рівні організації живих систем. Клітинний рівень. Основні положення

сучасної клітинної теорії.

Молекулярно-генетичний рівень (елементарна одиниця-ген)

Клітинний рівень (клітина)

Організмовий рівень, інакше онтогенетичний (особина)

Популяційно-видовий (популяція)

Біогеоценотичний (біогеоценоз)

Клітинний рівень – це рівень клітин (клітин бактерій, ціанобактерій, одноклітинних тварин та водоростей, одноклітинних грибів, клітин багатоклітинних організмів). Елементарні явища представлені реакціями клітинного метаболізму. Завдяки діяльності клітини речовини, що надходять ззовні, перетворюються на субстрати та енергію, які утилізуються в процесі біосинтезу білків відповідно до існуючої інформації. таким чином на клітинному рівні сполучаються механізми передачі інформації та перетворення речовин та енергії. Елементарні явища на цьому рівні створюють енергетичну та речову основу життя на інших рівнях. Клітина – це структурна одиниця живого, функціональна одиниця, одиниця розвитку. Цей рівень вивчають цитологія, цитохімія, цитогенетика, мікробіологія. Сучасна клітинна теорія включає такі основні положення:

№1 Клітина - одиниця будови, життєдіяльності, зростання та розвитку живих організмів, поза клітиною життя немає;

№2 Клітина - єдина система, що складається з безлічі закономірно пов'язаних один з одним елементів, що становлять певне цілісне утворення;

№3 Клітини всіх організмів подібні за своїм хімічним складом, будовою та функціями;

№4 Нові клітини утворюються лише внаслідок розподілу вихідних клітин;

№5 Клітини багатоклітинних організмів утворюють тканини, з тканин органи. Життя організму загалом зумовлена ​​взаємодією складових його клітин;

Клітини багатоклітинних організмів мають повний набір генів, але відрізняються один від одного тим, що у них працюють різні групи генів, наслідком чого є морфологічне та функціональне розмаїття клітин – диференціювання.

Структурно-функціональна організація про- та еукаріотичних клітин.

Клітини прокаріотичного типу мають особливо малі розміри (не більше 0,5-3,0 мкм у діаметрі). вони немає морфологічно відокремленого ядра, т.к. ядерний матеріал як ДНК не відмежований від цитоплазми оболонкою. У клітині відсутня розвинена система мембран. Генетичний апарат утворений єдиною кільцевою хромосомою, яка позбавлена ​​основних білків-гістонів. У прокаріотів відсутній клітинний центр. Для них не типові внутрішньоклітинні переміщення цитоплазми та амебоїдний рух. Час, необхідний освіти двох дочірніх клітин (час генерації), порівняно мало і лічиться десятками хвилин. Прокаріотичні клітини не діляться мітозом. До цього типу клітин відносяться бактерії та синьо-зелені водорості. Еукаріотичний тип клітинної організації представлений двома підтипами. Особливістю організмів найпростіших і те, що вони (виключаючи колоніальні форми) відповідають у структурному відношенні рівню однієї клітини, а фізіологічному - повноцінної особини. У зв'язку з цим однією з характеристик клітин частини найпростіших є наявність у цитоплазмі мініатюрних утворень, що виконують на клітинному рівні функції життєво важливих органів багатоклітинного організму. Такі (наприклад, у інфузорій) цитостом, цитофарингс і порошок, аналогічні травній системі, і скорочувальні вакуолі, аналогічні видільної системи. Клітини багатоклітинних організмів мають оболонку. Плазмолемма (клітинна оболонка) утворена мембраною покритої зовні шаром глікокаліксу. У клітині виділяють ядро ​​та цитоплазму. У ядрі є оболонка, ядерний сік, ядерце, хроматин. Цитоплазма представлена ​​основною речовиною (матрикс, гіалоплазма), в якій розподілені включення та органели (шорстка і гладка епс, пластинчастий комплекс, мітохондрії, рибосоми, полісоми, лізосоми, периксисоми, мікрофібрили, мікротрубочки, центріолі клітинного центру. .
У традиційному викладі клітину рослинного чи тваринного організму описують як об'єкт, відмежований оболонкою, у якому виділяють ядро ​​та цитоплазму. У ядрі поряд з оболонкою та ядерним соком виявляються ядерце та хроматин. Цитоплазма представлена ​​її основною речовиною (матриксом, гіалоплазмою), в якій розподілені включення та органели.

Життєвий цикл клітини. Його періоди для клітин з різним ступенем

Диференціювання.

ЖЦК- це період життя клітини від її утворення (шляхом поділу материнської клітини) до її поділу чи смерті.

ЖЦК здатних до поділу клітин:

Мітотичний цикл: -автокаталітична фаза-підготовка до поділу. складається з G1 періоду (синтетичний), S (синтетичний), G2 (постсинтетичний).

У багатоклітинному організмі є клітини, які після свого народження вступають у період спокою G0 (це клітини, що виконують специфічні функції у складі тієї чи іншої функції).

ЖЦК не здатних до поділу клітин:

Гетерокаталітична інтерфаза

Мітотичний цикл. Мітоз. Біологічне значення мітозу. Можлива

патологія мітозу.

Мітотичний цикл складається з автокаталітичної інтерфази(G1-хромосоми деконденсовані, накопичуються білки і РНК, збільшується число мітохондрій, ;S-реплікація ДНК, продовжується синтез білків і РНК;,G2- зупинка синтезу ДНК, накопичується енергія, синтезуються РНК і білки, що формують нитки веретена поділу) і мітозу:

Профаза 2n4c – ядерна мембрана розчиняється, ядерце зникає, відбувається конденсація та деспіралізація хромосом.

Метафаза 2n4c-хромосоми на екваторі клітини.

Анафаза 4n4c-хроматиди розходяться до полюсів клітини.

Телофаза 2n2c - формування ядерця, цитотомія, утворення двох дочірніх клітин. Біологічне значення мітозу.

Біологічне значення мітозу величезне. Сталість будови і правильність функціонування органів прокуратури та тканин багатоклітинного організму було б неможливим без збереження ідентичного набору генетичного матеріалу в незліченних клітинних поколіннях. Мітоз забезпечує важливі явища життєдіяльності, як ембріональний розвиток, зростання, відновлення органів і тканин після пошкодження, підтримання структурної цілісності тканин при постійній втраті клітин у процесі їх функціонування (заміщення загиблих еритроцитів, клітин шкіри, що слущилися, та інше). Патології мітозу:

Порушення конденсації хромосом веде до набухання та злипання хромосом

Пошкодження веретена поділу є причиною затримки мітозу в метафазі та розсіювання хромосом.

