ГДЗ Біологія 10 клас Соболь 2023

Вступ

ГДЗ Біологія 10 клас Соболь 2023

§ 1. Міждисциплінарні зв’язки біології та екології

Пригадайте!

Що таке біологія й екологія?

Біологія – це наука про закономірності життя і розвитку організмів. Екологія – це

наука про взаємозв’язки живого між собою та з навколишнім середовищем.

Поміркуйте!

Проблема – це складне завдання, що потребує розв’язування, але його способи і можливий результат невідомі. Розв’язування наукових проблем приводить до наукових відкриттів. Які ж проблеми людини можуть бути розв’язані за допомогою біологічних знань?

За допомогою біологічних знань можуть бути розв’язані такі проблеми: лікування захворювань, підвищення чисельності певного виду тощо. ДІЯЛЬНІСТЬ

Досягнення сучасної біології сприяли виникненню нових напрямів, розділів й дисциплін. Зіставте біологічні відкриття з розділами біології та отримайте назву технології збереження організмів у стані глибокого замороження та можливості їхнього оживлення.

1.К1

2.Р

3.І

4.О

5.Н

6.І

7.К2

8.А

У Юджина Одума є цікаве формулювання щодо предмета екології та її зв’язків з біологією: «Екологія – це біологія навколишнього середовища». Спираючись на власний досвід, оцініть це визначення та наведіть приклади, що підтверджують чи спростовують вислів науковця. Що таке екологізація наук?

Екологізація наук – це процес розробки нових рішень, які підвищують ефективність використання природних ресурсів із збереженням чи поліпшенням якості довкілля. СТАВЛЕННЯ Зіставте назви запропонованих об’єктів і явищ рослинного світу з визначеннями, що пояснюють їхнє застосування в біоніці, та отримайте прізвище видатного

архітектора, який часто звертався до ідей живого. Кульмінацією творчості митця став собор Святої Родини у Барселоні. Висловіть свої судження про значення біологічних знань в архітектурі, зокрема й для розвитку людства загалом.

1.Г

2.А

shkola.in.ua

3.У 4.Д

5.І

Висловіть свої судження про значення біологічних знань в архітектурі, зокрема

для розвитку людства загалом.

Біологічні знання в архітектурі мають величезне значення. Тому, що за допомогою цих знань можна удосконалювати різноманітні матеріали для будівництва, наприклад.

Ці знання мають величезне значення в медицині, оскільки дозволяють лікувати

захворювання людини.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що вивчає біологія?

Біологія вивчає закономірності життя і розвитку організмів.

2. Назвіть основні галузі застосування біологічних знань. Біологічні знання застосовуються у таких основних галузях: сільське і лісове господарство, промисловість, медицина, охорона здоров’я, селекція, спорт, техніка й технології.

3. Що вивчає екологія?

Екологія вивчає взаємовідношення між організмом і оточуючим середовищем.

4. Чому екологія є біологічною наукою? Екологія є біологічною наукою тому, що її знання базуються на знаннях біології.

5. Що таке біологічне пізнання?

Біологічне пізнання – це організована діяльність відповідно до мети й завдань, результатом якої є нові знання про живу природу.

6. Назвіть основні галузі застосування біологічних досліджень. Біологічні знання застосовуються у таких основних галузях: сільське і лісове господарство, промисловість, медицина, охорона здоров’я, селекція, спорт, техніка й технології.

7. Чому XXI століття є століттям біології? Як пов’язані між собою біологія та екологія?

XXI століття є століттям біології тому, що біологія стала не лише фундаментальною наукою про життя в усіх його проявах, а й частиною людської культури й духовності суспільства, що суттєво впливає на всі галузі діяльності людини.

8. Як пов’язані між собою біологія та екологія? Біологія та екологія пов’язані наступним чином. Екологічні знання базуються на біологічних знаннях.

9. Яке значення біологічних знань для людини? Значення біологічних знань для людини дуже велике. Наприклад, за допомогою цих знань можна винайти способи лікування захворювань, які зараз вважаються невиліковними. Біологічні знання також дозволяють покращити якість життя людини. 10. Оцініть важливість біологічних знань для розвитку людства.

Біологічні знання є дуже важливими для розвитку людства. Чому? Тому, що з їх допомогою людина стане жити довше, а ще головніше якісніше. Також ці знання мають бути застосовані до покращення середовища проживання людини у майбутньому.

shkola.in.ua

§ 2. Рівні організації біосистем та їхній взаємозв’язок Пригадайте!

Що таке біосистеми?

Біосистеми – це сукупність взаємопов’язаних структурних й функціональних

компонентів, найзагальнішими особливостями яких є відкритість, упорядкованість та рівневість.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Розпізнайте на малюнках біосистеми різних рівнів організації. Назвіть їх

компоненти та наведіть приклади процесів, характерних для зображених

біосистем. Заповніть у робочому зошиті таблицю «Характеристика основних

типів біосистем» і сформулюйте висновок про подібність та відмінності різних

біосистем.

1. Біогеоценотичний.

2. Клітинний.

3. Популяційно-видовий.

4. Популяційно-видовий.

5. Організмовий.

Риба-клоун (Amphiprion ocellaris) досить часто вступає у взаємовигідні

взаємовідносини з актиніями (наприклад, Heteractis magnifica). Щупальця цих тварин містять небезпечні жалкі клітини і захищають риб та їхню ікру від хижаків. У свою чергу, риби-клоуни очищають актинію від сміття і відганяють від неї хижаків, наприклад крабів і риб-метеликів, які не проти поласувати щупальцями цих істот. Назвіть і охарактеризуйте рівень організації цих взаємовідносин.

Рівнем організації цих взаємовідносин є біогеоценотичний. Чому? Тому, що різні види організмів контактують між собою. СТАВЛЕННЯ

З-поміж представників класу Ссавці здатність продукувати

отруйний

секрет мають яйцекладні ссавці та окремі представники комахоїдних. І лише один відомий вид є серед приматів. Це малий товстий лорі (Nycticebus pygmaeus), поширений у лісах В’єтнаму, Лаосу й Камбоджі. На внутрішньому боці ліктьового суглоба в цієї тварини є залози, секрети яких, змішуючись із слиною, перетворюються на сильну отруту. Опишіть цей організм як біосистему. Цей організм є біосистемою. Чому? Тому, що у ньому є цілісна сукупність взаємопов’язаних компонентів, що виконують особливі функції і забезпечують їхню єдність. Наприклад, залози, які виділяють секрети і слиновидільна система. Вони виконують певну функцію і забезпечують їхню єдність. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке біосистеми? Біосистеми – це сукупність взаємопов’язаних структурних й функціональних компонентів, найзагальнішими особливостями яких є відкритість, упорядкованість та рівневість.

2. Назвіть основні типи біосистем. Основні типи біосистем: клітина, організм, популяція, вид, екосистема, біосфера.

shkola.in.ua

3. Наведіть приклади біосистем різних рівнів. Приклади біосистем різних рівнів: клітина (лейкоцит), організм (кіт), вид (кіт лісовий), екосистема (кораловий риф), біосфера (бактеріальна).

4. Що таке рівні організації біосистем? Рівні організації біосистем – це ієрархічно супідрядні рівні організації біосистем, що відображають рівні їх ускладнення.

5. Назвіть основні рівні організації біосистем. Є такі основні рівні організації біосистем: молекулярний, клітинний, організмовий, популяційно-видовий, біогеценотичний, біосферний.

6. Назвіть критерії, за якими характеризують біосистеми.

Критерії, за якими характеризують біосистеми: ступінь складності структури, процес тощо.

7. Якими є основні біосистеми?

Є такі основні біосистеми: клітина, організм, популяція, вид.

8. В чому виявляється взаємозв’язок рівнів організації біосистем?

Взаємозв’язок рівнів організації біосистем виявляється у тому, що один рівень

організації біосистем входить в інший (більший) рівень організації біосистем.

9. Чим біосистеми різняться між собою?

Біосистеми різняться між собою ступенем складності структури та певними закономірними функціональними змінами й явищами.

10. У чому полягають подібність та відмінності різних біосистем?

Подібність різних біосистем полягає у тому, що вони усі є подібними у критеріях визначення рівня біосистеми, тобто, усі мають певну структуру. Відмінності полягають у тому, що різні біосистеми мають різну організацію структури і різні функціональні можливості.

§ 3. Властивості живого Пригадайте!

Що таке біосистеми? Біосистеми – це сукупність взаємопов’язаних структурних й функціональних компонентів, найзагальнішими особливостями яких є відкритість, упорядкованість та рівневість.

Поміркуйте!

«Папороть, що росте в лісі, – жива система? Безперечно. А морозяні візерунки на шибці? Певно, ви здогадаєтесь, що ні, хоча зовні вони бувають схожі на листки папороті. Яка ж відмінність між першим і другим? Якщо на замерзлу шибку впаде сонячний промінь, то крижана папороть розтане, а справжня саме завдяки сонячному світлу ростиме й розвиватиметься, бо поглинає його енергію». Які особливості біосистем відрізняють їх від фізичних чи хімічних систем? Від фізичних чи хімічних систем відрізняються такі особливості біосистеми: усі біосистеми є живими, а не «мертвими». Це основна особливість біосистеми, які відрізняє її від фізичної та хімічної системи. ДІЯЛЬНІСТЬ

Визначте прояви життя, що їх вивчають за допомогою вказаних наук. Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть висновок про значення інтегрованого підходу для пізнання суті життя.

Наука

Прояви життя Хімія Діяльність хімічних сполук.

Фізика

Діяльність живих

Південна частина Румунії стала відома своїми «живими» каменями, що вміють рости, дихати і навіть розмножуватися. Місцеве населення називає їх тровантами. Ці камені мають обтічну форму, на зрізі можна розгледіти вікові кільця, зосереджені навколо невеликого твердого ядра. Камені здатні ще й до розмноження, що нагадує брунькування. Чому ж ці «неорганічні форми життя на основі кремнію», як їх називають деякі науковці, не належать до живої природи? Вони не належать до живої природи тому, що вони не ростуть та споживають якусь їжу.

СТАВЛЕННЯ Жозефіна Волл (нар. 1947) – сучасна британська художниця в стилі фентезі. Її картини надзвичайно популярні в усьому світі. Жозефіна переконана, що художник, який перебуває в оточенні прекрасної природи, є своєрідним каналом для передачі енергії від Матері-Землі усім людям. Мистецтво і його естетичні можливості допомагають зрозуміти принадність та вразливість навколишнього світу. Що таке естетика? У чому полягає естетична цінність живої природи? Естетика – це краса, художність чого-небудь. Естетична цінність живої природи полягає у тому, що вона приносить естетичне задоволення. РЕЗУЛЬТАТ

1. Назвіть фундаментальні властивості живого. Фундаментальні властивості живого: єдність хімічного складу, клітинна будова, рівневість організації, основні властивості життя, процеси життя.

2. Чому біосистеми називають відкритими? Біосистеми називають відкритими тому, що постійно обмінюються із середовищем речовинами, енергією та інформацією.

3. Що таке саморегуляція, самовідтворення та самооновлення? Саморегуляція – це регулювання, що здійснюється в організмі внутрішніми силами, без стороннього втручання, впливу. Самовідтворення – це відтворення собі подібних. Самооновлення – це утворення чи відновлення пошкоджених складників.

