотке – голосовой аппарат – две складки слизистой оболочки между хрящами голосовой щели; у самцов – резонаторы (расширения по бокам головы, усиливают звук); грудной клетки нет – воздух в легкие нагнетается за счет сокращения мышц дна ротовой полости, а выдох – за счет брюшных мышц

• У взрослых – газообмен через легкие, кожу, слизистую оболочку ротоглоточной полости;

• У личинок – через кожу, внутренние и наружные жабры.

Нервная система:

• Центральная НС – спинной мозг, головной мозг (передний, промежуточный, продолговатый, мозжечок, средний мозг)

• Периферическая НС – спинномозговые нервы (образуют сплетения) и черепно – мозговые нервы (10 пар)

По сравнению с рыбами – передний мозг развит лучше; разделен на два полушария; лучше развит средний мозг; мозжечок развит плохо (движения примитивные), хорошо развита симпатическая НС.

Органы чувств:

• Зрение: глаза имеют выпуклую роговицу, линзовый хрусталик (могут видеть объекты на большом расстоянии); есть верхние и нижние веки, мигательная перепонка (лягушка может долгое время не закрывать глаза, даже во время сна)

• Обоняние: обонятельные мешки, хоаны (наружные и внутренние ноздри)

• Осязание: кожа

• Вкус: язык

• Слух: внутреннее ухо, среднее ухо; полость среднего уха снаружи прикрывает барабанная перепонка – сообщается через евстахиеву трубу с ротоглоткой (внутри среднего уха - стремечко)

У личинок и взрослых водных земноводных – боковая линия.

Половая система: раздельнополые; яичники и семенники – парные половые железы; яйцеводы – в клоаку, семенники – в мочеточники

Размножение: половое, в воде; оплодотворение – наружное (у безногих и хвостатых - внутреннее), яйцеживорождение, живорождение

Развитие – непрямое, с метаморфозом (личинка головастик – похожа на рыб)

У аксолотлей (амбистом) – половое размножение до завершения метаморфоза (неотения).

Симметрия тела: билатеральная.

Мышцы: мускулатура сегментирована.

Краткая характеристика отряда Безногие:

Встречаются только в тропиках Африки, Азии и Южной Америки; почвенные животные; форма тела червеобразная, внешне похожи на крупных дождевых червей или змей; кожа богата железами, выделяющими слизь; конечности отсутствуют, глаза рудиментарные; оплодотворение внутреннее, откладывают яйца

Представители: кольчатая червяга, цейлонский рыбозмей.

Краткая характеристика отряда Хвостатые:

Наиболее примитивные земноводные, тело удлиненное, внешне напоминают ящериц; хвост длинный, три отдела тела, конечности короткие, орган дыхания – легкие, жабры; оплодотворение наружное и внутреннее, способность к регенерации

Представители: альпийский тритон, огненная саламандра, исполинская саламандра – самое крупное земноводное – 10 кг, длина - 1,5 метра.

Краткая характеристика отряда Бесхвостые:

Наиболее высокоорганизованные земноводные, распространены повсеместно; у жаб кожа грубая,выделяет ядовитые железы, у всех короткое туловище, неподвижная широкая голова; хорошо приспособлены к суше, задние конечности в 2-3 раза длиннее передних – для прыжков; личинки – головастики, с хвостом, у взрослых – редуцирован; органы дыхания – легкие, имеют мешки резонаторы

Представители: суринамская пипа, чесночница, американская лягушка, жаба – яга.

Надкласс Рыбы

Ароморфозы:

• Скелет: позвоночник и череп;

• Парные конечности – плавники;

• Двухкамерное сердце;

• Зубы на челюстях;

• Внутреннее ухо;

• Туловищные почки.

Среда обитания: океаны, моря, реки, озера, пруды, болота.

Внешнее строение: тело обтекаемой формы, 3 отдела – голова, туловище, хвост.

Покров тела: кожа образована многослойный эпителием и дермой; тело покрыто чешуей:

• плакоидная чешуя – состоит из дентина в виде округлой пластинки и зуба, покрытого эмалью, который выступает над кожей (акулы, скаты)
• костная чешуя – тонкие костные пластинки передней частью погружены в кожные карманы, а задней – черепицеобразно накладываются друг на друга (костные рыбы)

В коже – многочисленные одноклеточные железы, выделяющие слизь.