Порушення розходження хроматид в анафазу мітозу веде до появи клітин з різною кількістю хромосом

За відсутності цитотомії в кінці телофази утворюються дво- та багатоядерні клітини.

Відтворення на молекулярному рівні. Реплікація ДНК у про- та еукаріотів.

Одна з основних функцій ДНК - збереження та передача спадкової інформації. В основі цієї функції лежить здатність ДНК до самокопіювання-реплікація. В результаті реплікації з однієї материнської молекули ДНК утворюються дві дочірні молекули ДНК-копії материнської.

Геліказа-розплітає подвійну спіраль ДНК

Дестабілізуючі білки – випрямляють ланцюги ДНК

ДНК-топоізомера- розриває фосфодіефірні зв'язки в одному з ланцюгів ДНК, знімає напругу спіралі.

РНК-праймаза-забезпечує синтез РНК-затравки для фрагментів.

ДНК-полімерази-синтез полінуклеотидного ланцюга в напрямку 5-3

ДНК-лігаза – зшиває фрагменти Оказаки після видалення ДНК-затравки.

Концепція репарації ДНК.

Cперматогенез

Фази сперматогенезу, їхня сутність. Місце сперматогенезу у онтогенезі людини.

Полігенне успадкування. Концепція МФБ. Приклад полігенно успадкованої хвороби у стоматології.

Наслідування ознак при полімерному взаємодії генів. У тому випадку, коли складна ознака визначається декількома парами генів у генотипі та їх взаємодія зводиться до накопичення ефекту дії певних алелей цих генів, у потомстві гетерозигот спостерігається різний ступінь виразності ознаки, яка залежить від сумарної дози відповідних алелей. Наприклад, ступінь пігментації шкіри у людини, що визначається чотирма парами генів, коливається від максимально вираженої у гомозигот по домінантних алелях у всіх чотирьох парах (Р 1 Р 1 Р 2 Р 2 Р 3 Р 3 Р 4 Р 4) до мінімальної у гомозигот за рецес алелі (р 1 р 1 р 2 р 2 р 3 р 3 р 4 р 4) (див. рис. 3.80). При шлюбі двох мулатів, гетерозиготних за всіма чотирма парами, які утворюють по 2 4 = 16 типів гамет, виходить потомство, 1/256 якого має максимальну пігментацію шкіри, 1/256 - мінімальну, інші характеризуються проміжними показниками експресивності цієї ознаки. У розібраному прикладі домінантні алелі полігенів визначають синтез пігменту, а рецесивні практично не забезпечують цієї ознаки. У клітинах шкіри організмів, гомозиготних за рецесивними алелями всіх генів, міститься мінімальна кількість гранул пігменту.

У деяких випадках домінантні та рецесивні алелі полігенів можуть забезпечувати розвиток різних варіантів ознак. Наприклад, у рослини грициків два гени однаково впливають на визначення форми стручочка. Їхні домінантні алелі утворюють одну, а рецесивні - іншу форму стручочків. При схрещуванні двох дигетерозигот за цими генами (рис. 6.16) у потомстві спостерігається розщеплення 15:1, де 15/16 нащадків мають від 1 до 4 домінантних алелей, а 1/16 не має домінантних алелей у генотипі.

Багато спадкових ознак не можна дати досить точного якісного опису. Між особинами спостерігаються поступові малопомітні переходи», а при розщепленні немає чітко розмежованих фенотипічних класів. Такі ознаки вивчають шляхом вимірювань чи підрахунків, що дозволяють дати ознакі цифрову характеристику. Наприклад, вага та розміри тіла, плодючість, врожайність, продуктивність, скоростиглість» вміст білків і жирів тощо. Це і є кількісні ознаки.

І хоча чіткої межі між якісними та кількісними ознаками немає (деякі кількісні ознаки можна описати як якісні: високий – карликовий» скоростиглий – пізньостиглий, а якісні можна висловити кількісно, ​​наприклад, відмінності у забарвленні – кількістю пігменту), можна виділити три важливі особливості кількісних ознак :

1) безперервне варіювання;

2) залежність від великої кількості взаємодіючих генів;

3) залежність від зовнішнього середовища, тобто сильна схильність до впливу модифікаційної мінливості, результат якої безперервний, що ще не змащує фенотипічні відмінності між генотиповими класами.

Основна маса ознак» з якими доводиться мати справу селекціонеру, – кількісні.

Важлива особливість полігенного успадкування - що більше генон, що впливають на ознаку, то безперервною буде мінливість цієї ознаки. Л мінливість за рахунок впливу зовнішніх умов робить розподіл кількісних ознак ще більш плавним та безперервним. Через війну розподіл мінливості кількісних ознак близька до нормального, ті, генотипів, визначальних проміжні варіанти, більше, ніж генотипів, визначальних крайні варіанти.

Цитогенетичний метод

Цитогенетичний метод використовують для вивчення нормального каріотипу людини, а також при діагностиці спадкових захворювань, пов'язаних із геномними та хромосомними мутаціями.
Крім того, цей метод застосовують при дослідженні мутагенного впливу різних хімічних речовин, пестицидів, інсектицидів, лікарських препаратів та ін.
У період розподілу клітин на стадії метафази хромосоми мають чіткішу структуру і доступні для вивчення. Диплоїдний набір людини складається з 46 хромосом:
22 пар аутосом та однієї пари статевих хромосом (XX – у жінок, XY – у чоловіків). Зазвичай досліджують лейкоцити периферичної крові людини, які поміщають у спеціальне живильне середовище, де вони діляться. Потім готують препарати та аналізують число та будову хромосом. Розробка спеціальних методів забарвлення значно спростила розпізнавання всіх хромосом людини, а разом із генеалогічним методом і методами клітинної та генної інженерії дала можливість співвідносити гени з конкретними ділянками хромосом. Комплексне застосування цих методів є основою складання карт хромосом людини.