4. Наведіть 2–3 приклади визначень поняття «життя».

Життя – це стан живого організму в стадії розвитку, зросту. Життя – це існування всього живого. Життя – це прояв фізичних і духовних сил живих істот.

5. Назвіть ознаки структурної організації життя.

Ознаки структурної організації життя: єдність хімічного складу, клітинна будова, рівневість організації.

6. Назвіть властивості та основні процеси життя. Властивості та основні процеси життя: саморегуляція, самовідтворення, самооновлення та рух, живлення, розмноження.

7. У чому суть визначальних ознак життя?

Суть визначальних ознак життя полягає у тому, що ці ознаки визначають життя.

shkola.in.ua

8. Якими є описові структурно-функціональні ознаки живого?

Є такі описові структурно-функціональні ознаки живого: основні властивості живого та процеси життя.

9. У чому полягає складність визначення такого явища, як ЖИТТЯ? Складність визначення такого явища, як життя полягає у тому, що це поняття можна трактувати по-різному, а не тільки певним способом. 10. Чому пізнання суті життя є проблемою науки загалом, а не лише біології?

Пізнання суті життя є проблемою

науки загалом, а не лише біології тому, що суть життя у кожного своя і її неможливо узагальнити певним способом.

§ 4. Стратегія сталого розвитку природи й суспільства Пригадайте!

Що таке природа?

Природа – це Органічний і неорганічний світ у всій сукупності і зв'язках, що є

об'єктом людської діяльності й пізнання, все те, що не створене діяльністю людини. Поміркуйте!

У 1973 р. Генеральною Асамблеєю ООН було засновано Всесвітній день охорони довкілля, який відзначають 5 червня. Щороку цього дня відбуваються заходи, присвячені певній темі. Тему 2018 р. сформульовано так: «Бій забрудненню пластиком!». Яка ж мета Всесвітнього дня охорони довкілля?

Мета Всесвітнього дня охорони довкілля полягає у тому, що в цей день відбуваються заходи, які спрямовані на охорону довкілля.

ДІЯЛЬНІСТЬ

15 вересня 2017 р. уряд України оприлюднив Національну доповідь «Цілі сталого розвитку: Україна». У доповіді представлено 17 глобальних цілей сталого розвитку з урахуванням специфіки національного розвитку країни. Розподіліть цілі за трьома компонентами сталого розвитку. Соціум: вирішення проблем голоду, підтримання доброго здоров’я, якісна освіта, гендерна рівність, достойні робочі місця й економічне зростання,

зменшення

нерівності, подолання бідності; міста та спільноти, що живуть відповідно до принципів сталого розвитку, мир і справедливість, співпраця заради досягнення цілей. Довкілля: чиста вода та належні санітарні умови, використання відновлюваної енергії, відповідальне споживання, захист планети, забезпечення життя на землі, забезпечення життя під водою.

Економіка: інновації й інфраструктура. Перекладіть текст і підготуйте пояснення про міжнародну програму «ЮНЕП».

shkola.in.ua

«The United Nations Environment Programme (UNEP) is an international entity whose mandate is to promote sustainable development and prudent use of the global environment. It assists many countries to achieve resilient, low-emission pathways through its flagship programmes in adaptation, forestry, energy efficiency and transition to sustainable development. Its key activities include promoting investment in clean technologies in order to reduce emissions, protecting biodiversity and ecosystems, alleviating poverty, and ecosystem-based adaptation in order to reduce human vulnerability and strengthen resilience to the impacts of climate change. It works with the financial communities to mobilize financial resources for investments in low carbon and climate resilient development; developing climate finance readiness and capacity-building; and undertaking policy and research analysis». Програма ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП) є міжнародною організацією, мандат якої полягає у сприянні сталому розвитку та розумному використанні глобального навколишнього середовища. Він допомагає багатьом країнам досягти стійких шляхів з низьким рівнем викидів через свої флагманські програми з адаптації, лісового господарства, енергоефективності та переходу до сталого розвитку. Його ключові напрямки діяльності включають сприяння інвестиціям у чисті технології з метою скорочення викидів, захист біорізноманіття та екосистем, подолання бідності та

адаптацію на основі екосистем з метою зменшення вразливості людини та посилення стійкості до наслідків зміни клімату. Він співпрацює з фінансовими спільнотами для мобілізації фінансових ресурсів для інвестицій у розвиток з низьким вмістом вуглецю та стійкий до зміни клімату; розвиток готовності до кліматичного фінансування та нарощування потенціалу; проведення аналізу політики та досліджень». СТАВЛЕННЯ Проаналізуйте вислів індіанців і наукове повідомлення. Вислів індіанців є частково істинним. Чому? Тому, що гроші їсти некоректно. Чому вислів є істинним неповністю? Тому, що їжу виростити можна на фермах та у містах. Наукове повідомлення є істинним за певних умов. Чому? Тому, що, яка економічна цінність може бути, якщо дерево, які росте не можна продати? Істинним це

повідомлення буде тоді, коли будуть проводити екскурсії за гроші, наприклад, до лісу. Сформулюйте висновок про необхідність зміни економічних цінностей людини щодо природи. В чому суть екологізації економіки? Суть екологізації економіки полягає у тому, що потрібно не знищувати природу, а використовувати її для покращення економічної ситуації. Саме для цього потрібно змінити економічні цінності людини щодо природи. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке навколишнє середовище?

Навколишнє середовище – це частина природи, що оточує людину, підтримує її існування, створює умови для діяльності й суспільних відносин, безпосередньо впливає на її життя і здоров'я.

2. Назвіть основні компоненти довкілля. Є такі основні компоненти довкілля: абіотичні (повітря, вода), біотичні (рослини, тварини, бактерії, гриби, віруси).

3. Що таке сталий розвиток природи й суспільства? Сталий розвиток природи й суспільства - розвиток суспільства, за якого економічне зростання, матеріальне виробництво і споживання відбуваються в межах, що їх визначає здатність екосистем до самовідновлення. 4. Назвіть принципи сталого розвитку природи й суспільства. Принципи сталого розвитку природи й суспільства: людство може надати розвитку суспільства сталого характеру, щоб він відповідав потребам людей сучасного й майбутніх поколінь; обмеження, що існують у галузі експлуатації природних ресурсів, пов'язані із сучасним рівнем розвитку техніки і соціальної організації, а також із здатністю біосфери до самовідновлення; необхідно задовольнити елементарні потреби всіх людей і надати їм можливість реалізувати свої надії на благополучне життя; Необхідно, щоб використання природних ресурсів відповідало екологічним

можливостям планети, зокрема виробництво енергії; темпи росту кількості населення мають відповідати виробничому потенціалу біосфери, який у сучасних умовах швидко змінюється.

shkola.in.ua

5. Що таке цінності природи?

Цінності природи – це ставлення людини до того, що її оточує, до природи.

6. Назвіть основні цінності людини щодо природи. Основні цінності людини щодо природи: економічна, пізнавальна, естетична, етична. 7. Якою є структура навколишнього середовища?

Структура навколишнього середовища: літосфера, атмосфера, гідросфера, біосфера.

8. В чому полягає суть стратегії сталого розвитку природи й суспільства?

Суть стратегії сталого розвитку природи й суспільства полягає у тому, що ця стратегія

має забезпечити одночасно сталий розвиток природи і сталий розвиток суспільства. 9. Чому необхідно оновити систему цінностей щодо природи?

Потрібно оновити систему цінностей щодо природи для того, щоб не знищувати природу і при тому отримувати економічну вигоду від природи.

10. Якими є глобальні цілі сталого розвитку природи й суспільства? Є такі глобальні цілі сталого розвитку природи й суспільства: вирішення проблем голоду, підтримання доброго здоров’я, якісна освіта, гендерна рівність, достойні робочі місця й економічне зростання, зменшення нерівності, подолання бідності; міста та спільноти, що живуть відповідно до принципів сталого розвитку, мир і справедливість, співпраця заради досягнення цілей; чиста вода та належні санітарні умови, використання відновлюваної енергії, відповідальне споживання, захист планети, забезпечення життя на землі, забезпечення життя під водою; інновації й інфраструктура.

Тест 1. ВСТУП

1. Дотик до листка мімози соромливої (Mimosa pudica) спричиняє його провисання. Назвіть властивість.

Г – подразливість.

2. Які речовини необхідні для автотрофного живлення троянд?

Б – CO2 і H2O.

3. З прикопаного пагона верби білої (Salix alba) виростає нове дерево. Назвіть явище, що є основою події.

Г – статеве розмноження.

4. До якого рівня організації живої матерії належить об’єкт?

В – до організмового.

5. Учні насипали у дві посудини шарами перегній і пісок, після чого помістили в одну із них кілька дощових черв'яків, а іншу залишили без змін. Назвіть метод. В – експериментальний.

6. Установіть відповідність між функціональним процесом і рівнем організації живої матерії.

1. В

2. Д

3. Г

4. А

7. Виберіть ознаки, що характеризують зайця білого (Lepus timidus).

А – 3

Б – 4

В – 1

§ 5. Біорізноманіття. Біосистематика Пригадайте!

Що таке біорізноманіття й систематика? Біорізноманіття – це мінливість живої природи всередині видів, між видами та між екосистемами. Систематика – це наука, що описує, називає й класифікує існуючі

вимерлі організми. Поміркуйте!

Міжнародний день біологічного різноманіття (англ. International Day for Biological Diversity, IDB) – міжнародний день, який оголосила Генеральна

Асамблея ООН для залучення уваги до проблем біорізноманіття, що є основною умовою існування біосфери. Цей день весь світ відзначає 22 травня, починаючи

2000 р. А що таке біорізноманіття?

Біорізноманіття – це мінливість живої природи всередині видів, між видами та між екосистемами.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Лабораторна робота №1

1. Укажіть українські й латинські назви видів, обраних для характеристики.

Шимпанзе звичайний - pan troglodytes.

Шимпанзе карликовий – pan paniscus.

Людина розумна – homo sapiens.

Західна горила – gorilla gorilla.

Східна горила – gorilla beringei.

Калімантійський орангутан – pongo pygmaeus. Суматранський орангутан – pongo abelii.

2. За допомогою основних таксономічних категорій визначте місце видів у системі органічного світу.

Всі види належать до однієї родини: гомініди. Але до різних родів: шимпанзе, люди, горили, орангутани.

3. Назвіть ознаки родової належності, які свідчать про найтісніші родинні зв’язки, що відображають подібність та спільність походження. Яка причина подібності видів? Причина подібності видів полягає у тому, що вони жили приблизно в однакових умовах.

4. Укажіть ознаки видової належності. Яка причина відмінностей видів? Причина відмінностей видів полягає у тому, що вони жили в приблизно однакових умовах, але на них діяли різні фактори навколишнього середовища.

Підсумок роботи.

Під час виконання завдань були поглиблені знання про таксономічне положення певних видів в системі органічного світу. Кожний вид має свої особливості. Завдання дозволили сформувати практичні уміння характеризувати види.

Проаналізуйте кладограму гомінід, у якій відображено еволюційні зв’язки між існуючими нині видами (цифри вказують на час розходження груп у мільйонах років тому) та за її допомогою визначте таксономічне положення виду Людина розумна.

Домен: ядерні.

Царство: тварини.

Підцарство: справжні багатоклітинні.

shkola.in.ua

Надтип: вториннороті.

Тип: хордові.