Кровеносная система: замкнутая; один круг кровообращения;

Сердце двухкамерное (1п+1ж); кровь в сердце – венозная

Движение крови: желудочек (венозная кровь) – брюшная аорта – жаберные артерии – газообмен – спинная аорта (артериальная кровь) – система артерий – органы и ткани – газообмен – вены (венозная кровь) – 4 кардинальные вены- предсердие

Опорно - двигательная система:

Скелет - 3 отдела:

• скелет головы (череп) – включает мозговой и лицевой (верхняя и подвижная нижняя челюсти, жаберные дуги, крышки) отделы
• скелет туловища – позвоночник (2 отдела – туловищный и хвостовой); к туловищным – ребра (свободно заканчиваются в тканях) и плавники: непарные (спинной, анальный, хвостовой) и парные (грудные, брюшные)
• скелет конечностей и их поясов – хрящевые или костные лучи плавников и кости поясов парных плавников

Пищеварительная система: рот (на челюстях однородные зубы) – глотка с жаберными щелями – пищевод – желудок – тонкий кишечник – толстый кишечник – прямая кишка – анальное отверстие (а также в ЖКТ – железы, печень с желчным пузырем, поджелудочная железа)

Обмен веществ: пойкилотермные (холоднокровные)

Выделительная система: почки; лентовидной формы, находятся в спинной части тела, тянутся вдоль позвоночника

В почках венозная кровь отдает продукты обмена (у пресноводных – аммиак, у морских - мочевина)

Моча из почек – мочеточник – мочевой пузырь – мочеиспускательный канал

Дыхательная система: жабры; состоят из жаберных дуг – с одной стороны жаберные лепестки (пронизанные капиллярами) и с другой – жаберные тычинки – цедильный аппарат (у некоторых костных рыб в газообмене участвует кожа (вьюны, угри), плавательный пузырь и кишечник (щука, карп))

Нервная система: головной мозг - 5 отделов (передний, промежуточный, продолговатый, средний, задний (мозжечок))

• Лучше развиты – средний (контролирует согласованную работу НС и зрения) и мозжечок (координирует движение тела рыбы, обеспечивает равновесие и мышечную работу)

Промежуточный мозг – обмен веществ, сезонные явления в жизни

Продолговатый мозг – связь спинного и головного мозга, регуляция кровеносной, дыхательной систем

Спинной мозг – в позвоночном канале; внутри – полость; быстрая регенерация при повреждении

Периферическая НС – черепно – мозговые (10 пар) и спинномозговые нервы (∞)

Органы чувств:

Зрение: есть хрусталик шаровидной формы и плоская роговица (аккомодация лишь на небольшие расстояния); у костных рыб – цветное зрение (палочки и колбочки) – чувствительны к желтому, красному, оранжевому цветам

Обоняние: носовые ямки с 2 отверстиями (обонятельные мешки, выстланы чувствительным эпителием, сообщаются с внешней средой через ноздри)

Осязание: осязательные клетки на коже

Вкус: вкусовые почки (луковицы); различают горький, кислый, сладкий, соленый

Слух и равновесие: внутреннее ухо:

• Три полукружных канала, заполненные жидкостью со слуховыми камешками – отолитами (равновесие) и мешочка (звуковые колебания) – слух от 30 герц до 12 кГц (звук дает ориентацию в пространстве, привлечении партнера, оповещение о врагах)

• Барабанной перепонки, ушной раковины нет

• Боковая линия (сейсмосенсорное чувство) - продольный канал в боковой поверхности тела;

От канала - короткие поперечные канальцы (сообщаются с внешней средой отверстиями) - нервные окончания - передают сигналы в НС - к двигательному аппарату

F: восприятие колебаний воды; определение наличия предметов; скорость и направление течения

Половая система: большинство раздельнополые; самки - яичники (икринки),

Самцы – молоки (сперматозоиды); половые железы открываются во внешнюю среду самостоятельными отверстиями

Размножение: половое; осеменение и оплодотворение – наружное;

• Икринки – размер зависит от характера и продолжительности заботы о потомстве;

• Живорождение- акулы, скаты (хрящевые рыбы)

• Яйцеживорождение – икринка содержит сформировавшуюся личинку (гуппи, меченосцы, морской окунь)

Развитие прямое – из икринки – малек (покрыт чешуей, есть плавники)

Симметрия тела: билатеральная..

Мышцы: мускулатура сегментирована.

Этология (поведение): безусловные и условные рефлексы (забота о потомстве).