Цитологічний контроль необхідний для діагностики хромосомних хвороб, пов'язаних з ансуплоїдією та хромосомними мутаціями. Найчастіше зустрічаються хвороба Дауна (трисомія по 21-й хромосомі), синдром Клайнфелтера (47 XXY), синдром Шершевського – Тернера (45 ХО) та ін. Втрата ділянки однієї з гомологічних хромосом 21-ї пари призводить до захворювання крові – хронічного мієлолейкозу.

При цитологічних дослідженнях інтерфазних ядер соматичних клітин можна знайти так зване тільце Барра, або статевий хроматин. Виявилося, що статевий хроматин у нормі є у жінок та відсутній у чоловіків. Він є результатом гетерохроматизації однієї з двох Х-хромосом у жінок. Знаючи цю особливість, можна ідентифікувати статеву приналежність та виявляти аномальну кількість Х-хромосом.

Виявлення багатьох спадкових захворювань можливе ще до народження дитини. Метод пренатальної діагностики полягає в отриманні навколоплідної рідини, де знаходяться клітини плода, та в подальшому біохімічному та цитологічному визначенні можливих спадкових аномалій. Це дозволяє поставити діагноз на ранніх термінах вагітності і прийняти рішення про се продовження або переривання.

Адаптація (від лат. adaptatio - пристосування) - це динамічний процес, завдяки якому рухливі системи живих організмів, незважаючи на мінливість умов, підтримують стійкість, необхідну існування, розвитку та продовження роду. Саме механізм адаптації, вироблений в результаті тривалої еволюції, забезпечує можливість існування організму в умовах середовища, що постійно змінюються.

1.Біологічна адаптація людини акліматизацій

2.Соціальна адаптація- процес активного пристосування індивіда (групи індивідів) до соціального середовища, що у забезпеченні умов, сприяють реалізації його потреб, інтересів, життєвих целей. Соціальна адаптація включає в себе пристосування насамперед до умов і характеру праці (навчання), а також до характеру міжособистісних відносин, екологічного та культурного середовища, умов проведення дозвілля, побуту. Процес соціальної адаптації тісно пов'язаний із процесом соціалізаціїіндивіда, інтеріоризації суспільних та групових норм. Соціальна адаптація передбачає як пристосування індивіда до умов життєдіяльності (пасивна адаптація), і активне цілеспрямоване їх зміна (активна адаптація). Емпірично встановлено, що домінування в індивіда другого з названих типів адаптаційного поведінки обумовлює успішніше перебіг соціальної адаптації. Виявлено також залежність між характером ціннісних орієнтацій особистості та типом адаптаційної поведінки. Так, у людей, орієнтованих на прояв та вдосконалення своїх здібностей, домінує установка на активно-перетворювальну взаємодію із соціальним середовищем, у орієнтованих на матеріальне благополуччя – вибірковість, цільова обмеженість соціальної активності, у орієнтованих на комфорт – пристосувальну поведінку. Ціннісні орієнтації визначають також вимоги індивіда до характеру та умов праці, побуту, дозвілля, характеру міжособистісного спілкування. Наприклад, монотонна праця на конвеєрі, як правило, пригнічує на людей з високим освітнім рівнем, але задовольняє працівників з низьким рівнем освіти та кваліфікації.

Акліматизація - пристосування організмів до нових умов існування після територіального, штучного або природного переміщення з утворенням стабільних груп організмів (популяцій), що відтворюються; окремим випадком акліматизації є.

Акліматизація у спекотному кліматі може супроводжуватися втратою апетиту, розладом діяльності кишечника, порушенням сну, зниженням опірності до інфекційних захворювань. Зазначені функціональні відхилення зумовлюються порушенням водно-сольового обміну. Знижується м'язовий тонус, збільшується потовиділення, знижується сечовиділення, частішають дихання, пульс та ін. У міру збільшення вологості повітря напруга механізмів адаптації зростає.

Кліматичну екстремальність для умов проживання населення в екстремально-холодних кліматах створюють:

· Велика повторюваність (45-65% днів на рік) низьких негативних температур.

· Нестача або повна відсутність (полярна ніч) сонячної радіації взимку.

· Переважання похмурої погоди (140-150 днів на рік).

· Сильний вітер із частими низовими завірюхами.

36. Біологічна адаптація. Механізми термінової та довготривалої адаптації.

Поняття про конституційні типи.

Біологічна адаптація людини- еволюційно виникло пристосування організму людини до умов середовища, що виражається у зміні зовнішніх і внутрішніх особливостей органу, функції або всього організму до умов середовища, що змінюються. У процесі пристосування організму до нових умов виділяють два процеси – фенотипічну або індивідуальну адаптацію, яку правильніше називати акліматизацій(див.) та генотипічну адаптацію, що здійснюється шляхом природного відбору корисних для виживання ознак. При фенотиповій адаптації організм безпосередньо реагує на нове середовище, що виявляється у фенотипічних зрушеннях, компенсаторних фізіологічних змінах, які допомагають організму зберегти в умовах рівновагу з середовищем. При переході до колишніх умов відновлюється і стан фенотипу, компенсаторні фізіологічні зміни зникають. При генотиповій адаптації в організмі відбуваються глибокі морфо-фізіологічні зрушення, які передаються у спадок і закріплюються в генотипі як нові спадкові характеристики популяцій, етнічних груп і рас.

Специфічні адаптивні механізми, властиві людині, дають можливість переносити певний розмах відхилень чинників від оптимальних значень без порушення нормальних функцій організму.

· Терміновий етап адаптації виникає безпосередньо після початку дії подразника на організм і може бути реалізований лише на основі фізіологічних механізмів, що сформувалися раніше. Прикладами прояву термінової адаптації є: пасивне збільшення теплопродукції у відповідь на холод, збільшення тепловіддачі у відповідь на тепло, зростання легеневої вентиляції та хвилинного об'єму кровообігу у відповідь на нестачу кисню. На цьому етапі адаптації функціонування органів і систем протікає на межі фізіологічних можливостей організму при майже повній мобілізації всіх резервів, але не забезпечуючи найбільш оптимальний адаптивний ефект. Так, біг нетренованої людини відбувається за близьких до максимуму величини хвилинного об'єму серця і легеневої вентиляції, при максимальній мобілізації резерву глюкогену в печінці. Біохімічні процеси організму, їх швидкість, як би лімітують цю рухову реакцію, вона не може бути досить швидкою, ні досить тривалою;

· Довготривала адаптація до тривалого стрессору виникає поступово, в результаті тривалого, постійного або багаторазово повторювального впливу на організм факторів середовища. Основними умовами довготривалої адаптації є послідовність та безперервність впливу екстремального фактора. По суті, вона розвивається на основі багаторазової реалізації термінової адаптації і характеризується тим, що в результаті постійного кількісного накопичення змін організм набуває нової якості - з неадаптованого перетворюється на адаптований. Такою є адаптація до недосяжної раніше інтенсивної фізичної роботи (тренування), розвиток стійкості до значної висотної гіпоксії, яка раніше була несумісна з життям, розвиток стійкості до холоду, тепла, великих доз отрут. Такий самий механізм і якісно складнішої адаптації до навколишньої дійсності.