Підтип: хребетні.

Інфратип: щелепні.

Надклас: чотириногі.

Клас: ссавці.

Підклас: плацентарні.

Ряд: примати.

Інфраряд: людиноподібні.

Родина: гомініди.

Рід: людина.

Вид: людина розумна. СТАВЛЕННЯ Тема Міжнародного дня біологічного різноманіття у 2017 р.: «Біорізноманіття

сталий туризм». Тему обрано у зв’язку із проголошенням Генеральною

Асамблеєю ООН 2017 року Міжнародним роком сталого туризму. Чому підтримка біорізноманіття є обов'язковою умовою в організації туристичної діяльності? Яке значення біосистематики у вивченні біорізноманіття?

Біосистематика має величезне значення у вивченні біорізноманіття. Чому? Тому, що біосистематика дозволяє систематизувати знання про біорізноманіття.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке біорізноманіття? Біорізноманіття – це мінливість живої природи всередині видів, між видами та між екосистемами.

2. Назвіть види біорізноманіття.

Види біорізноманіття: генетичне, видове, екосистемне.

3. Що таке систематика? Систематика – це наука, що описує, називає й класифікує існуючі та вимерлі організми.

4. Назвіть сучасні методи систематики. Сучасні методи систематики: аналіз генетичного матеріалу, порівняльноморфологічний, хемосистематика, каріосистематика, геносистематика.

5. Що таке класифікація?

Класифікація – це розділ систематики, в якому живі організми розподіляють за певною системою ієрархічно організованих категорій-таксонів.

6. Назвіть основні систематичні категорії.

Основні систематичні категорії: домен, царство, тип, клас, ряд, родина, рід, вид.

7. Які чинники впливають на формування та розвиток біорізноманіття нашої

Землі?

На формування та розвиток біорізноманіття впливають такі чинники: екологічні (абіотичні, біотичні та антропічні).

8. Назвіть основні методи, напрями та розділи сучасної систематики. Основні методи сучасної систематики: порівняльно-морфологічний, хемосистематика, каріосистематика, геносистематика. Основні напрями сучасної систематики: фенетика, філістика, кладистика, філогенетична систематика, таксономія.

9. Які принципи наукової класифікації організмів? Принципи наукової класифікації організмів регулюються спеціальними номенклатурними кодексами. Наприклад, «Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури».

10. Яке значення систематики для сучасних біологічних досліджень? Значення систематики для сучасних біологічних досліджень полягає у тому, що вона дозволяє систематизувати знання про біорізноманіття.

§ 6. Сучасні критерії виду Пригадайте!

Які є рівні організації живої природи?

Рівні організації живої природи: молекулярний, клітинний, організмовий, популяційно-видовий, біогеоценотичний та біосферний. Поміркуйте!

З колись численного ряду хоботних нині залишилося всього два роди –африканський та індійський слони. Африканські слони об’єднують два види –слон саванний (Loxodonta africana) та слон лісовий (Loxodonta cyclotis). Індійські (азійські) слони у сучасній фауні представлені лише одним видом – Elephas maximus, назва якого українською морвою збігається з назвою роду. Чому це різні види?

Це різні види тому, що вони відрізняються один від одного і живуть в різних умовах навколишнього середовища. Морський дракон рубіновий (Phyllopteryx dewysea) – вид морських істот яскравочервоного кольору з рожевими вертикальними штрихами, які живуть у морській воді на глибині 45 – 50 м. Проаналізуйте опис та спробуйте самостійно визначити місце цього виду в системі органічного світу.

Царство: тварини.

Тип: хордові.

Клас: променепері.

Ряд: іглицеподібні.

Підряд: іглицеві.

Інфраряд: морські іглиці.

Рід: phyllopteryx.

Вид: морський дрякон рубіновий.

СТАВЛЕННЯ

У межах виду кукурудза культурна (Zea mays) в систематиці розрізняють дев'ять підвидів кукурудзи, серед яких виокремимо кременисту (Z. mays indurata), зубоподібну (Z. mays indentata), крохмалисту (Z. mays amylacea) та цукрову (Z. mays saccharata). За якими ознаками розрізняють ці підвиди кукурудзи? Визначте таксономічне положення кукурудзи в системі органічного світу та оцініть практичне й наукове значення цього виду.

Цей вид має велике практичне значення. Тому, що його широко використовують у тваринництві, кулінарії, медицині тощо.

Домен: еукаріоти.

Царство: рослини.

Тип: квіткові.

Клас: однодольні.

Ряд: злакоцвітні.

Рід: кукурудза.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке критерії виду?

Критерії виду

допомогою яких один вид відрізняють від іншого.

2. Назвіть основні критерії виду

Основні критерії виду: морфологічний, каріотипічний, фізіологічний, репродуктивний, біохімічний, географічний, екологічний.

3. Що таке біологічний вид?

Біологічний вид – це сукупність особин у складі популяцій, що характеризуються

спадковою подібністю ознак, вільно схрещуються і дають плодюче потомство, пристосовані до певних умов життя і займають у природі певну територію – ареал.

4. Наведіть приклади видів.

Приклади видів: яблуня домашня, пес свійський, кукурудза звичайна.

5. Що таке популяція?

Популяція – це сукупність особин одного виду, які упродовж багатьох поколінь

існують у межах певної території виду, вільно схрещуються і відносно ізольовані від інших популяцій виду.

6. Що таке підвид?

Підвид – це географічно або екологічно відокремлена частина виду, особини якої під дією чинників середовища набули стійких особливостей, що відрізняють їх від інших підвидів.

7. Якими є критерії виду? Критерії виду: морфологічний, каріотипічний, фізіологічний, репродуктивний, біохімічний, географічний, екологічний.

8. Чому в науці немає єдиного розуміння виду? В науці немає єдиного розуміння виду тому, що кожний вчений сам вирішує, як йому вид розуміти.

9. Назвіть основні структурні одиниці виду Основні структурні одиниці виду: підвиди, раси, екотипи, популяції та мікропопуляції. 10. На конкретному прикладі складіть характеристику виду за видовими критеріями.

Вид: Хом’як даурський.

1. Фізіологічний критерій. У природі живуть близько двох років.

2. Генетичний. 20 хромосом.

3. Географічний. Західний та Східний Сибір, Монголія.

4. Екологічний. Живуть у лісі, степу, лісостепу, біля водоймищ. Споживають овес, кукурудзу, пшеницю, комах.

§ 7. Неклітинні форми життя. Віруси Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке молекулярний рівень організації життя? Молекулярний рівень організації життя - це специфічні для живих організмів класи органічних сполук (білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти тощо), їх взаємодія між собою і з неорганічними компонентами, роль в обміні речовин та енергії в організмі, зберіганні спадкової інформації та її передачі. Поміркуйте!

На Землі є такі макромолекули й системи молекул, що перебувають на межі між неживою й живою природою. Вони, як і всі інші тіла неживої природи, утворені з атомів й простих молекул. А які ж ознаки поєднують їх із живою природою? Їх поєднують із живою природою такі ознаки: рух, розмноження тощо. Загалом, усі ознаки живої природи.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці порівняйте неклітинні форми життя. Укажіть спільні й відмінні ознаки.

Ознака Віроїди

Відкриття 1971 рік

Пріони

Віруси

1982 рік 1886 рік

Розміри 250 – 375

нуклеотидів

Хімічний склад

Особливості

Хвороби Веретеноподібність бульб картоплі.

20 – 300 нм

Особливий білок. Білкові частинки

і нуклеїнова

частинка.

Коров’ячий сказ, скрейпі овець, губчаста енфефалопатія котячих.

Поліомієліт, сказ, каліцивірусна інфекція.

Майже 95 % відомих інфекційних захворювань спричиняють або віруси, або бактерії. Бактеріальні хвороби сучасна медицина лікує ефективно за допомогою великої кількості різних антибіотиків. А ось з вірусними хворобами медицина поки що справитися не може. Нині описано понад 500 вірусів, що спричиняють інфекційні захворювання людини і тварин, серед яких найнебезпечнішими є геморагічна лихоманка Ебола, геморагічна лихоманка Марбург, СНІД, близькосхідний респіраторний синдром (MERS), важкий гострий респіраторний синдром (SARS) та ін. Чим віруси відрізняються від бактерій? На вашу думку, чому сучасній медицині важко перемогти вірусні інфекції? Віруси більш прості організми, ніж бактерії. Вірусні інфекції сучасній медицині перемогти важко тому, що вони знаходяться у навколишньому середовищі та передаються повітряно-крапельним шляхом. СТАВЛЕННЯ

У 2008 р. всередині мімівірусів, що паразитують у клітинах акантамеби всеїдної (Acanthamoeba polyphaga), було відкрито паразити вірусів, що їх назвали вірофагами. Власний геном вірофагів є дивовижним: він містить гени, запозичені у мімівірусів, архей, бактеріофагів і вірусів еукаріотів. А чи можна їх використати для боротьби з вірусними інфекціями? Обґрунтуйте свої судження. Теоретично, їх можна використати для боротьби з вірусними інфекціями. Практично треба пробувати.

РЕЗУЛЬТАТ

shkola.in.ua

1. Що таке неклітинні форми життя? Неклітинні форми життя – це автономні структури на молекулярному рівні організації життя, до яких відносять віроїди, пріони та віруси.

2. Назвіть неклітинні форми життя.

Є такі неклітинні форми життя: віроїди, пріони та віруси.

3. Що таке віруси?

Віруси – це неклітинні форми життя, які є внутрішньоклітинними абсолютними паразитами.

4. Наведіть приклади вірусів. Приклади вірусів: вірус імунодефіциту людини, вірус гепатиту А, SARS-CoV-2. 5. Назвіть гіпотези походження вірусів. Гіпотези походження вірусів: гіпотеза регресивної еволюції (віруси виникли шляхом спрощення клітин паразитичних бактерій), гіпотеза паралельної еволюції (віруси

виникли незалежно від клітин, використовуючи їхні можливості), гіпотеза «скажених генів» (віруси – це «збіглі» частини геному клітин-хазяїв). 6. Назвіть основні типи взаємодії вірусів із клітинами. Основні типи взаємодії вірусів із клітинами: продуктивна інфекція – розмноження

вірусу призводить до руйнування і загибелі клітини; абортивна інфекція – взаємодія, за якої клітини залишаються живими, а дозрілі віріони не утворюються; вірогенія –геном вірусу поєднується з генетичним апаратом клітини і під час поділу клітини може тривалий час передаватися дочірнім клітинам; через деякий час за певних умов починає розмножуватися і спричиняє загибель клітини.

7. Які особливості організації та функціонування неклітинних форм життя?

Є такі особливості організації та функціонування неклітинних форм життя: субмікроскопічні розміри, відсутність клітинної будови, внутрішньоклітинний паразитизм, здатність зберігати свої ознаки та змінюватися під впливом умов, здатність до самовідтворення.

8. Яке походження вірусів?

Походження вірусів достеменно не відоме науці. Є гіпотези виникнення вірусів: гіпотеза регресивної еволюції (віруси виникли шляхом спрощення клітин паразитичних бактерій), гіпотеза паралельної еволюції (віруси виникли незалежно від клітин, використовуючи їхні можливості), гіпотеза «скажених генів» (віруси – це «збіглі» частини геному клітин-хазяїв).