Специфические органы:

Плавательный пузырь – вырост пищевода; тонкостенное мешковидное образование, состоит из 1-2 камер; заполнено смесью газов (схож с составом атмосферного воздуха); его объем меняется с помощью газовой железы (наполняет газом пузырь) и «овального участка» (поглощение газов кровью)

• Изменение объема пузыря = изменение веса рыбы (у хрящевых рыб плавательный пузырь отсутствует – опускаются на дно при непрерывном движении)

F: изменение относительной плотности рыбы, резонатор звуков, газообмен (двоякодышащие)

Электрический орган - по бокам тела, либо около глаз (состоит из столбчатых электрических пластинок - генерируют электрический ток) - для защиты, нападения, ориентации в пространстве (угри, скаты)

Класс Круглоротые. Минога

Среда обитания: моря, реки, озера, эктопаразиты

Внешнее строение: рыбообразные;

Плавники: три - четыре один на хвосте, два на голове;

Органы чувств: 3 глаза (один теменной, два по бокам головы) - у всех f: восприятие света;

3-й глаз - вблизи носового отверстия.

Скелет: хорда - упругий стержень, хрящевые зачатки позвонков; скелет черепа (защищает головной мозг); хрящи поддерживающие рот и язык, челюсти отсутствует.

рот (круглый) - образует присасывающую воронку- покрыт кожистой оболочкой - язык с зубами - печень ( у взрослых - внутренняя секреция) - кишечник - анальное отверстие.

Питание путем всасывания ( у личинок) - внутренние фильтраторы

Взрослые миноги присасываются к рыбе - в рану поступают выделения щечных желез - препятствуют свёртыванию крови - рыба ослабевает - становится пищей для других хищников

Кровеносная система: сердце состоит из венозной пазухи,1п + 1ж

Кровь- из желудочка- брюшная аорта- жаберные артерии- наджаберные сосуды - газообмен- через сонную артерию в головной отдел; через спинную аорту- ко всем органам.

Дыхательная система: мешковидные жабры

Одним концом открываются наружу (17 пар);

Поддерживаются хрящевым скелетом.

Выделительная система: метонефрос - средняя почка - пара лентовидных тел - тянутся в полости тела - до анального отверстия и мочеточника- в мочеполовое отверстие

Нервная система: мозг (простой)

Мозговые полости широкие, спинные корешки спинномозговых нервов не соединяются с брюшными.

Половая система: непарная половая железа; через прорыв ее стенок - половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) в полость тела- через две особые поры, позади анальное отверстие - в воду.

Размножение и развитие: нерест с пресной воде; в это время не питаются; строят гнезда из гальки и песка - самец и самка обвиваются вокруг друг друга - поливает молоками выметанную икру (вскоре родители погибают) - через 10-14 дней вылупляются личинки (развитие с метаморфозом) - через 2-3 недели становятся вдвое больше - к местам с медленным течением- зарываются в грунт- личиночная стадия длится несколько лет- молодая минога - сложный метаморфоз - минога- паразит - в море.

Класс Круглоротые. Миксина

Среда обитания: море, эктопаразиты

Покровы: окраска от розовой до красно- серой;

Кожа выделяет слизь

Скелет: осевой скелет - хорда

Пищеварительная система: рот - язык с роговыми зубами- печень- кишечник- анальное отверстие.

Питание: нападают на рыб- отрывают куски с помощью роговых зубов - завязывают свое тело в узел, прижимая его к телу рыбы для упора - попав внутрь тела, сначала едят внутренности, затем мышцы (если попадают через жабры - выделяют слизь- рыба погибает от удушья).

Кровеносная система: жаберное сердце и три дополнительных (в области головы,печени хвоста - циркуляция венозной крови); сердца бьются независимо друг от друга.

Дыхательная система: жабры.

Втягивают воду с кислородом через нос; в передней части - жабры (от 1 до 15).

Органы чувств: глаза недоразвиты; скрыты под светлыми участками кожи; миксины слепы, ориентируются с помощью осязания и обоняния.

Половая система: половая зрелость - при достижении 25-28 см; половые железы не имеют протоков - половые клетки - в полость тела - в клоаку - оплодотворение наружное.

Размножение и развитие: раздельнополые.

Откладывают яйца- оба конца яиц снабжены пучками нитей с якорками- прикрепляются к субстрату - личинка- похожи на взрослых (без метаморфоза) - взрослые размножаются несколько раз в жизни - личинки ведут ночной образ жизни - охотятся.