В даний час відсутня загальноприйнята теорія та класифікація конституцій. Різноманітність підходів, запропонованих різними фахівцями, породжує безліч оцінок, визначень конституції, відображає складність проблем, що стоять перед конституціологією. На сьогоднішній день найбільш вдалим і повним визначенням конституції є наступне. встановлення, організація) - це комплекс індивідуальних щодо стійких морфологічних, фізіологічних і психічних властивостей організму, зумовлених спадковістю, а також тривалими та інтенсивними впливами навколишнього середовища, що проявляються в його реакціях на різні впливи (у тому числі соціальні та хвороботворні).

У нашій країні найбільшого поширення набула класифікація, запропонована М. В. Черноруцьким. Він виділив три типи конституції:

1) астенічний;

2) нормостенічний;

3) гіперстенічний

Віднесення до того чи іншого типу проводилося на підставі величини індексу Піньє (довжина тіла - (маса + об'єм грудей у ​​спокої). У астеніків індекс Піньє більше 30, у гіперстеників-менше 10, у нормостеників знаходиться в межах від 10 до 30. Ці три типи Конституції характеризуються як особливостями зовнішніх морфологічних ознак, а й функціональних властивостей.

37. Екологічна диференціація людства. Поняття про раси та адаптивні

типи людей.

38. Адаптивні типи людей. Морфофункціональна характеристика

представників високогірного та аридного типів.

Адаптивний тип
є нормою біологічної реакції на комплекс умов навколишнього
середовища і виявляється у розвитку морфофункціональних, біохімічних та
імунологічних ознак, що забезпечують оптимальну пристосованість до
даним умовам проживання.

У комплекси ознак адаптивних типів із різних географічних зон входять загальні та специфічні елементи. До перших відносять, наприклад, показники
кістково-м'язової маси тіла, кількість імунних білків сироватки крові
людини. Такі елементи підвищують загальну опірність організму до
несприятливих умов середовища. Специфічні елементи відрізняються різноманітністю
і тісно пов'язані з переважаючими умовами в цьому місці проживання - гіпоксією, спекотним або холодним кліматом.
Саме їх поєднання є підставою для виділення адаптивних типів:
арктичного, тропічного, зони помірного клімату, високогірного, пустель та
ін.

Розберемо особливості умов життя людських популяцій у різних
кліматогеографічних зонах та адаптивні типи людей, що сформувалися в них.

Умови високогір'я для людини багато в чому екстремальні. Їх характеризують низький атмосферний тиск, знижений парціальний тиск кисню, холод, відносне одноманітність їжі. Основним екологічним фактором формування гірничого адаптивного типуз'явилася, мабуть, гіпоксія. У жителів високогір'я незалежно від кліматичної зони, расової та етнічної приналежності спостерігаються підвищений рівень основного обміну, відносне подовження довгих трубчастих кісток скелета, розширення грудної клітини, підвищення кисневої ємності крові за рахунок збільшення кількості еритроцитів, вмісту гемоглобіну та відносної легкості.

Аридний адаптивний типсформувався у мешканців пустель. Для пустелі головним шкідливим фактором є вплив сухого повітря, що має велику здатність, що випаровує. Крім того, у тропічних пустелях спостерігається цілорічний сильний тепловий вплив, а у позатропічній зоні різкі сезонні перепади температури – спека влітку та холод узимку. У цих умовах, так само як і в тропіках, найбільш поширені довготілі морфотипи (до 70%), м'язовий та жировий компоненти розвиваються слабо, проте загальні розміри тіла у мешканців пустель більші. Рівень основного обміну у них невисокий, кількість холестерину в крові знижена

46. ​​Трансмісивні та нетрансмісивні природно-осередкові захворювання.

Екологічні основи їхнього виділення.

47. Предмет медичної гельмінтології. Поняття про гео- та біогельмінти,

антропонозах та зоонозах.

46. ​​Природно-вогнищеві захворювання.

1) збудники циркулюють у природі від однієї тварини до іншої незалежно від людини;

2) резервуаром збудника є дикі тварини;

3) хвороби поширені не повсюдно, а на обмеженій території з певним ландшафтом, кліматичними факторами та біогеоценозами.

Компонентамиприродного вогнища є:

1) збудник;

2) сприйнятливі до збудника тварини – резервуари:

3) відповідний комплекс природно-кліматичних умов, у якому існує даний біогеоценоз.

Особливу групу природно-вогнищевих захворювань складають трансмісивні хвороби, такі, як лейшманіоз, тріпаносомоз, кліщовий енцефаліт і т.д. Тому обов'язковим компонентом природного осередку трансмісивного захворювання є наявність переносника.

Трансмісивні хвороби – заразні хвороби людини, збудники яких передаються кровососними членистоногими (комахами та кліщами).

Трансмісивні хвороби включають понад 200 нозологічних форм, що викликаються вірусами, бактеріями, рикетсіями, найпростішими та гельмінтами. Частина їх передається лише з допомогою кровососних переносників (облігатні трансмісивні хвороби, наприклад висипний тиф, малярія та інших.), частина різними способами, зокрема і трансмісивно (наприклад, туляремія, зараження якої відбувається при укусах комарів і кліщів, і навіть при зняття шкурок із хворих тварин).

Переносники

інфікованих вірусами, у кліщів, інфікованих вірусами, рикетсіями та спірохетами, та у москітів, інфікованих флебовірусами.

В організмі механічних переносників збудники не розвиваються та не розмножуються. Збудник, що потрапив на хоботок, в кишечник або на поверхню тіла механічного переносника, передається безпосередньо (при укусі) або шляхом контамінації ран, слизових оболонок господаря або харчових продуктів.