9. Як віруси взаємодіють з клітинами? Віруси взаємодіють з клітинами наступними способами: продуктивна інфекція –розмноження вірусу призводить до руйнування і загибелі клітини; абортивна інфекція – взаємодія, за якої клітини залишаються живими, а дозрілі віріони не утворюються; вірогенія – геном вірусу поєднується з генетичним апаратом клітини і під час поділу клітини може тривалий час передаватися дочірнім клітинам; через деякий час за певних умов починає розмножуватися і спричиняє загибель клітини.

10. Що є спільного й відмінного між вірусами, пріонами й віроїдами?

Спільне: вони усі є неклітинними формами життя. Відмінне: хімічний склад, розміри, хвороби, збудниками яких вони є.

§ 8. Роль вірусів у природі й житті людини

Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке віруси?

Віруси – це неклітинні форми життя, які є внутрішньоклітинними абсолютними

паразитами.

Поміркуйте!

Віруси є найчисленнішою й найрізноманітнішою формою життя на планеті

Земля. Так, у 1 мл океанічної води лише вірусів-бактеріофагів міститься близько

5 · 107. Віруси регулюють кількість мікроорганізмів і впливають таким чином на

фотосинтез, кругообіг речовин, процеси мінералізації у біосфері та ін. Як розмножуються і яка роль вірусів у біологічній еволюції? Віруси розмножуються за допомогою поділу клітини. Віруси відіграються дуже

важливу роль у біологічній еволюції. Вони прискорюють біологічну еволюцію.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Віруси і бактерії – найменші об’єкти живої природи, що можна побачити лише за допомогою потужного мікроскопа. Заповніть таблицю і визначте відмінності між

вірусами й бактеріями.

Ознаки Віруси

Бактерії Розміри 20 – 300 нм

Генетичний апарат Молекула РНК або молекула РНК.

Особливості будови Наявність одного типу НК і відсутність систем синтезу білків та перетворення енергії.

1 – 10 мкм

Молекула ДНК.

Наявність клітинної

стінки, цитоплазми, різних включень, відсутність ядра, мітохондрій, пластид та

інших органел.

Особливості життєдіяльності

Вони є внутрішньоклітинними

паразитами.

Дихання, розмноження, переживання періодів

несприятливих умов у вигляді спор або цист.

Особливості поведінки

Віруси – це найменша та найпростіша життєва форма. Вони в 10-100 разів менше, ніж бактерії. Найбільша різниця між вірусами та бактеріями полягає в тому, що віруси, щоб

розмножуватися мають знаходитися в живих організмах (рослина чи тварина), тоді як більшість бактерій

можуть вирости на неживих поверхнях (бактерії розмножуються шляхом поділу).

Розмноження Поділ клітини.

Бактерії – це міжклітинні

організми (тобто вони живуть між клітинами); в

той час як віруси є

внутрішньоклітинними

організмами (вони

проникають в клітину-

хазяїн і живуть всередині

клітини). Вони змінюють

генетичний матеріал

клітини-хазяїна з його

нормальної функції на

виготовлення самого

вірусу.

shkola.in.ua

Поділ клітини.

Розпізнайте на ілюстраціях за зовнішніми ознаками вірусні захворювання: 1 –кір; 2 – герпес. Підготуйте повідомлення про ці вірусні хвороби. Кір – антропозна інфекційна хвороба. Збудник: вірус кору. Симптоми: гарячка, кашель, ринорея, плямисто-папульозний висип, лімфоаденопатія, анорексія, діарея,

симптом Копліка, кон’юктивіт, діагностична тріада Стімсона. Метод діагностики: симптом Копліка, фізикальне обстеження.

Герпес – хронічна рецидивна антропозна патологія. Збудники: ГВЛ-1 та ГВЛ-2. Симптоми: висип, субфебрильна температура, пухир, лімфоаденопатія. Метод

діагностики: базується на сукупності анамнестичних, клінічних та лабораторних

даних.

СТАВЛЕННЯ

У багатьох видів вірусів (аденовіруси, віруси поліомієліту, герпесу, папіломи) віріони мають правильний багатогранний капсид у вигляді ікосаедра, всередині якого міститься нуклеїнова кислота. Що таке ікосаедр? Чому ікосаедрична форма є «вигідною» природною структурою?

Ікосаедрична форма є «вигідною» природною структурою тому, що потрібно небагато білкового матеріалу та мінімальна кількість енергії для утворення.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке життєвий цикл вірусів? У життєвому циклі вірусів чергуються дві фази – позаклітинна (віріон) і внутрішньоклітинна (іл. 13). Фаза віріона характеризується відсутністю будь-яких проявів життя, а упродовж внутрішньоклітинної фази життєвого циклу виявляються властивості вірусів, що закодовані в їхньому геномі, й відбувається їхнє відтворення. 2. Назвіть основні стадії життєвого циклу вірусів. Основні стадії життєвого циклу вірусів: абсорбція, проникнення в клітину, «роздягання», відтворення компонентів вірусних частинок, збирання віріонів.

3. Наведіть приклади вірусних захворювань рослин, тварин й людини. Вірусні захворювання рослин: карликовість пшениці, закуклювання вівса, смугаста мозаїка пшениці. Вірусні захворювання тварин: ящур, сказ, чумка. Вірусні захворювання людини: чорна віспа, вітряна віспа, грип.

4. Які властивості вірусів визначають їхню роль в еволюції?

Роль вірусів в еволюції визначають такі властивості вірусів: патогенність, здатність до антагоністичних і симбіотичних відносин та участь в горизонтальному перенесенні генів.

5. Що таке біологічний метод боротьби зі шкідниками?

Біологічний метод боротьби зі шкідниками полягає у тому, що використовується для захисту сільськогосподарських культур від шкідливих організмів їх природних ворогів, продуктів їх життєдіяльності, створення сприятливих умов для діяльності корисних видів.

6. Наведіть приклади використання вірусів для біологічної боротьби зі шкідниками. Наприклад, гірчакову іржу використовують для біологічної боротьби зі шкідниками.

shkola.in.ua

7. Які особливості життєвого циклу вірусів? Життєвий цикл вірусів складається з двох фаз. На одній з них він існує у вигляді віріона поза клітинами живих організмів, а на другій — усередині живих клітин. У формі віріона віруси не здатні до росту й розмноження та підтримання гомеостазу.

8. Яка роль вірусів у еволюції організмів? Віруси відіграються важливу роль у еволюції організмів. А саме прискорюють еволюцію організмів.

9. Які віруси використовують у біологічному методі боротьби зі шкідниками?

Наприклад, гірчакова іржа використовується у біологічному методі боротьби зі

шкідниками.

10. Чим віруси відрізняються від бактерій?

Віруси мають більш простішу будову, ніж бактерії. Не здатні самостійно

розмножуватись, мають інший розмір.

§ 9. Прокаріотичні організми: археї

Пригадайте!

Хто такі прокаріоти?

Прокаріоти – це організми, які не мають ядра у клітині. ДІЯЛЬНІСТЬ

Назвіть особливості будови й життєдіяльності архей та заповніть у робочому зошиті таблицю «Особливості організації та функціонування архей». Що є причиною особливостей організації архей? Причиною особливостей організації архей є те, що вони мають свою незалежну еволюційну історію і характеризуються багатьма рідкісними властивостями, що відрізняють їх від бактерій та еукаріотів. Метан (СН4) – це газ без кольору й запаху, малорозчинний у воді, але добре розчинний в органічних розчинниках; майже вдвічі легший за повітря (іл. 18). У природі метан утворюється внаслідок гниття рослинних решток без доступу повітря, розкладу кам’яного вугілля під землею. Звідси походить його назва болотний, або рудниковий, газ. Метан є основою біогазу, що його отримують завдяки метановому бродінню. Що таке біогаз і метанове бродіння? Біогаз – це газ, який утворюється при мікробіологічному розкладанні метановим бродінням біомаси чи біовідходів. Метанове бродіння – це метод біотехнології, що полягає у ферментаційному перетворюванні біоценозом анаеробних мікроорганізмів більшості органічних полімерних та інших сполук на метан і вуглекислий газ. СТАВЛЕННЯ У домені Археї виокремлюють уже 13 типів, серед яких найбільш дослідженими є Кренархеоти та Евріархеоти. У 2015 р. виділено тип Локіархеоти (за іменем скандинавського бога Локі) з представниками, що їх вважають перехідними формами між прокаріотами й еукаріотами. У 2016 р. був описаний ще один тип архей – Торархеоти на честь бога Тора. І, нарешті, у 2017 р. описано типи Геймдальархеоти й Одінархеоти (на честь богів Геймдаля й Одіна). Що це за скандинавські боги? Які особливості вирізняють групи архей між собою й слугують ознаками для класифікації архей? Є такі ознаки для класифікації архей: геном, клітинна оболонка, клітинні мембрани, рухи, розмноження, живлення. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі археї? Археї – це прокаріотичні одноклітинні мікроорганізми з біохімічними особливостями, що відрізняють їх від бактерій та еукаріотів.

2. Наведіть приклади архей. Приклади архей: наноархея.

3. Що таке метагенез? Метагенез – це процес отримання енергії у безкисневих умовах з утворенням метану.

4. Що таке бактеріородопсиновий фотосинтез?

Бактеріородопсиновий фотосинтез відкритий у солелюбних архей-галофілів, які мають фіолетовий світлочутливий пігмент – бактеріородопсин. Галофіли існують завдяки використанню органічних сполук, вони можуть рости за наявності кисню й без нього. За відсутності кисню й наявності яскравого світла в них утворюються пурпурові

фотомембрани, що містять пігмент, подібний до людського родопсину. За участі цього пігменту енергія світла перетворюється в енергію АТФ, що допомагає їм пережити періоди нестачі кисню.

5. Хто такі археї-екстремофіли?

Археї-екстремофіли – це організми, які пристосовані до життя в умовах, екстремальних за якою-небудь фізичною або геохімічною ознакою.

6. Наведіть приклади симбіозу серед архей. Багато археїв є симбіотрофними видами різних організмів. Так, мутуалістичні метаногенні археї беруть участь у розщепленні целюлози в кишечнику термітів та жуйних тварин. Описано види архей-коменсалів, які живуть на шкірі, у травній системі людини.

7. Які особливості відрізняють архей від бактерій та еукаріотів?

Такі особливості архей відрізняють їх від бактерій та еукаріотів: біохімічні особливості, особливості геному, особливості клітинної оболонки, особливості клітинних мембран, особливості рухів, особливості розмноження, особливості живлення.

8. Які особливі процеси метаболізму характерні для архей? Археям притаманні такі особливі процеси метаболізму: бактеріодопсиновий фотосинтез і метагенез.

9. Де поширені археї? Археї поширені повсюдно – від гідротермальних джерел, кратерів вулканів, й дна Північного Льодовитого океану до травної системи людини й термітів.

10. Оцініть значення архей для існування біосфери. Археї мають велике значення для існування біосфери. Чому? Тому, що вони здійснюють метаболічні процеси в умовах, які недоступні для інших організмів.

§ 10. Прокаріотичні організми. Бактерії Пригадайте!