Тип Хордовые. Подтип Бесчерепные. Ланцетник

• Ароморфозы

Хорда

Нервная трубка

Кишечная трубка

• Представитель: ланцетник

• Среда обитания: моря

• Образ жизни: свободноживущие, малоподвижные, зарываются в грунт на дне

• Плавники: спинной, хвостовой (ланцетовидной формы), подхвостовой

• Внутренний скелет: впервые появляется хорда

Хорда (состоит из бесклеточной опорной ткани) тянется от переднего конца тела – до заднего

Череп – отсутствует

• Конечности: отсутствуют

• Кровеносная система: замкнутая; 1 круг кровообращения; кровь – бесцветная

Сердце – отсутствует; его f: выполняет брюшная аорта (под глоткой)

Брюшная аорта – жаберные артерии – несут венозную кровь к органам дыхания Артериальная кровь -в спинную аорту – ко всем органам и тканям

Венозная кровь – от органов и тканей по 4-м кардинальным венам – в брюшную аорту

• Пищеварительная система:

Ротовое отверстие (окружено 10-20 парами щупалец) – околоротовая воронка – глотка – околожаберная полость – кишечник (имеет слепой вырост, f: печени) – анальное отверстие

Желудок – отсутствует;

Питание – пассивное, путем фильтрации воды

• Выделительная система: 100 пар нефридий – трубочек, по бокам глотки;

Один конец нефридия – в целόм, другой конец – в околожаберную полость

• Дыхательная система: глотка с жаберными щелями;

Вода – в ротовое отверстие – глотка – жаберные щели – околожаберная полость – атриопор (отверстие, где околожаберная полость сообщается с внешней средой) –внешняя среда

Газообмен – через кожу и при омывании водой жабр

• Нервная система: впервые появляется нервная трубка

Есть невроцель, расширяется к переднему концу

От нервной трубки – периферические нервы

• Органы чувств: развиты слабо;

Есть пигментные клетки (глазки Гессе) – воспринимают световые раздражения (по всей длине нервной трубки)

Осязательные клетки – на коже;

Обонятельная ямка – орган химического чувства

• Покров тела: кожа - однослойный эпителий и студенистая дерма

Есть кожные железы (выделяют слизь)

• Половая система: раздельнополые

По бокам глотки – гонады (половые железы) – не имеют собственных протоков

Оплодотворение - наружное

• Размножение: половое

Половые клетки – в околожаберную полость – через атриопор – в воду – происходит оплодотворение – развитие с метаморфозом – яйцо – личинка – 3 месяца ведет пелагический образ жизни (в толще воды - пелагиали) -плавает с помощью ресничек, покрывающих тело

• Развитие:

Развитие с метаморфозом – яйцо – личинка – 3 месяца ведет пелагический образ жизни (в толще воды - пелагиали) -плавает с помощью ресничек, покрывающих тело

• Симметрия тела: билатеральная

• Мышцы: поперечно – полосатые (две продольные ленты, по бокам хорды)

• Происхождение: от кольчатых червей

Тип Моллюски

• Ароморфозы (появляется впервые):

Разделение тела на отделы

Наружный скелет (раковина)

Сердце (1 желудочек, несколько предсердий)

Почки

Печень

Радула (язык с зубами)

Головной мозг (у головоногих)

• Строение тела:

Двустворчатые – туловище, нога

Брюхоногие – голова, туловище, нога

Головоногие – голова, туловище

• Раковина: 3 слоя; наружный – органический, средний – известковый, внутренний – перламутровый

Двустворчатые – раковина состоит из 2 створок, соединенных на спинной стороне эластичной связкой

Брюхоногие – раковина цельная, спирально закрученная или редуцирована (у слизней)

Головоногие – раковина редуцирована, есть внутренний скелет

• Кровеносная система: незамкнутая

Сердце:

Двустворчатые – 1ж + 2п

Брюхоногие – 1ж + 1п

Головоногие – 1ж + 4п (кровь голубая – из-за гемоцианина, который содержит ионы Cu)

Кровь - красная; содержит дыхательные пигменты; эритроцитов нет

• Пищеварительная система:

Двустворчатые – вводной сифон – ротовые лопасти – пищевод – желудок – печень – кишечник – анальное отверстие

Брюхоногие – рот – язык с роговыми зубчиками – радула – глотка – пищевод – желудок – печень – кишечник – анальное отверстие

Головоногие – рот- глотка – радула – пищевод – желудок – печень – кишечник - анальное отверстие

• Выделительная система:

Двустворчатые – пара почек с мочеточниками

Брюхоногие – почка, мочеточник

Головоногие – две пары почек

• Дыхательная система:

Двустворчатые – жабры

Брюхоногие – легкие, жабры

Головоногие – жабры

• Нервная система:

Двустворчатые – 3 пары нервных узлов

Брюхоногие – окологлоточное нервное кольцо - 5 пар нервных узлов, соединенные нервными стволами:

Церебральные – получают сигналы от органов чувств

Педальные – иннервируют ногу

Плевральные – мантию

Париетальные и висцеральные – внутренние органы

Головоногие – ганглии – головной мозг (в хрящевой коробке, «череп»)

• Органы чувств:

Двустворчатые – равновесия, химического чувства

Брюхоногие – зрение (1 пара глаз), осязание

Головоногие – зрение, обоняние, равновесия, химического чувства

• Покров тела:

Двустворчатые – раковина, состоящая из двух створок, которые изнутри выстланы мантией

Брюхоногие – раковина, выстлана изнутри мантией

Головоногие – раковина отсутствует, тело мягкое, одето в кожно - мускульный мешок (мантию)

• Половая система:

Двустворчатые – раздельнополые, гермафродиты

Брюхоногие – раздельнополые

Головоногие – раздельнополые, половые железы

• Размножение: половое

• Развитие:

Двустворчатые – с метаморфозом (личинка- парусник или глохидий)

Брюхоногие – прямое (легочные), с метаморфозом (жаберные), личинка – парусник (велигер)

Головоногие – прямое

• Симметрия тела:

Двустворчатые - билатеральная

Брюхоногие - ассиметричные

Головоногие - билатеральная

• Происхождение: от кольчатых червей

Специфические органы: у головоногих – чернильная железа – непарный вырост прямой кишки, образует пигмент от синего до черного цвета; функция – защита.

Глотка имеет роговые чешуи – «клюв».

Тип Плоские черви

• Ароморфозы (появляется впервые):

Глаза

Матка

Три слоя клеток (Мезодерма - впервые)

Кожно-мускульный мешок

Системы органов (пищеварительная, выделительная, нервная, половая)

• Кровеносная система: отсутствует; транспорт веществ осуществляет паренхима

• Пищеварительная система: рот-глотка-3 ветви кишечника (анальное отверстие отсутствует)

Пищеварение – полостное, внутриклеточное, остатки удаляются через рот

• Выделительная система: протонефридиального типа (от звездчатых клеток - выделительные канальцы – обьединяются в крупные каналы – открываются наружу выделительными порами)

• Дыхательная система: отсутствует; дыхание - аэробное, всей поверхностью тела

• Нервная система: стволового (ортогонального) типа; парные головные узлы – продольные нервные стволы – соединены комиссурами (перемычками)

• Органы чувств: глаза, осязательные лопасти, орган равновесия, орган химического чувства

• Покров тела: однослойный эпителий, с ресничками

• Половая система: большинство - гермафродиты,

Мужская половая система – семенники, семяпроводы, семяизвергательный канал, копулятивный орган.

Женская половая система – яичники, яйцеводы, желточники, матка.

• Размножение: половое, бесполое (фрагментация)

• Симметрия тела: билатеральная

• Мышцы: кольцевые, продольные, диагональные

• Происхождение: кишечнополостные (прямокишечные турбеллярии)

Тип Круглые черви (Нематоды)

• Ароморфозы (появляется впервые):

Первичная полость тела (псевдоцель)

Нервное кольцо

Анальное отверстие

Раздельнополость

Половой диморфизм

• Кровеносная система: отсутствует

• Пищеварительная система: рот-глотка- кишечник -анальное отверстие

• Выделительная система: протонефридиального типа

• Дыхательная система: отсутствует; дыхание - аэробное, всей поверхностью тела

• Нервная система: стволового (ортогонального) типа; окологлоточное нервное кольцо – продольные нервные стволы

• Органы чувств: глаза (у морских форм), осязательные бугорки вокруг рта

• Покров тела: кутикула

• Половая система: большинство - раздельнополые

Мужская половая система – семенники, семяпроводы, копулятивный орган.

Женская половая система – яичники, яйцеводы, матка.