Характеристика переносника та механізм передачі збудника

Область поширення та особливості епідеміології

Профілактика

Профілактика більшості трансмісивних хвороб проводиться шляхом зменшення чисельності переносників. За допомогою цього заходу в СРСР вдалося ліквідувати такі трансмісивні антропонози, як вшиний тиф, москітна лихоманка, міський шкірний лейшманіоз. Велике значення мають проведення меліоративних робіт, створення навколо населених пунктів зон, вільних від диких гризунів та переносників збудників трансмісивних хвороб.

Деякі природно-вогнищеві захворювання характеризуються ендемізмом, тобто. зустрічальністю на строго обмежених територіях. Це з тим, що збудники відповідних захворювань, їх проміжні господарі, тварини-резервуари чи переносники зустрічаються лише певних біогеоценозах.

Невелика кількість природно-вогнищевих захворювань трапляється практично повсюдно. Це такі захворювання, збудники яких, як правило, не пов'язані в циклі свого розвитку із зовнішнім середовищем та вражають найрізноманітніших господарів. До захворювань такого роду відносяться, наприклад, токсоплазмоз та трихінельоз. Цими природно-вогнищевими хворобами людина може заразитися в будь-якій природно-кліматичній зоні та в будь-якій екологічній системі.

Абсолютна ж більшість природно-вогнищевих хвороб вражає людину лише у разі попадання її у відповідне вогнище (на полюванні, риболовлі, у туристичних походах, у геологічних партіях тощо) за умов його сприйнятливості до них. Так, тайговим енцефалітом людина заражається при укусі інфікованим кліщем, а опісторхозом - з'ївши недостатньо термічно оброблену рибу з личинками котячого сисуна.

Профілактика природно-вогнищевих захворювань становить особливі складнощі. У зв'язку з тим, що в циркуляцію збудника буває включено велику кількість господарів, а часто і переносників, руйнування цілих біогеоценотичних комплексів, що виникли в результаті еволюційного процесу, екологічно нерозумно, шкідливо і навіть технічно неможливе. Лише у тих випадках, якщо вогнища є невеликими та добре вивченими, можливе комплексне перетворення таких біогеоценозів у напрямку, що виключає циркуляцію збудника. Так, рекультивація опустелених ландшафтів зі створенням на їх місці зрошуваних садівницьких господарств, що проводиться на тлі боротьби з пустельними гризунами та москітами, може різко знизити захворюваність населення на лейшманіози. У більшості випадків природно-вогнищевих хвороб профілактика їх повинна бути спрямована в першу чергу на індивідуальний захист (запобігання укусам кровосисними членистоногими, термічна обробка харчових продуктів і т.д.) відповідно до шляхів циркуляції в природі конкретних збудників.

Черв'яки - це багатоклітинні, тришарові, первиннороті, двосторонньо-симетричні тварини. Їхнє тіло має подовжену форму, а шкірно-м'язовий мішок складається з гладких або поперечно-смугастих м'язів і покривних тканин.

Гельмінти можуть мешкати у людини практично у всіх органах. Відповідно до цього різні шляхи проникнення в організм людини, симптоматика захворювань, і методи діагностики.

Найскладнішим у житті з простота.

А. Коні

ЕЛЕМЕНТНИЙ СКЛАД ОРГАНІЗМІВ

Молекулярний рівень організації життя

- це рівень організації, властивості якого визначаються хімічними елементами та молекулами та їх участю у процесах перетворення речовин, енергії та інформації.Застосування структурно-функціонального підходи до розуміння життя цьому рівні організації дозволяє виділити основні структурні компоненти і процеси, які визначають структурну і функціональну впорядкованість рівня.

Структурна організація молекулярного рівня. Елементарними структурними складовими молекулярного рівня організації життя є хімічні елементияк окремі види атомів, а не з'єднаних між собою та зі своїми певними властивостями. Поширення хімічних елементів у біосистемах визначаються саме цими властивостями, залежать передусім від величини заряду ядра. Наука, яка займається вивченням поширення хімічних елементів та їх значення для біосистем називається біогеохімією.Засновником цієї науки став геніальний український учений В. І. Вернадський, який відкрив та пояснив зв'язок живої природи з неживою через біогенний потік атомів та молекул при реалізації своїх основних життєвих функцій.

Хімічні елементи, поєднуючись між собою, утворюють вибачила складні неорганічні сполуки,які разом з органічними речовинами є молекулярними компонентами молекулярного рівня організації. Прості речовини (кисень, азот, метали та ін) утворені хімічно з'єднаними атомами одного і того ж елемента, а складні речовини (кислоти, солі та ін) складаються з атомів різних хімічних елементів.

З простих та складних неорганічних речовин у біологічних системах утворюються проміжні з'єднання(наприклад, ацетат, кетокислоти), які і утворюють прості органічні речовини, або малі біомолекули.Це, перш за все, чотири класи молекул - жирні кислоти, моносахариди, амінокислоти та нуклеотиди. їх називають будівельними блоками, оскільки їх будується молекули наступного ієрархічного подуровня. Прості структурні біомолекули поєднуються один з одним різними ковалентними зв'язками, утворюючи макромолекули.Ними є такі важливі класи, як ліпіди, білки, оліго- та полісахариди та нуклеїнові кислоти.

У біосистемах макромолекули можуть об'єднуватися за допомогою нековалентних взаємодій надмолекулярні комплекси.Їх ще називають інтермолекулярними комплексами, або молекулярними ансамблями, або складними біополімерами (наприклад, складні ферменти, складні білки). На найвищому, вже клітинному рівні організації, надмолекулярні комплекси поєднуються із заснуванням клітинних органел.

Отже, для молекулярного рівня характерна певна структурна ієрархія молекулярної організації: хімічні елементи - прості та складні неорганічні сполуки - проміжні сполуки - малі органічні молекули - макромолекули - надмолекулярні комплекси.