Хто такі прокаріоти? Прокаріоти – це організми, які не мають ядра у клітині. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

За допомогою таблиці на конкретних прикладах (галоквадратум і кишкова паличка) порівняйте архей та бактерій. Сформулюйте висновок про причини подібності та відмінностей. Бактерії та археї подібні тому, що вони є неклітинними організмами, а відмінні тому, що це різні мікроорганізми, які мають свої особливості. Розгляньте ситуацію, коли одна прокаріотична клітина перебуває в оптимальних умовах й без перешкод розмножується. Скільки клітин буде в модельній популяції через 10 поколінь, якщо поділ клітин відбувається щокожні 20 хв? Заповніть таблицю і побудуйте графік росту популяції (на горизонтальній вісі –час, на вертикальній – кількість клітин). Запишіть математичний вираз, що відображає закономірність росту популяції.

Математичний вираз, який відображає закономірність зростання популяції, дорівнює 2n, де n — число покоління. СТАВЛЕННЯ Завдяки проекту «Мікробіом людини» складено список корисних бактерій, що існують в організмі людини. З цього списку виокремимо біфідобактерії (Bifidobacterium longum) та лактобактерії (Lactobacillus Johnsonii). Яка користь цих бактерій для організму людини?

Усі ці бактерії приносять користь людині. Наприклад, покращують травлення. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі археї? Археї – це прокаріотичні одноклітинні мікроорганізми з біохімічними особливостями, що відрізняють їх від бактерій та еукаріотів.

2. Наведіть приклади архей. Наприклад, ігнікокус та наноархея.

3. Назвіть способи розмноження прокаріотів. Прокаріоти розмножуються нестатевим та статевим шляхом. Найчастіше нестатевим (поділом клітини).

4. Що таке горизонтальне перенесення генів? Горизонтальне перенесення генів – це процес, під час якого організм передає генетичний матеріал іншому організму, який не є його нащадком.

5. Що таке біоплівки?

Біоплівки – це спільний слизовий шар із зануреними в нього колоніями бактерій.

6. Наведіть приклади симбіозу та антибіозу між бактеріями й іншими організмами.

Наприклад, симбіоз бульбочкових бактерій з рослинами родини Бобові. Наприклад, антибіоз між молочнокислими і гнильними бактеріями.

7. Які особливості відрізняють архей від бактерій та еукаріотів?

Такі особливості архей відрізняють їх від бактерій та еукаріотів: біохімічні особливості, особливості геному, особливості клітинної оболонки, особливості клітинних мембран, особливості рухів, особливості розмноження, особливості живлення.

8. Назвіть способи розмноження та обміну спадковою інформацією у бактерій. Найчастіше бактерії розмножуються поділом материнської клітини на дві дочірні.

9. Як бактерії взаємодіють між собою та з іншими організмами?

shkola.in.ua

Взаємозв’язки між бактеріями й іншими організмами можуть бути симбіотичними та антибіотичними. Прикладами мутуалістичних взаємовідносин у бактерій є: а) відносини між водневими анаеробними бактеріями, які споживають органічні кислоти і виділяють Н2, та метаногенними археями, які його споживають; б) співіснування бульбочкових бактерій і коренів бобових рослин (бактеріориза); в) співіснування з організмом людини молочнокислих бактерій. 10. Оцініть позитивне й негативне значення бактерій для організму людини. Бактерії мають позитивне та негативне значення для організму. Яке позитивне значення бактерій для організму людини? Бактерії є важливими розкладачами. Вони допомагають перетравлювати їжу. Ще бактерії допомагають виробляти вітаміни. Бактерії необхідні для циклів вуглецю та азоту. Яке негативне значення бактерій для організму? Деякі бактерії викликають різні захворювання.

§ 11. Еукаріоти Пригадайте!

Хто такі еукаріоти?

Еукаріоти – це домен одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці порівняйте прокаріотів з еукаріотами. Зробіть висновок

про причини подібності й відмінностей.

Ознака

Прокаріоти

Прокаріоти це одноклітинні організми

без ядра або мембранних органел.

Еукаріоти

Еукаріоти Організми

багатоклітинні організми, які містять ядро та

мембранні органели.

Генетичний

матеріал

Прокаріоти мають генетичний матеріал у формі однієї кільцевої молекули ДНК.

Еукаріоти мають

генетичний матеріал у

формі кількох лінійних

молекул ДНК, що містяться в ядрі.

Еукаріоти містять різноманітні пов’язані з

Прокаріоти не мають пов’язаних з мембраною органел.

мембраною органели, такі як ядро, мітохондрії та ендоплазматичний

ретикулум.

Цитоскелет

Прокаріоти мають примітивну форму цитоскелета, що складається з білків і ниток.

Еукаріоти мають набагато складніший

цитоскелет, що складається з мікротрубочок, мікрофіламентів і проміжних ниток.

Ендоцитоз

Прокаріоти не мають здатності до ендоцитозу.

Еукаріоти можуть здійснювати ендоцитоз, який є процесом прийому

речовин із

навколишнього

середовища через

shkola.in.ua

клітинну мембрану.

Структура джгутиків

Прокаріоти мають просту гвинтоподібну структуру своїх джгутиків.

Еукаріоти мають більш складну структуру з

оболонкою та

радіальними спицями.

Поділ клітин

СТАВЛЕННЯ

Прокаріоти зазнають подвійного поділу для поділу клітини.

Еукаріоти зазнають мітозу, а іноді і мейозу для поділу клітини.

Об’єм і поверхня еукаріотичних клітин у десятки й сотні разів перевищують

об’єми й площу клітин прокаріотів. А більший об’єм еукаріотичних клітин, згідно із законами геометрії, вимагає значного збільшення поверхні їхніх мембран. У чому суть закону квадрата-куба, що був уперше сформульований Г. Галілеєм ще 1638 р.? Застосуйте знання закону і поясніть, чому еукаріотичні клітини мають добре розвинуті мембранні структури.

Закон квадратного куба стверджує, що зі збільшенням розміру об’єкта його об’єм збільшується швидше, ніж площа поверхні. Це означає, що зі збільшенням розміру об’єкта його площа поверхні не збільшується так швидко, як його об’єм. Це важливо для еукаріотичних клітин, оскільки їхній більший об’єм вимагає більшої площі поверхні для мембрани, яка необхідна для транспортування матеріалів та інших процесів. Більша площа поверхні дозволяє збільшити співвідношення площі поверхні до об’єму, що важливо для ефективної дифузії молекул. Крім того, збільшена площа поверхні забезпечує підвищену гнучкість, дозволяючи клітині змінювати форму або рухатися легше. Отже, більший розмір і об’єм еукаріотичних клітин вимагає більшої площі поверхні мембрани, і закон квадратного куба пояснює, чому еукаріотичні клітини мають добре розвинені мембранні структури.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі еукаріоти?

Еукаріоти – це домен одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел.

2. Назвіть найзагальніші ознаки еукаріотів.

Найзагальніші ознаки еукаріотів: наявність ядра, наявність хромосом, двошаровість клітинних мембран, наявність органел із власним генетичним апаратом, складна структура джгутиків тощо.

3. Назвіть гіпотези, що пояснюють походження еукаріотів. Є такі гіпотези, що пояснюють походження еукаріотів: синтетична теорія походження еукаріотів, автогенетична гіпотеза, ендосимбіотична гіпотеза.

4. Від кого походять еукаріоти?

Еукаріоти мають монофілетичне походження від якоїсь групи організмів.

5. Що таке система еукаріотів?

Система еукаріотів – це ієрархічна впорядкована сукупність груп, що поєднує еукаріотичні організми на основі комплексу критеріїв.

6. Назвіть основні групи еукаріотів.

Є такі основні групи еукаріотів: екскавати, діафоретики, аморфеї.

shkola.in.ua

7. Які ознаки еукаріотичних організмів відрізняють їх від архей та бактерій? Еукаріотичні організми відрізняються від архей та бактерій тим, що вони мають мембрани переважно з естер-ліпідів гліцерину, а археї мають мембрани з етер-ліпідів гліцерину.

8. Які основні етапи походження еукаріотів?

Є такі основні етапи походження еукаріотів: 1) Утворення в прокаріотичної клітини внутрішніх впинань клітинної мембрани, що привели до утворення ядра, ЕПС, комплексу Гольджі, травних вакуолей, лізосом.

2) Завдяки горизонтальному перенесенню генів у примітивних еукаріотів формуються мікротрубочки та виникають цитоскелет, джгутики, веретено поділу.

3) Шляхом ендосимбіозу еукаріотичної клітини з аеробними бактеріями формуються мітохондрії з дископодібними кристами.

4) Поява еукаріотів, у яких формуються мітохондрії з трубчастими кристами та мітохондрії з пластинчастими кристами.

5) Симбіоз гетеротрофної еукаріотичної клітини із ціанобактерією та утворення еукаріотів з двомембранними пластидами, які отримали назву первинносимбіотичних. Від цих організмів походять зелені рослини.

6) Дивергенція гетеротрофних клітин за типами живлення зумовила появу еукаріотів з осмотрофним (гриби) та еукаріотів з фаготрофним (тварини) живленням.

9. Чому сучасна система еукаріотичних організмів є філогенетичною?

Визначальними критеріями сучасної системи еукаріотів є молекулярнофілогенетичний (подібність послідовностей нуклеотидів у генах, що їх обрано як маркери філогенезу) та оновлений цитологічний (найбільш інформативними вважаються кількість та розташування джгутиків, форма мітохондріальних крист, структура цитоскелета, види хлоропластів за особливостями виникнення). Найбільший внесок у створення сучасної системи еукаріотів зробила група науковців під керівництвом С. Едла (іл. 23).

10. Якими є сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів?

За сучасними уявленнями, в межах домену Еукаріоти виокремлють групи Екскавати, Діафоретики та Аморфеї. Запропонована система ще не завершена, але в ній відображена спорідненість основних груп еукаріотів, що доведена дослідженнями їхніх геномів і клітинної будови. Отже, сучасна система еукаріотичних організмів є молекулярно-філогенетичною, що класифікує організми за єдністю походження, а не за типом живлення або рівнів організації.

§ 12. Гриби Пригадайте!

Хто такі гетеротрофи? Гетеротрофи – це організми, що потребують органічних сполук як джерела вуглецю для росту й розвитку. Поміркуйте!

Перед вами чудернацький гриб гіднелум Пека (Hydnellum peckii), або «кровоточивий зуб», що трапляється у хвойних лісах Європи й Північної Америки. Його тіло виділяє рідину червоного кольору для приваблювання комах, яких організм використовує для живлення. Чому це гриб, а не рослина чи тварина?

Це гриб тому, що вони розмножуються за допомогою спор. ДІЯЛЬНІСТЬ Укажіть значення вказаних особливостей будови грибів для забезпечення їхнього поширення й різноманіття. Заповніть у робочому зошиті таблицю та сформулюйте висновок.

Ознака Значення

Вегетативне тіло-грибниця

Вегетативне тіло-грибниця грибів є важливим компонентом для їх

росту та розвитку, оскільки воно забезпечує їх мережею розгалужених ниткоподібних гіф, через які вони можуть поглинати поживні речовини та поширюватися.

Наявність клітинної оболонки

Клітинна мембрана грибів має важливе значення для його виживання, оскільки вона допомагає контролювати рух матеріалів у клітину та з неї, дозволяючи грибу поглинати поживні речовини, отримувати сигнали та реагувати на зміни навколишнього середовища.