• Размножение: половое, живородящие

• Симметрия тела: билатеральная

• Мышцы: продольные

• Происхождение: от ресничных червей

Тип Кольчатые черви

• Ароморфозы (появляется впервые):

Кровеносная система - замкнутая

Органы движения (параподии)

Сегментация тела (гомономная)

Вторичная полость тела (целом)

Органы дыхания – кожные жабры

• Кровеносная система: замкнутого типа (движение крови по сосудам)

Сосуды- спинной (движение крови к переднему отделу тела) и брюшной (движение крови спереди -назад); в области пищевода- они соединяются в «сердце», могут сокращаться

Кровь -красная; содержит дыхательные пигменты; эритроцитов нет

• Пищеварительная система: рот-глотка- пищевод- зоб- желудок – кишечник- анальное отверстие

• Выделительная система: метанефридиального типа (в каждом сегменте – по паре метанефридий)

• Дыхательная система: аэробное; кожные жабры (многощетинковые)

• Нервная система: узлового типа; окологлоточное нервное кольцо, брюшная нервная цепочка (образована парными нервными узлами в каждом сегменте, которые соединены нервными стволами)

• Органы чувств: осязательные, светочувствительные, вкусовые, обонятельные клетки, глаза (многощетинковые)

• Покров тела: тело покрыто кутикулой

• Половая система: большинство - гермафродиты,

Мужская половая система – 2 пары семенников, 4 семяпровода, парные половые отверстия

Женская половая система – яичники, яйцеводы, пара женских половых отверстий

• Размножение: половое, бесполое (фрагментация)

Два червя встречаются – обвивают друг друга – прикладываются брюшными сторонами- обмен семенной жидкостью (в семяприемники) – черви расходятся – поясок образует слизистую муфту (в ней откладываются яйца) – муфта продвигается в передний отдел тела, проходя через сегменты, содержащие семяприемники (где яйца оплодотворяются спермой другой особи) – муфта сбрасывается (через передний отдел тела) – уплотняется – яйцевой кокон – новый червь

• Развитие: прямое, непрямое с метаморфозом; личинка -трохофора

• Симметрия тела: билатеральная (двусторонняя)

• Мышцы: кольцевые и продольные

• Происхождение: от ресничных червей

• Специфические органы: известковые железы – мешковидные придатки пищевода, выработка CaCO₃ – эффективность гемоглобина, уменьшение CO_2.

Поясок – функция: участие в размножении

Сегодня мы начинаем проходить сложный и интересный раздел биологии - гистологию.

Несколько странно, что слово 'ткань' знают все, а науку, которая изучает ткани живых организмов, то есть 'гистологию' -нет.

Ты знаешь, что многоклеточные организмы состоят из миллионов клеток; они являются структурной и функциональной единицей жизни.

• Также клетки показывают разделение труда, и каждая клетка эффективно выполняет определенную функцию. Такие клетки сгруппированы и называются тканями.

Иными словами, ткань - это группа клеток, которые похожи по структуре и происхождению и выполняют сходную функцию, например, мышечная ткань у животных (у растений такой ткани нет), нервная, или колленхима (у растений).

На первом уроке гистологии мы изучим ткани растений.

• Некоторые из них вообще отсутствуют в организме животных, по причине специфичности обмена веществ и жизнедеятельности организма растений, например склеренхима, флоэма, ксилема.

Теперь поговорим про систематику тканей растений; есть отличительная черта между тканями растений и животных - если у животных разделяют 4 типа тканей: эпителиальную, нервную, мышечную и соединительную, которые, соответственно, имеют разное строение и функции от самого зарождения ткани, и большая часть клеток - живые, то у растений большая часть групп клеток мертва и обеспечивает механическую прочность.

Растительные ткани бывают двух типов: меристема (образовательная ткань) и постоянная ткань.

• Посмотри на картинку, на ней ты отчетливо видишь строение листа (срез) и ткани, которые входят в состав растения.

Меристема здесь не представлена, так как она дифференцировалась в процессе роста в другие ткани (паренхиму, эпидермис, флоэму).

Но, все по порядку.

Меристема - это группа клеток, сохраняющих способность к митотическому делению с образованием дочерних клеток.

• Эти клетки растут, создавая постоянную ткань, уже не способных к делению.

Существуют три типа меристем (смотри таблицу 1), которые обуславливают первичный и вторичный рост.

Что же это значит?

• Дело в том, что у растения сначала происходит первичный рост, в результате которого может сформироваться целое растение (у однодольных и травянистых двудольных это единственный тип роста).

• У некоторых растений за первичным ростом следует вторичный рост (хорошо выражен у кустарников и деревьев), который обуславливает усложнение общей организации растения, и высокую продолжительность жизни.

В процессе роста растения меристема дает начало другим тканям, которые разделяют на три типа:

1) протодерма - дает начало эпидермису;

2) прокамбий - образует проводящие ткани: перицикл, флоэму, сосудистый камбий, ксилему;

3) основная меристема - образует паренхимные основные ткани (кора, сердцевина и др.).

• Эти меристематические ткани закладываются в результате деления инициалей (клеток апикальной меристемы) в верхушке побега.

Таким образом, клетки растут, увеличивая рост растения за счет постоянного деления.