Молекулярний рівень організації життя
Основні складові, що визначають просторову (структурну) упорядкованість	Основні процеси, що визначають тимчасову (функціональну) упорядкованість
1. Елементарні хімічні складові: органогени; Макроелементи; Мікроелементи; Ультрамікроелементи. 2. Молекулярні хімічні складові: Прості неорганічні молекули (02 Ν2, метали) Складні неорганічні молекули (вода, солі, кислоти, луги, оксиди тощо), Малі органічні молекули (жирні кислоти, амінокислоти, моносахариди, нуклеотиди) Макромолекули (ліпіди, білки, оліго- та полісахариди, нуклеїнові кислоти) Надмолекулярні комплекси.	1. Процеси перетворення речовин. 2. Процеси перетворення енергії. 3. Процеси перетворення спадкової інформації

Функціональна організація молекулярного рівня . Молекулярний рівень організації живої природи поєднує і безліч різних хімічних реакцій, які визначають його впорядкованість у часі. Хімічні реакції - це явища, при яких одні речовини, що мають певний склад та властивості, перетворюються на інші речовини - з іншим складом та іншими властивостями.реакції між елементами, неорганічними речовинами не є специфічними для живого, специфічним для життя є певний порядок цих реакцій, їх послідовність та поєднання у цілісну систему. Існують різні класифікації хімічних реакцій. За ознакою зміни кількості вихідних та кінцевих речовин виділяють 4 типи реакцій: повідомлення, розкладання, обмінуі заміщення.Залежно від використання енергії виділяють екзотермічні(енергія виділяється) та ендотермічні(Енергія поглинається). Органічні сполуки також здатні до різних хімічних перетворень, які можуть проходити без змін карбонового скелета, так і зі змінами. Реакціями без зміни вуглецевого скелетає реакції заміщення, приєднання, елімінування, ізомеризації. До реакцій із зміною карбонового скелетавідносяться реакції, як реакції подовження ланцюга, укорочування ланцюга, ізомеризації ланцюга, циклізації ланцюга, розкриття циклу, стиснення та розширення циклу. Переважна більшість реакцій у біосистемах є ферментативними та утворюють сукупність, що називається метаболізмом. Основними типами ферментативних реакцій окисно-відновлювальні, трансферації, гідролізу, негідролітичного розпаду, ізомеризації та синтезу.У біологічних системах між органічними молекулами також можуть відбуватися реакції полімеризації, конденсації, матричного синтезу, гідролізу, біологічного каталізу та ін. Більшість реакцій між органічними сполуками є специфініми для живої природи і не можуть відбуватися у неживій.

Науки, що вивчають молекулярний рівень. Основними науками, які вивчають молекулярний рівень є біохімія та молекулярна біологія. Біохімія - наука про сутність життєвих явищ та їх основу - обмін речовин, а увага молекулярної біології, на відміну від біохімії, зосереджена переважно на вивченні будови та функцій білків

Біохімія - наука, що вивчає хімічний склад організмів, будову, властивості, значення виявлених у них хімічних сполук та його перетворення у процесі обміну речовин.Термін "біохімія" був вперше запропонований у 1882 році, проте, вважається, широкого використання він набув після робіт німецького хіміка К. Нойберга у 1903 році. Біохімія як самостійна наука сформувалася у другій половині ХІХ ст. завдяки науковій діяльності таких відомих учених-біохімиків, як А. М. Бутлеров, Ф. Велер, Ф. Мішером, А. Я. Данилевський, Ю. Лібіх, Л. Пастер, Е. Бухнер, К. А. Тімірязєв, Μ. І. Лунін та ін. Сучасна біохімія разом із молекулярною біологією, біоорганічною хімією, біофізикою, мікробіологією складають єдиний комплекс взаємопов'язаних наук – фізико-хімічну біологію, яка вивчає фізичні та хімічні основи живої матерії. Одним із загальних завдань біохімії є встановлення механізмів функціонування біосистем та регуляції життєдіяльності клітин, які забезпечують єдність обміну речовин та енергії в організмі.

Молекулярна біологія - наука, яка вивчає біологічні процеси на рівні нуклеїнових кислот та білків та їх надмолекулярних структур.Датою виникнення молекулярної біології як самостійної науки прийнято вважати 1953 р., коли Ф. Крік та Дж. Уотсон на основі даних біохімії та рентгеноструктурного аналізу запропонували модель тривимірної структури ДНК, яка отримала назву подвійної спіралі. Найважливішими розділами цієї науки є молекулярна генетика, молекулярна вірусологія, ензимологія, біоенергетика, молекулярна імунологія, молекулярна біологія розвитку. Фундаментальними завданнями молекулярної біології є встановлення молекулярних механізмів основних біологічних процесів, зумовлених структурно-функціональними властивостями та взаємодією нуклеїнових кислот та білків, а також вивчення регуляторних механізмів цих процесів.

Методи вивчення життя на молекулярному рівні формувалися переважно у XX столітті. Найбільш поширеними з них є хроматографії, ультрацентрифугування, електрофорез, рентгеноструктурний аналіз, фотометрія, спектральний аналіз, метод мічених атомівта ін.

Вся жива природа є сукупністю біологічних систем різного рівня організації та різної супідрядності.
Під рівнем організації живої матерії розуміють те функціональне місце, яке ця біологічна структура займає у системі організації природи.

Рівень організації живої матерії- це сукупність кількісних та якісних параметрів певної біологічної системи (клітина, організм, популяція тощо), які визначають умови та межі її існування.

Вирізняють кілька рівнів організації живих систем, що відбивають супідрядність, ієрархічність структурної організації життя.

• Молекулярний (молекулярно-генетичний) рівеньпредставлений окремими біополімерами (ДНК, РНК, білками, ліпідами, вуглеводами та іншими сполуками); на цьому рівні життя вивчаються явища, пов'язані зі змінами (мутаціями) та відтворенням генетичного матеріалу, обміном речовин. Цим займається наука – молекулярна біологія.
• Клітиннийрівень- рівень, на якому життя існує у формі клітини – структурної та функціональної одиниці життя, вивчає цитологія. На цьому рівні вивчаються такі процеси, як обмін речовин та енергії, обмін інформацією, розмноження, фотосинтез, передача нервового імпульсу та багато інших.

Клітина – структурна одиниця всього живого.

• Тканинний рівеньвивчає гістологію.

Тканина - це сукупність міжклітинної речовини і подібних до будови, походження та виконуваних функцій клітин.

• Органнийрівень. Орган містить у своєму складі кілька тканин.
• Організмовийрівень- самостійне існування окремої особи - одноклітинного або багатоклітинного організму вивчають, наприклад, фізіологія та аутекологія (екологія особин). Особина як цілісний організм є елементарною одиницею життя. В іншій формі життя у природі не існує.

Організм - це реальний носій життя, що характеризується усіма його властивостями.