везикулярне транспортування

Розвинуте

Осмогетеротрофне живлення

Розвинений механізм везикулярного транспорту в грибах важливий для транспорту білків, метаболітів та інших молекул між клітинною мембраною та цитоплазмою, дозволяючи грибам реагувати на зовнішні та внутрішні сигнали та адаптуватися до змін середовища.

Осмогетеротрофне живлення є важливим для грибів, оскільки воно дозволяє їм отримувати поживні речовини ззовні клітини, поглинаючи їх безпосередньо з навколишнього середовища або споживаючи інші організми.

Необмежений швидкий ріст

Необмежений швидкий ріст важливий для грибів, оскільки він дозволяє їм швидко поширюватися та колонізувати нові середовища, надаючи їм ресурси, необхідні для процвітання та виживання.

shkola.in.ua

Розмноження

спорами

Розмноження спорами є важливим для грибів, оскільки це дозволяє їм швидко поширюватися та колонізувати нове середовище, надаючи їм ресурси, необхідні для виживання та процвітання.

Два види антарктичних грибів із роду Хріоміцес (Cryomyces antarcticus і Cryomyces minteri) на Міжнародній космічній станції вижили в кліматичних умовах, близьких до марсіанських. Ці гриби було зібрано в долині Мак-Мердо, що вважається найпосушливішим районом Антарктиди. Гриби перебували в умовах Марса протягом 18 місяців. У результаті 60 % клітин залишилися неушкодженими, а ДНК – нормально функціонуючою. А якими є умови життя на Марсі? Які особливості грибів забезпечують їхнє виживання в екстремальних

умовах?

Умови життя на Марсі екстремальні та складні. Атмосфера складається в основному з

вуглекислого газу і набагато тонша за земну. Це означає, що температура коливається від -140°C (-220°F) вночі до 20°C (68°F) вдень. Атмосфера також містить дуже мало водяної пари, що ускладнює виживання організмів. Гриби здатні виживати в екстремальних умовах, оскільки вони мають кілька пристосувань, які захищають їх від факторів зовнішнього середовища. Наприклад, вони мають товсті клітинні стінки, які допомагають їм утримувати вологу та захищати їх від екстремальних температур.

Вони також виробляють сполуки, які захищають їх від ультрафіолетового випромінювання. Крім того, вони здатні утворювати захисні спори, які можуть виживати в суворих умовах протягом тривалого часу. СТАВЛЕННЯ Сапротрофні гриби й бактерії разом утворюють групу редуцентів, без яких кругообіг речовин у біосфері неможливий. Особливо важливими є ті гриби, які секретують фермент целюлазу, що розщеплює целюлозу клітинних оболонок рослин. Хто такі гриби-редуценти? Оцініть їхнє значення для існування біосфери. Гриби-редуценти – це гриби, які переводять органічні речовини в неорганічні. Вони мають велике значення для існування біосфери, оскільки беруть участь у розкладанні речовини продуцентів і консументів до простих сполук (вода, вуглекислий газ, мінеральні солі), замикаючи колообіг речовин у біосфері. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі гриби? Гриби – це гетерогенна група еукаріотичних безхлорофільних гетеротрофних організмів, які живляться переважно осмотрофно, і більшість з яких здатна розмножуватись за допомогою спор (хоча деякі втратили цю можливість і розмножуються вегетативно).

2. Назвіть особливості клітин грибів.

Особливості клітин грибів:

1) Структурним компонентом є полісахарид глюкан.

2) Органелами руху грибів можуть бути джгутики.

3) Клітини багатьох грибів містять невеликі вакуолі.

4) У грибів розвинені везикули.

3. Наведіть приклади грибів.

shkola.in.ua

Приклади грибів: фуліго гнильний, герацій гребінчастий, клаварія блідо-бура, решіточник червоний, ентомола блакитна.

4. Назвіть середовища існування грибів. Є такі середовища існування грибів: водне, земне.

5. Назвіть основні групи грибів за способом живлення. Є такі основні групи грибів за способом живлення: водні гриби, сапротрофні гриби, паразитичні гриби, мутуалістичні гриби, хижі гриби тощо.

6. Назвіть основні способи розмноження грибів.

Є такі основні способи розмноження грибів: вегетативне розмноження, статеве розмноження.

7. Які особливості організації грибів?

Є такі особливості організації грибів: різноманітність способів розмноження й зміни генетичного матеріалу тощо.

8. Які особливості функціонування грибів?

Є такі особливості функціонування грибів: гриби розмножуються вегетативним та статевим способами, гриби ростуть у різних середовищах існування.

9. Чим зумовлені різноманітність і поширення грибів? Різноманітність і поширення грибів зумовлені різноманітністю способів живлення та розмноження.

10. Яке значення грибів-редуцентів для існування біосфери? Гриби-редуценти мають велике значення для існування біосфери. Чому? Тому, що вони замикають колообіг речовин у біосфері. Як? Беручи участь у розкладанні речовини продуцентів і консументів до простих сполук (вода, вуглекислий газ, мінеральні солі).

§ 13. Різноманітність грибів Пригадайте!

Хто такі гриби? Гриби – це гетерогенна група еукаріотичних безхлорофільних гетеротрофних організмів, які живляться переважно осмотрофно, і більшість з яких здатна розмножуватись за допомогою спор (хоча деякі втратили цю можливість і розмножуються вегетативно). Поміркуйте!

У чому полягає подібність між отруйним червоним мухомором (1), зеленою пліснявою на хлібі (2), пекарськими дріжджами (3) і трутовиком справжнім на дереві (4)?

Усі ці організми мають здатність виробляти ферменти, які допомагають їм розщеплювати складні органічні молекули на простіші, які можна використовувати для отримання енергії. Крім того, усі вони здатні до певної форми розмноження та мають клітинну стінку або мембрану, яка допомагає захистити їх від навколишнього середовища. Всі вони також потребують певних умов навколишнього середовища, щоб вижити, і всі вони можуть виробляти токсини, шкідливі для інших організмів. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Вправа 1. Розгляньте плодові тіла печериці двоспорової (Agaricus bisporus). Знайдіть і позначте на малюнку в робочому зошиті: 1 – шапинка; 2 – ніжка; 3 –гіфи міцелію; 4 – покривало; 5 – пластинчастий спороутворювальний шар (гіменофор). Які ознаки свідчать про належність печериці до справжніх грибів? Ознаки, які вказують на приналежність шампіньйонів (Agaricus bisporus) до справжніх грибів, такі: Капелюшок: капелюшок гриба плоска опукла, з центральним поглибленням. Ніжка: ніжка гриба товста, м’ясиста, білого кольору. Гіфи міцелію: міцелій являє собою білий, пухнастий наріст під капелюшком гриба. Покривало: Зовнішній шар гриба має тонку, білу та еластичну поверхню. Пластинчастий спороутворюючий шар (гіменофор): зябра на нижній стороні шапки білуватого

кольору і радіально відходять від ніжки. Ці ознаки використовуються, щоб ідентифікувати гриби та відрізнити їх від інших грибів. Вправа 2. Назвіть основні систематичні категорії, що визначають місце печериці двоспорової у системі органічного світу. Двоспоровий гриб (Agaricus bisporus) належить до царства грибів, типу Basidiomycota, класу Basidiomycetes, порядку Agaricales, родини Agaricaceae та роду Agaricus. Це розміщення в систематичних категоріях органічного світу може бути використано для ідентифікації виду грибів.

Ріжки пурпурові (Claviceps purpurea) – це вид фітопатогенних грибів, який зіграв рокову роль у трагічно відомому «полюванні на салемських відьом». Цей вид грибів належить до сумчастих грибів (Аскомікота) і паразитує здебільшого на житі. Отруєння зерна відбувається через накопичення небезпечного алкалоїду ерготоксину. В чому суть такої історичної події, як «полювання на салемських відьм»? Як відбувається зараження жита пурпуровими ріжками? «Сейлемське полювання на відьом» — це період масової істерії в колоніальному Массачусетсі, яка почалася в 1692 році і призвела до страти 20 осіб за чаклунство. Причиною події став спалах отруєння зерном, викликаного алкалоїдом ріжків, що виробляється грибом Claviceps purpurea. Цей вид сумчастих грибів переважно паразитує на житі та інших зернових культурах і здатний інфікувати зерно та виробляти небезпечні алкалоїди ріжків, які можуть викликати ряд симптомів від судом до галюцинацій. Отруєння зерна жита в Салемі, ймовірно, було спричинене сирою та вологою погодою, через яку грибок поширився та забруднив зерно. Після зараження зерно стає токсичним і може спричинити серйозне захворювання, якщо його проковтнути. Полювання на відьом у Салемі було прикладом масової істерії та служить попередженням про небезпеку фальшивих звинувачень і силу масової істерії. СТАВЛЕННЯ Найбільшим організмом на Землі є опеньок темний (Armillaria ostoyae), який росте в лісовому

Малур американського

вегетативне тіло займає під землею площу 8,4 км2 і сягає маси у 600 т. Вік цієї істоти становить вже понад 2 тисячі років. Дослідження науковців доводять, що цей гриб становить дуже серйозну загрозу для лісів. Поясніть, чому.

shkola.in.ua

Темний гриб (Armillaria ostoyae) — вид кореневої гнилі, дуже агресивний і швидко поширюється через коріння дерев. Він утворює білий, схожий на нитку наріст, який може поширюватися на милі ґрунтом і навіть поширюватися з одного дерева на інше. Це робить його дуже серйозною загрозою для лісів, оскільки він може швидко поширюватися та завдавати значної шкоди деревам і цілим лісам. Темний гриб здатний безпосередньо вбивати дерева, а також послаблювати їх і робити більш сприйнятливими до інших хвороб або комах-шкідників. Поширюючись у ґрунті, він також може конкурувати з іншими організмами за поживні речовини та воду, що ускладнює виживання інших видів. Ось чому темний гриб є такою серйозною загрозою для лісів, і тому важливо намагатися контролювати його поширення. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі несправжні гриби? Несправжні гриби – це це група грибів, у яких клітинна оболонка з целюлози; запасають міколамінарин, джгутикові стадії мають один або два джгутики, мітохондрії з трубчастими кристами.

2. Назвіть ознаки слизовиків.

заповіднику

штату Орегон. Його

Є такі ознаки слизовиків:

1) Спороносні структури нагадують плодові тіла грибів.

2) Фаготрофний спосіб живлення.

3) Рухливість на вегетативній стадії розвитку.

4) Відсутність клітинної оболонки.

3. Хто такі справжні гриби?

Справжні гриби - це група грибів, більшість з яких утворює міцелій, клітинна

оболонка містить хітин, запасають глікоген, мають один задній джгутик або втратили його і мітохондрії з пластинчастими кристами.

4. Назвіть основні екологічні групи справжніх грибів.

Є такі основні екологічні групи справжніх грибів: шапинкові гриби, гриби-паразити, цвілеві гриби, дріжджеві гриби.

5. Хто такі ліхенізовані гриби?

Ліхенізовані гриби – це асоціації справжніх грибів (мікобіонти) та фотосинтезуючих організмів (фотобіонти).

6. Наведіть приклади ліхенізованих грибів.

Приклади ліхенізованих грибів: требуксія, кладофора, трентеполія, носток, анабена).

7. Які організми належать до грибоподібних? До грибоподібних належать такі організми: справжні гриби, несправжні гриби, слизовики.