В таблице 2 описаны постоянные ткани, которые образуются из меристемы в ходе роста растения, и стоит запомнить, что ткани, которые развиваются из образовательной ткани, бывают двух типов: состоящие из одинаковых клеток, к которым относят колленхиму, паренхиму и склеренхиму; и ткани, образующиеся из клеток разных типов- это ксилема и флоэма (таблица 3)

Для удобства я выделила эти два типа тканей в разные таблицы.

Тебе осталось только просмотреть их и выучить.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Растения представляют собой отдельный тип организмов, которые, несмотря на очевидные сходства с остальным живым миром, имеет большое количество отличий, в частности, они способны образовывать органические вещества, такие как глюкоза (основной источник энергии), из углекислого газа и воды, под действием квантов света.

Этот процесс ты знаешь как фотосинтез, его мы разберем позже.

• Немаловажной чертой растений также является их клеточное строение, которое включает специфические органоиды - вакуоли, клеточная стенка, пластиды.

• А также, для растений характерны различные типы движения, которые отличаются от способов движения животных и бактерий, например, движение к солнцу - фототаксис, или настии,- движения лепестков и листьев вследствие активного роста.

Еще, японские ученые открыли, что растения чувствуют боль, и при этом, ответной реакцией служит выделение химически активных веществ, которые способны убить врага, однако, для людей эти растительные яды несущественны.

Поэтому, мы употребляем в пищу растительные органы и ткани без всякого вреда.

Угнетает мою нервную систему тот факт, что люди в большинстве не заботятся о растениях, могут срывать цветки, лепестки, не задумываясь о том, что любое растение - это такой же живой организм, как и человек, кошка, змея, и требуют к себе заботы и уважения, как бы странно это ни звучало.

Я надеюсь, что ты относишься к тем существам, которые понимают это, и относятся к окружающему миру с уважением.

А для возникновения еще большей любви к ботанике, предлагаю таблицу, в которой собраны важнейшие черты растений с объяснениями.

Надеюсь, эта таблица станет тебе отличным помощником в подготовке к ОГЭ и ЕГЭ по биологии).

К прокариотам относятся бактерии, сине-зеленые водоросли (цианобактерии), археи (эти темы мы разберем на следующих уроках).

У многих может возникнуть вопрос, в какую группу относят вирусы?

Вирусы представляют собой внеклеточные организмы, которые не относятся ни к прокариотам, ни к эукариотам, не имеют ядра, и не могут существовать без клетки-хозяина.

К эукариотам относятся протоктисты, грибы, растения, животные.

Ну а теперь, отличительные черты в виде таблицы.

На сегодня это все.

Есть вопросы,пиши)

Сегодня я начинаю курс занятий по подготовке к единому государственному экзамену по биологии.

И, хотелось бы начать с темы, без которой биологию изучать не представляется возможным, это тема «Клетка».

Суть всего живого настолько уникальна, что сложно представить, как из мельчайших атомов и других найденных в последние 100 лет частиц может возникнуть такая сложная структура, как клетка.

А ведь клетка – это огромная система, в которой происходят миллионы химических процессов за всю ее жизнь.

• Многие ученые на протяжении веков стараются выяснить, откуда взялась клетка?

• Еще более серьезный вопрос заключается в том, как образовались органоиды клетки?

Вероятно, ты слышал о том, что существует гипотеза симбиогенеза, которая вкратце объясняет, что органоиды клетки, такие как митохондрии, пластиды когда то давно были самостоятельными организмами, которые по непонятным причинам собрались как то вместе и решили, что так веселее.

Кстати, уместно будет напомнить, что теория симбиогенеза была сформирована не просто так: когда ученые узнали, что у митохондрий и пластид есть свой наследственный материал, и это казалось достаточно странным, учитывая, что этим органоидам не нужны собственные гены, так как всеми процессами в клетке управляет ядро, в котором и находится основной генный аппарат любой клетки.

Позже было открыта так называемая цитоплазматическая наследственность (крайне интересная тема, которую мы пройдем позже), которая и управляется генами митохондрий и пластид.

В итоге, мы получили сложно организованную конструкцию, которая ведет себя как самостоятельный организм.

Если ты помнишь, все клетки делятся на два типа, - эукариоты и прокариоты.

Первые представляют собой клетки, которые имеют оформленное ядро.

Вроде все просто.. Есть ядро, ну и отлично, что там такого..