• Популяційно-видовийрівень- рівень, представлений групою особин одного виду - населенням; саме у популяції відбуваються елементарні еволюційні процеси (нагромадження, прояв та відбір мутацій). Цей рівень організації вивчають такі науки, як демекологія (або популяційна екологія), еволюційне вчення.

Населення - це сукупність особин одного виду, довго існуючих певної території, вільно схрещуються і щодо ізольованих з інших особин тієї самої виду.

• Біогеоценотичнийрівень- представлений спільнотами (екосистемами), що складаються з різних популяцій та довкілля їх проживання. Цей рівень організації вивчає біоценологія чи синекологія (екологія угруповань).

Біогеоценоз - це сукупність всіх видів з різною складністю організації та всіх факторів середовища їх проживання.

• Біосфернийрівень- Рівень, що представляє сукупність всіх біогеоценозів. У біосфері відбувається кругообіг речовин та перетворення енергії за участю організмів.

Рівні організації органічного світу - дискретні стани біологічних систем, що характеризуються підпорядкованістю, взаємопов'язаністю, специфічними закономірностями.

Структурні рівні організації життя надзвичайно різноманітні, але основними є молекулярний, клітинний, онтогенетичний, популяційно-видовий, бігіоценотичний та біосферний.

1. Молекулярно-генетичний рівень життя. Найважливішими завданнями біології цьому етапі вивчення механізмів передачі генної інформації, спадковості і мінливості.

Існує кілька механізмів мінливості на молекулярному рівні. Найважливішим є механізм мутації генів - безпосереднє перетворення самих генів під впливом зовнішніх чинників. Чинниками, що викликають мутацію, є: радіація, токсичні хімічні сполуки, віруси.

Ще один механізм мінливості – рекомбінація генів. Такий процес має місце при статевому розмноженні у вищих організмів. У цьому немає зміни загального обсягу генетичної інформації.

Ще один механізм мінливості був відкритий лише в 1950-ті рр. н. Це - некласична рекомбінація генів, у якому відбувається загальне збільшення обсягу генетичної інформації з допомогою включення до геном клітини нових генетичних елементів. Найчастіше ці елементи вносять у клітину вірусами.

2. Клітинний рівень. Сьогодні наукою достовірно встановлено, що найменшою самостійною одиницею будови, функціонування та розвитку живого організму є клітина, яка є елементарною біологічною системою, здатною до самооновлення, самовідтворення та розвитку. Цитологія - наука, що вивчає живу клітину, її будову, функціонування як елементарної живої системи, досліджує функції окремих клітинних компонентів, процес відтворення клітин, пристосування до умов середовища та ін. Також цитологія досліджує особливості спеціалізованих клітин, становлення їх особливих функцій та розвиток специфічних клітинних структур . Отже, сучасна цитологія було названо фізіологією клітини.

Значним просуванням у вивченні клітин відбулося на початку 19 століття, було відкрито та описано клітинне ядро. На підставі цих досліджень була створена клітинна теорія, що стала найбільшою подією в біології 19 ст. Саме ця теорія стала фундаментом для розвитку ембріології, фізіології, теорії еволюції.

Найважливіша частина всіх клітин - ядро, яке зберігає та відтворює генетичну інформацію, регулює процеси обміну речовин у клітині.

Усі клітини поділяються на дві групи:

· Прокаріоти – клітини, позбавлені ядра

· Еукаріоти - клітини, що містять ядра

Вивчаючи живу клітину, вчені звернули увагу на існування двох основних типів її харчування, що дозволило всі організми поділити на два типи:

· Автотрофні – самі виробляють необхідні їм поживні речовини

· Гетеротрофні – не можуть обходитися без органічної їжі.

Пізніше було уточнено такі важливі чинники, як здатність організмів синтезувати необхідні речовини (вітаміни, гормони), забезпечувати себе енергією, залежність від екологічного середовища та ін. Таким чином, складний та диференційований характер зв'язків свідчить про необхідність системного підходу до вивчення життя та на онтогенетичному рівні .

3. Онтогенетичний рівень. Багатоклітинні організми. Цей рівень виник у результаті формування живих організмів. Основною одиницею життя виступає окрема особина, а елементарним явищем – онтогенез. Вивченням функціонування та розвитку багатоклітинних живих організмів займається фізіологія. Ця наука розглядає механізми дії різних функцій живого організму, їх зв'язок між собою, регуляцію та пристосування до зовнішнього середовища, походження та становлення у процесі еволюції та індивідуального розвитку особи. По суті, це і є процес онтогенезу - розвиток організму від народження до смерті. При цьому відбувається зростання, переміщення окремих структур, диференціація та ускладнення організму.

Всі багатоклітинні організми складаються з органів та тканин. Тканини - це група фізично об'єднаних клітин та міжклітинних речовин для виконання певних функцій. Їхнє вивчення є предметом гістології.

Органи – це відносно великі функціональні одиниці, які поєднують різні тканини в ті чи інші фізіологічні комплекси. У свою чергу органи входять до складу більших одиниць - систем організму. Серед них виділяють нервову, травну, серцево-судинну, дихальну та інші системи. Внутрішні органи є лише у тварин.

4. Популяційно-біоценотичний рівень. Це надорганізмний рівень життя, основною одиницею якого є населення. На відміну від популяції видом називається сукупність особин, подібних за будовою та фізіологічними властивостями, що мають загальне походження, що можуть вільно схрещуватися та давати плодюче потомство. Вид існує лише через популяції, що становлять генетично відкриті системи. Вивченням популяцій займається біологія популяції.

Термін "популяція" був запроваджений одним із основоположником генетики В. Йогансеном, який назвав так генетично неоднорідну сукупність організмів. Пізніше населення стала вважатися цілісної системою, безперервно взаємодіючої з довкіллям. Саме популяції є реальними системами, якими існують види живих організмів.

Популяції - генетично відкриті системи, оскільки ізоляція популяцій не абсолютна і періодично буває можливим обмін генетичної інформацією. Саме популяції виступають як елементарні одиниці еволюції, зміни їх генофонду ведуть до появи нових видів.

Популяції, здатні до самостійного існування та трансформації, об'єднуються в сукупності наступного надорганізмного рівня – біоценози. Біоценоз – сукупність популяцій, що проживають на певній території.