8. Які особливості й різноманітність справжніх грибів? Є такі особливості справжніх грибів: утворюють міцелій, оболонка містить хітин, запасають глікоген, мають один задній джгутик або втратили його, мітохондрії з пластинчастими кристами. 9. Чому лишайники є симбіотичними асоціаціями організмів? Тому що, лишайники утворилися внаслідок співжиття гриба і водорості.

10. Оцініть значення грибів для таких галузей діяльності людини, як історія та медицина. Протягом тисячоліть гриби відігравали важливу роль в історії людства та медицині.

багатьох культурах гриби використовувалися як цілющі властивості, так і в їжу з давніх часів. З точки зору медицини, гриби використовувалися для лікування різних недуг і захворювань, включаючи рак, діабет і хвороби серця. Гриби також мають високий вміст антиоксидантів, а деякі сорти, як вважають, мають протизапальні властивості. З точки зору історії, гриби використовувалися стародавніми культурами через їх релігійне та духовне значення, а також їх використовували як джерело їжі. Сьогодні гриби все ще використовуються в різних кухнях по всьому світу, а також вони популярні в традиційній медицині.

§ 14. Рослини. Водорості Пригадайте!

shkola.in.ua

Хто такі еукаріоти? Еукаріоти – це домен одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел. Поміркуйте!

Міжнародний день рослин (Fascination of Plants Day) відбувається під егідою Європейської організації біології рослин (EPSO) і відзначається у 39 країнах світу, 29 з яких – країни Європи, а інші – Південної та Північної Америки, Азії,

Австралії та Африки. Пoнад 450 установ беруть участь у заходах з метою

поширення в суспільстві наукових знань про рослини. А які еукаріотичні

організми називають у сучасній біології рослинами?

У сучасній біології рослинами називають еукаріотичні організми, які мають

сформоване ядро, яке відокремлене від цитоплазми ядерною оболонкою.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Для більшості сучасних агрономів, садівників, квітникарів словосполучення

«Силіцій і рослини» є незвичним. Частіше з життєдіяльністю рослин асоціюються такі елементи, як Нітроген, Фосфор, Калій та ін. Однак останнім часом біологи виявляють підвищену зацікавленість до цього елемента. Яке ж значення має Сіліцій для рослин? Спробуйте пояснити досліди з трепелом щодо життєдіяльності пеларгонії зональної. Кремній є важливим елементом для рослин, оскільки він відіграє багато ролей у рості та розвитку рослин. Дослідження показали, що кремній сприяє зміцненню клітинних стінок, покращує засвоєння поживних речовин і підвищує стійкість до абіотичних стресів. Кремній також може допомогти захистити рослини від паразитів та інших загроз, що робить його важливою частиною захисної системи рослини. Дослідження, проведені на осиці, показали, що кремній також може впливати на життєдіяльність пеларгонії зональної. Зокрема, при нанесенні кремнію на дерева осики пеларгонія зональна показала посилений ріст і життєздатність. Результати показали, що кремній мав сприятливий ефект, оскільки пеларгонія росла швидше та енергійніше, з більшою кількістю квітів та листя. Підвищення життєздатності рослини приписували кремнію, оскільки було встановлено, що він збільшує доступність поживних речовин, прискорює фотосинтез і допомагає рослині протистояти посусі та іншим екологічним стресам. Ці результати демонструють важливість кремнію для рослин, оскільки він може допомогти їм рости та процвітати, незважаючи на складні умови навколишнього середовища.

СТАВЛЕННЯ Зіставте елементи будови хлоропластів з їхніми позначеннями на ілюстрації й отримайте назву червоних фотосинтезуючих пігментів червоних водоростей: Ф –зовнішня мембрана; І – міжмембранний простір; К – внутрішня мембрана; О –строма; Е1 – тилакоїд; Р1 – мембрани тилакоїдів; И1 – грани; Т – ламела; Р2 –зерна крохмалю; И2 – рибосоми; Н – хлоропластна ДНК; И2 – краплини олії. Яке значення для водоростей має різне забарвлення їхньої слані?

shkola.in.ua

Різні кольори слизу можуть вказувати на різні фізіологічні стани водоростей. Наприклад, зелений слиз часто асоціюється зі здоровими водоростями, які активно фотосинтезують, тоді як коричневий слиз може бути ознакою стресу або умов дефіциту поживних речовин. Коричневий слиз також може вказувати на наявність паразитів або хижаків, які харчуються водоростями. Крім того, деякі види водоростей можуть виробляти різнокольоровий слиз залежно від їх поживного статусу, наприклад червоний слиз для діатомових або жовтий слиз для динофлагеллят.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі рослини? Рослини – це еукаріотичні фотосинтезуючі одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми, в яких клітини тригеномні – з ядерним, мітохондріальним

хлоропластним геномами.

2. Назвіть основні групи рослин.

Є такі основні групи рослин: справжні зелені водорості, вищі рослини.

3. Хто такі водорості?

Водорості – це різнорідна група сланевих фотосинтезуючих організмів, які живуть

переважно у воді чи пристосувались до життя на суходолі.

4. Назвіть групи водоростей, що належать до рослин.

Є такі груп водоростей, що належать до рослин: глаукофотові, червоні, зелені, харові.

5. Наведіть приклади глаукофітових і червоних водоростей.

Приклади глаукофітів включають Cyanophora paradoxa, Glaucocystis nostochinearum, Phaeospirillum molischianum, Gloeochaete wittrockiana. Приклади червоних водоростей включають Gracilaria verrucosa, Porphyra umbilicalis, Bangia fuscopurpurea та Mastocarpus stellatus.

6. Наведіть приклади зелених і харових водоростей. Приклади зелених водоростей включають Chlorella, Ulothrix, Chara та Oedogonium. Приклади синьо-зелених водоростей включають Anacystis, Microcystis, Oscillatoria та Spirulina.

7. Які особливості рослин відрізняють їх від інших фотоавтотрофів?

Рослини відрізняються від інших фотоавтотрофів своєю будовою, яка включає наявність спеціалізованих органів, таких як коріння, стебла та листя, а також судинну систему, яка транспортує воду та поживні речовини по всьому організму. Крім того, рослини також мають здатність виробляти власну їжу за допомогою фотосинтезу, використовуючи енергію сонця. 8. Назвіть особливості водоростей.

Особливості водоростей включають одноклітинну або багатоклітинну структуру, прості тканини, фотосинтетичні пігменти, джгутики для рухливості та відсутність справжніх коренів, стебел, листя та судинної тканини. 9. Які водорості належать до групи Рослини?

Види зелених водоростей, які належать до групи рослин, включають Chlorella, Ulva та Enteromorpha.

10. Яке значення для рослин має наявність різних фотосинтезуючих пігментів? Наявність у рослинах різних фотосинтетичних пігментів важлива для ефективного захоплення та поглинання світлової енергії для фотосинтезу. Різні пігменти поглинають різні довжини хвилі світла, тому, маючи багато пігментів, рослина може поглинати більше світла з різних напрямків, що призводить до підвищення швидкості фотосинтезу. Це означає вищі темпи поглинання вуглекислого газу та вироблення кисню, які є важливими для росту та виживання рослин.

§ 15. Вищі рослини Пригадайте!

Хто такі зелені рослини?

shkola.in.ua

Зелені рослини - це будь-які види рослин, які містять пігмент хлорофіл, який надає їм характерного зеленого кольору. Хлорофіл допомагає рослинам поглинати сонячне світло для виробництва їжі за допомогою фотосинтезу. Типовими прикладами зелених рослин є трави, дерева, кущі, квіти, овочі та водорості. Поміркуйте!

Посидонія океанічна (Posidonia oceanica) – найбільша рослина у світі, яка росте колоніями на дні Середземного моря неподалік від Балеарських островів. Разом з іншими морськими травами посідонія утворює підводні луки на глибині від 1 до

50 м. Дослідження однієї з колоній виявили рекорди рослинного світу: довжина сягає 8 км, а вік – від 12 000 до 200 000 років. Цікаво, це водорість чи наземна рослина, яка повернулася до життя у воді?

Posidonia oceanica, також відома як Нептунова трава, є видом квіткових рослин, що належить до родини Posidoniaceae. Це морська покритонасінна рослина, що означає, що це наземна рослина, яка повернулася до життя у воді. Це найбільше та найстаріше відоме морське покритонасінне рослина, яке росте на луках і може досягати довжини до 8 км, а його вік, за оцінками, становить від 12 000 до 200 000 років. Posidonia oceanica зустрічається в Середземному морі та є важливою частиною місцевої екосистеми, забезпечуючи середовище існування та їжу для численних видів риб та інших морських тварин.

СТАВЛЕННЯ

«Alternative energy can be found in plants. Indeed it sounds like science fiction, but Dutch scientists have found a way to harvest electricity from plants. When the plants perform photosynthesis, they convert solar energy into chemical energy (carbohydrates) that they use to grow. However, they don’t use it all themselves. Some of this energy is released through the roots to feed microorganisms that in turn provide minerals to the plants. But it’s not a perfectly closed system, so some energy escapes, and this is what scientists have been able to harvest». Перекладіть текст й оцініть значення досліджень з отримання електричного струму за допомогою рослин. «Альтернативну енергію можна знайти в рослинах. Дійсно, це звучить як наукова фантастика, але голландські вчені знайшли спосіб отримувати електроенергію з рослин. Коли рослини здійснюють фотосинтез, вони перетворюють сонячну енергію в хімічну енергію (вуглеводи), яку вони використовують для росту. Однак вони не використовують все це самі. Частина цієї енергії виділяється через коріння для живлення мікроорганізмів, які, у свою чергу, забезпечують рослини мінералами. Але це не ідеально закрита система, тому частина енергії витікає, і це те, що вчені змогли зібрати».

Останніми роками дослідження отримання електричного струму за допомогою рослин привертають значну увагу через його потенційне застосування в різних галузях. Це дослідження було зосереджено на використанні рослин як біосенсорів або навіть біогенераторів, які могли б забезпечити стійке та відновлюване джерело енергії. Рослини можна модифікувати для виробництва електроенергії за допомогою фотосинтезу, яку потім можна використовувати для живлення різних додатків, таких як датчики, освітлення, маленькі роботи тощо. Крім того, дослідження в цій галузі можуть дати розуміння того, як рослини взаємодіють із навколишнім середовищем і як вони реагують на різні зовнішні подразники. Тому це дослідження є важливим, оскільки воно може надати нові та інноваційні способи виробництва електроенергії, які є водночас стійкими та екологічно чистими.

РЕЗУЛЬТАТ

shkola.in.ua

1. Хто такі вищі рослини? Вищі рослини — це підгрупа організмів у царстві рослин і включають квіткові рослини, хвойні, папороті та мохи.

2. Назвіть основні групи вищих рослин Основні групи вищих рослин — покритонасінні, голонасінні, крилоподібні, мохоподібні.

3. Хто такі мохоподібні?

Мохоподібні — це група дрібних несудинних рослин, до складу яких входять мохи, печеночники та роголистники. Вони є найпримітивнішою групою рослин і

пристосувалися жити у вологих середовищах, таких як болота, струмки та вологе каміння.

4. Назвіть декілька представників мохоподібних.

Приклади мохоподібних включають мохи, роголистники та печіночниці.

5. Хто такі судинні рослини?