Однако, вслед за оформленным ядром, эукариотическая клетка имеет много других возможностей, которые в конечном счете привели к образованию вида Homo sapiens (знал ли ты о том, что вид Человек разумный относится к отряду Приматов (недалеко от обезьян ушли)), к которому мы и относимся.

Теперь поподробнее, давай представим, что каждая клетка, это ты.

Ты каждый день совершаешь однообразные действия, и на протяжении всей жизни это не надоедает, так как обеспечивает жизнедеятельность организма в целом.

Итак, что это за действия?

• В первую очередь это обмен веществ- процесс поглощения пищи, переработка ее внутри ЖКТ (желудочно-кишечный тракт), расщепление до мономеров (мономеры- это структурные единицы полимеров, например, у белков мономеры – аминокислоты, у углеводов - глюкоза, у липидов - глицерин и жирные кислоты), усваивание этих мономеров клетками, дальнейший катаболизм (энергетический обмен), в результате которого образуется энергия для жизни клетки в виде АТФ (аденозинтрифосфорная кислота –рекомендую запомнить эту аббревиатуру и ее расшифровку, часто встречается в ЕГЭ), ну и по сути на этом весь процесс обмена веществ закончен).

• Далее, еще одно действие, совершаемое каждый день-это дыхание.

Это довольно странно осознавать, что ты можешь заниматься любыми делами - бегать, прыгать, лежать, ходить, спать, есть, думать, и при всех этих манипуляциях абсолютно не задумываться о том, как ты дышишь..

Если бы люди управляли полностью всем процессом дыхания, на Земле жили бы только очень умные дисциплинированные люди, так как дыхание- один из самых сложных процессов в нашем организме, который включает в себя усвоение кислорода легкими, направление его в кровь, доставка кислорода при помощи эритроцитов в каждую клетку твоего тела, и ты думаешь на этом все?)

• Как бы не так: в клетке, которая получила кислород, начинается процесс энергетического обмена, он сформирован из двух стадий: бескислородный этап (гликолиз), и полное окисление, которое по другому называется дыханием, в нем участвует кислород.

В итоге, все эти химические процессы приводят к тому, что образуется энергия, а как ты уже знаешь, энергия это АТФ.

Это еще далеко не все процессы, которые происходят в твоей жизни, не считая обмена веществ и дыхания, ты растешь, развиваешься, меняешься, накаливаешь полезные знания (а клетка -вещества), употребляешь воду, отдыхаешь, и под конец размножаешься).

• Конечно, для людей рождение нового организма с идентичным геномом на 50% не является апогеем существования, но для большинства клеток так и есть..

• Я думаю, нужно напомнить о том, что когда клетка рождает новую клетку, она не умирает, а просто делится напополам.

Клетки нашего тела, например клетки кожи так и делятся (знаешь ли ты, что с тела человека за сутки полностью спадает один слой эпидермиса, и по сути пыль-это наша мертвая кожа..).

Представляю, как этот процесс выглядел бы у человека в целом…Раз, взял и поделился надвое.. Это одновременно и прекрасно, и ужасно..

Но пока об этом рановато думать, мы даже не знаем, как вылечить один единственный вирус иммунодефицита, что говорить об изменении способа размножения..

Вернемся к клетке- вроде все основополагающие процессы, которые происходят у тебя каждый день, мы расписали.

Так вот, эти же процессы и происходят в твоей клетке. То есть, ты полностью идентичен образу и подобию своих клеток (в химическом плане естественно).

• Учитывая, что клетки в твоем теле объединены в ткани, им не нужно самим добывать себе пищу, искать необходимые инструменты для выживания, так как всем этим занимаются системы органов (нервная, дыхательная, кровеносная, выделительная, костно-мышечная и др.)

• Иными словами, клетки работают друг для друга, и в конечном счете дают жизнь тебе.

Это наверное будет несколько тривиально, но необходимо любить свои клетки, любить свое тело, не мучить организм вредными привычками, излишнем употреблением пищи, алкоголя, сигарет и других расслабляющих синтетиков.

Но, с другой стороны, живя в большом городе невозможно оставаться полностью здоровым из-за негативного влияния нашей ноосферы (это определение ввел В.И.Вернадский) - выбросы больших предприятий, загазованность вследствие работы автомобильных двигателей, отходы с химических заводов и многие другие факторы.

На сегодня лекция по общей биологии касательно основ жизнедеятельности единицы строения живого, то есть клетки, закончена.

В следующей лекции я разберу положения клеточной теории и химического состава клетки.

P.S. Ты тем временем выпиши и выучи все незнакомые термины, они часто будут встречаться и на лекциях, и в вопросах ЕГЭ.