Біоценоз є закритою для чужих популяцій систему, для складових його популяцій - це відкрита система.

5. Біогеоцетонічний рівень. Біогеоценоз – стійка система, яка може існувати протягом тривалого часу. Рівнавага живої системі динамічно, тобто. є постійним рухом навколо певної точки стійкості. Для її стабільного функціонування потрібна наявність зворотних зв'язків між її керуючою та виконуючою підсистемами. Такий спосіб підтримки динамічної рівноваги між різними елементами біогеоценозу, викликане масовим розмноженням одних видів та скороченням або зникненням інших, що призводить до зміни якості довкілля, називають екологічною катастрофою.

Біогеоценоз - це цілісна саморегулююча система, у якій виділяється кілька типів підсистем. Первинні системи – продуценти, що безпосередньо переробляють неживу матерію; консументи - вторинний рівень, на якому речовина та енергія виходять за рахунок використання продуцентів; потім йдуть консументи другого порядку. Також існують падальники та редуценти.

Через ці рівні в біогеоценозі проходить кругообіг речовин: життя бере участь у використанні, переробці та відновленні різних структур. У біогеоценозі – односпрямований енергетичний потік. Це робить його незамкненою системою, безперервно пов'язаною із сусідніми біогеоценозами.

Саморегуляція біогеоценлзів протікає тим успішніше, чим різноманітніша кількість його елементів. Від різноманітності його компонентів залежить і стійкість біогеоценозів. Випадання одного або декількох компонентів може призвести до необоротного порушення рівноваги та загибелі його як цілісної системи.

6. Біосферний рівень. Це найвищий рівень організації життя, що охоплює всі явища життя на планеті. Біосфера - це жива речовина планети та перетворене ним довкілля. Біологічний обмін речовин - це чинник, який поєднує всі інші рівні організації життя однієї біосферу. На цьому рівні відбувається кругообіг речовин і перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів, що мешкають на Землі. Таким чином, біосфера є єдиною екологічною системою. Вивчення функціонування цієї системи, її будови та функцій – найважливіше завдання біології на цьому рівні життя. Займаються вивченням цих проблем екологія, біоценологія та біогеохімія.

Розробка вчення про біосферу нерозривно пов'язана з ім'ям видатного російського вченого В.І. Вернадського. Саме йому вдалося довести зв'язок органічного світу нашої планети, який виступає у вигляді єдиного нероздільного цілого, з геологічними процесами Землі. Вернадський відкрив та вивчив біогеохімічні функції живої речовини.

Завдяки біогенній міграції атомів жива речовина виконує свої геохімічні функції. Сучасна наука виділяє п'ять геохімічних функцій, що виконує живу речовину.

1. Концентраційна функція виявляється у накопиченні певних хімічних елементів усередині живих організмів завдяки їх діяльності. Результатом цього стала поява запасів з корисними копалинами.

2. Транспортна функція тісно пов'язана з першою функцією, тому що живі організми переносять потрібні їм хімічні елементи, які потім накопичуються у місцях їх проживання.

3. Енергетична функція забезпечує потоки енергії, що пронизують біосферу, що дозволяє здійснювати всі біогеохімічні функції живої речовини.

4. Деструктивна функція - функція руйнування та переробки органічних останків, у ході цього процесу накопичені організмами речовини повертаються в природні цикли, йде кругообіг речовин у природі.

5. Середньоутворююча функція - перетворення навколишнього середовища під дією живої речовини. Весь сучасний образ Землі – склад атмосфери, гідросфери, верхнього шару літосфери; більшість корисних копалин; Клімат – є результатом дії Життя.

Процес «трансляції» спадкової інформації відбувається на рівні організації життя

1) клітинному

2) організмному

3) біогеонотичному

4) молекулярному

Пояснення.

Події на клітинному рівні забезпечують біоінформаційний та речовинно-енергетичний супровід феномену життя на всіх рівнях її організації. Сьогодні наукою достовірно встановлено, що найменшою самостійною одиницею будови, функціонування та розвитку живого організму є клітина, яка є елементарною біологічною системою, здатною до самооновлення, самовідтворення та розвитку. У клітині зберігається і втілюється у процеси життєдіяльності біологічна (генетична, спадкова) інформація - ДНК, матричний механізм реплікації ДНК та синтезу білків.

Процес трансляції – процес синтезу білка з амінокислот на матриці іРНК (мРНК), який здійснюється рибосомою. Беруть участь кілька компонентів клітини, тому відповідь – на клітинному рівні організації.

Відповідь: 1

Розділ: Основи цитології

Гість 26.05.2014 18:14

Добрий день. Хіба процес трансляції спадкової інформації відбувається на клітинному рівні? Мені здається на молекулярному. Дещо вище було подібне питання і там вказано молекулярний рівень організації.

Наталія Євгенівна Баштанник

На молекулярно-генетичному рівні протікають найважливіші процеси життєдіяльності – кодування, передача та реалізація спадкової інформації. На цьому рівні організації життя здійснюється процес зміни спадкової інформації.

На органоідно- клітинномуНа рівні протікають найважливіші процеси життєдіяльності: обмін речовин (у тому числі і біосинтез білка - ТРАНСЛЯЦІЯ) і перетворення енергії в клітині, її зростання, розвиток і поділ.

Гість 23.03.2015 19:21

На молекулярному рівні відбуваються такі процеси як: передача генетичної інформації – реплікація, транскрипція, трансляція.

На клітинному рівні відбувається процеси такі як: клітинний метаболізм, життєві цикли та поділ, що регулюються білками-ферментами.

(Інформація на основі "Збірника різнорівневих завдань для підготовки до ЄДІ". Автор збірки - А.А.Кириленко)

Наталія Євгенівна Баштанник

Молекулярний рівень. Основу організації на цьому рівні представляють 4 азотисті основи, 20 амінокислот, кілька сотень тисяч біохімічних реакцій, майже всі з яких пов'язані з синтезом або розкладанням АТФ - універсального енергетичного компонента живого.

Клітинний рівень. Клітина є мінімальною одиницею життя. Все живе складається із клітин. Основні механізми відтворення життя працюють саме на клітинному рівні.

На клітинному рівні відбувається два основних процеси, необхідні самовідтворення життя - мітоз - розподіл клітини із збереженням числа хромосом і генів, і мейоз - редукційне розподіл, необхідне виробництва статевих клітин - гамет.