Судинні рослини — це рослини, які мають спеціалізовані тканини для проведення води, мінералів та інших речовин по всьому тілу. Вони також мають продуману систему стебел, листя та коренів для підтримки та спеціалізовані репродуктивні

органи для виробництва насіння та спор. Приклади судинних рослин включають

хвойні дерева, папороті, трави та квіткові рослини.

6. Назвіть групи судинних рослин. Групи судинних рослин — папоротеподібні, голонасінні, покритонасінні. Папороті — неквіткові рослини з пір’їстоподібними листками і спорами, які розмножуються

безстатевим шляхом. Голонасінні — шишконосні рослини, такі як сосни та цикас, які розмножуються насінням. Покритонасінні — це квіткові рослини, які дають насіння, укладене в плоди. Усі ці групи судинних рослин є важливими компонентами глобальної екосистеми. 7. Які особливості вирізняють вищі рослини? Вищі рослини характеризуються наявністю судинної тканини і кореневої системи, а також стебла, листків і квіток. Вони також мають воскову кутикулу, яка допомагає захистити їх від втрати води, і спеціалізовані органи, такі як фрукти та насіння. Крім того, вищі рослини здатні до статевого розмноження, а це означає, що їм потрібні дві окремі рослини для отримання потомства. Вищі рослини також мають спеціалізовані клітини для фотосинтезу, тобто процесу, за допомогою якого вони перетворюють сонячне світло в енергію. 8. Назвіть особливості та різноманітність Мохоподібних. Мохи — це невеликі несудинні рослини, які зустрічаються в різних середовищах існування, від вологих лісових підстилок до відкритих скель. Вони можуть виживати в різноманітних кліматичних умовах і пристосувалися до різних середовищ. Мохи надзвичайно різноманітні, їх у світі налічується понад 12 000 видів. Зазвичай вони невеликі, від 2 до 10 см у висоту. Мохи мають низку відмінних рис, зокрема листя, які зазвичай розташовані у формі спіралі, і тонкі ниткоподібні стебла. Мохи розмножуються за допомогою спор, які вивільняються зі своїх капсул і поширюються вітром. Вони поглинають воду та поживні речовини через листя та стебла, не мають кореневої системи. Мохи також здатні до фотосинтезу і є важливим компонентом багатьох наземних екосистем.

shkola.in.ua

9. Які особливості та різноманітність спорових та насіннєвих рослин? Спорові та насіннєві рослини — це група судинних рослин, які розмножуються або спорами, або насінням, і вони характеризуються спеціалізованою системою проведення води та поживних речовин у рослині. Спорові рослини, такі як папороті, розмножуються за допомогою спор, які є мікроскопічними одноклітинними структурами, які вивільняються з репродуктивних органів, а потім поширюються вітром. З іншого боку, насіннєві рослини розмножуються за допомогою насіння, яке вкрите захисним покриттям і виробляється жіночими репродуктивними органами. Насіннєві рослини також поділяються на дві групи: хвойні та квіткові. Хвойні дерева,

такі як сосни та цикас, утворюють шишки та мають голчасте листя. Квіткові рослини, такі як троянди та тюльпани, дають квіти та плоди та мають ширше листя. Обидва типи насіннєвих рослин виробляють насіння, яке є основним способом їх розмноження.

10. Оцініть наукові дослідження рослин у галузі альтернативних джерел енергії. Рослинні джерела енергії стають дедалі привабливішою альтернативою традиційним джерелам енергії завдяки своїй відновлюваній природі з низьким вмістом вуглецю.

Проводяться наукові дослідження з метою вивчення потенціалу використання рослин та їхньої біомаси як джерела енергії. Проводяться дослідження, щоб визначити найкращі способи перетворення рослинного матеріалу в енергію та як максимізувати вихід енергії з рослин. Крім того, проводяться дослідження з метою вивчення

потенціалу використання заводів для виробництва біопалива, а також для виробництва водню для паливних елементів. Рослинні джерела енергії є не тільки поновлюваними та мають низький рівень викидів вуглецю, але вони також є економічно ефективними та мають низький вплив на навколишнє середовище. Таким чином, наукові дослідження потенціалу рослинних джерел енергії є важливим кроком до більш сталого майбутнього.

§ 16. Справжні тварини Пригадайте!

Хто такі еукаріоти? Еукаріоти - це група організмів, які мають клітини з ядром та іншими органелами, оточеними мембранами. До них належать усі рослини, тварини, гриби та протисти. Вони більш складні, ніж прокаріоти, які не мають ядра та інших органел. Еукаріоти еволюціонували з прокаріотів і, як вважають, з’явилися на Землі приблизно 2 мільярди років тому. Вони зустрічаються в різноманітних середовищах існування та мають різноманітні характеристики, такі як багатоклітинність і статеве розмноження. Однак усі вони мають ті самі основні ознаки, що мають ядро та органели, оточені мембранами.

Поміркуйте!

Одноклітинний амебоїдний організм хризамеба промениста (Chrysamoeba radians) має джгутик й утворює псевдоніжки, здатна до фагоцитозу й гетеротрофного живлення, але її не відносять до справжніх тварин. Чому?

Chrysamoeba radians не класифікується як справжні тварини, оскільки вона не володіє всіма ознаками, які визначають тварин. Справжні тварини є багатоклітинними і мають спеціалізовані тканини та органи, тоді як Chrysamoeba radians є одноклітинним організмом. Крім того, справжні тварини розмножуються статевим шляхом, тоді як

Chrysamoeba radians розмножується нестатевим способом шляхом поділу на дві клітини. Крім того, справжні тварини мають травну систему і ковтають їжу, тоді як

shkola.in.ua

Chrysamoeba radians здатна до фагоцитозу та отримує своє харчування, поглинаючи поживні речовини з навколишнього середовища.

ДІЯЛЬНІСТЬ Заповніть таблицю та зробіть висновок про походження зелених рослин, справжніх грибів і справжніх тварин. Можна зробити висновок, що зелені рослини еволюціонували від фотосинтезуючих еукаріотів і є основним джерелом енергії для інших організмів. З грибів виникли гриби, а з багатоклітинних — тварини.

Застосуйте свої знання біології, розпізнайте та назвіть елементи будови амеби протея та інфузорії туфельки. Доведіть, що ці одноклітинні істоти є самостійними твариноподібними організмами.

Амеба Протей - це одноклітинний організм, який класифікується як протист. Він має драглисту клітинну мембрану, ядро, що містить його спадковий матеріал, і скоротливу вакуоль, яка допомагає йому підтримувати водний баланс. Він також має ряд джгутиків і війок, які використовує для пересування та живлення. Інфузорія туфельки - це одноклітинний організм, який класифікується як протист. Він має жорстку клітинну стінку, ядро, що містить його спадковий матеріал, і скорочувальну вакуоль, яка допомагає йому підтримувати водний баланс. Він також має ряд війок, які він використовує для руху та живлення. Обидва ці одноклітинні істоти є незалежними організмами, схожими на тварин, оскільки вони здатні самостійно пересуватися, харчуватися та розмножуватися. Це на відміну від одноклітинного організму, такого як бактерія, яка не здатна рухатися, харчуватися або розмножуватися самостійно. СТАВЛЕННЯ Ернст Август Руска (1906–1988) – винахідник електронного мікроскопа, лауреат Нобелівської премії у галузі фізики (1986 р.). Прототип першого електронного мікроскопа, що складався з двох послідовно розташованих магнітних лінз, був представлений науковцем 9 березня 1931 р. Який принцип дії електронного мікроскопа? Чому винайдення електронного мікроскопа належить до найбільших відкриттів, що вплинули на життя всіх нас? Електронний мікроскоп використовує промінь електронів замість світла, як традиційний мікроскоп, що забезпечує більше збільшення та кращу роздільну здатність. Електрони прискорюються та фокусуються електромагнітними лінзами та спрямовуються на зразок, який потім випромінює вторинний електронний сигнал, який виявляється та посилюється детектором електронів. Потім зображення виводиться на екран або монітор комп’ютера. Винахід електронного мікроскопа здійснив революцію в науковому світі, оскільки дозволив дослідникам побачити речі, які раніше неможливо було побачити за допомогою традиційного мікроскопа. Це дозволило вченим вивчити та зрозуміти структуру, морфологію та склад об’єктів на молекулярному рівні. Цей новий рівень розуміння відіграв важливу роль у розвитку багатьох галузей, таких як медицина, біологія та хімія, а також у розвитку багатьох нових технологій. Крім того, це дозволило вченим виявити невідомі захворювання та розробити методи лікування, які допомагають у боротьбі з різними хворобами. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі справжні тварини? Справжні тварини - це будь-які види тварин, які існують у природному світі. Це включає в себе ссавців, птахів, рептилій, земноводних, риб, комах та інших безхребетних. Кожен вид тварин має свої унікальні особливості та пристосування, які дозволяють йому виживати в природному середовищі.

2. Назвіть основні групи справжніх тварин. Основними групами справжніх тварин є ссавці, птахи, рептилії, земноводні, риби, комахи та інші безхребетні.

3. До якого надцарства належать справжні тварини?

Справжні тварини належать до надцарства Animalia, яке є одним із п’яти основних царств життя. Анімалія складається з тварин, які є багатоклітинними, рухливими

(здатні рухатися) і гетеротрофними (отримують харчування з інших джерел). Тварини в цьому царстві зазвичай діляться на дві групи: хребетні (тварини з хребтом) і безхребетні (тварини без хребта).

4. Хто такі твариноподібні організми?

Твариноподібні організми — це організми, які мають певні характеристики з тваринами, але технічно не класифікуються як тварини. Приклади твариноподібних організмів включають найпростіші, губки, плоскі черви та медузи, серед інших. Ці організми мають деякі риси, характерні для тварин, наприклад здатність рухатися, взаємодіяти з навколишнім середовищем і харчуватися іншими організмами. Однак цим організмам не вистачає більш складних ознак, таких як наявність нервової системи та здатність формувати складні суспільства.

5. Наведіть приклади твариноподібних організмів. Прикладами твариноподібних організмів є найпростіші, губки, плоскі черви та медузи. Найпростіші — одноклітинні організми, які рухливі і можуть харчуватися іншими організмами. Губки є фільтраторами і не мають складних органів і тканин. Плоскі черви є двосторонньо симетричними організмами і можуть пересуватися самостійно. Медузи — це безхребетні з драглистим тілом і щупальцями, які можуть жалити. 7. Яке місце тварин у системі еукаріотичних організмів? Тварини класифікуються як еукаріотичні організми, які є організмами, що складаються з клітин з ядром та іншими мембранними органелами. Тварини є частиною таксономічного царства Animalia, яке є одним із п’яти основних царств життя. Тварини багатоклітинні, рухливі (здатні рухатися) і гетеротрофні (отримують живлення з інших джерел). Їх поділяють на дві групи: хребетні (тварини з хребтом) і безхребетні (тварини без хребта).

8. Які особливості твариноподібних організмів? Твариноподібні організми мають деякі спільні характеристики з тваринами, наприклад здатність рухатися, взаємодіяти з навколишнім середовищем і харчуватися іншими організмами. Зазвичай вони багатоклітинні, рухливі та гетеротрофні. Однак їм бракує більш складних рис, таких як наявність нервової системи та здатність формувати складні суспільства.

9. Чому амеба протей, інфузорія туфелька не належать до справжніх тварин? Амеба протей і інфузорія туфелька не відносяться до справжніх тварин, тому що їх не відносять до тварин. Амеба Протей та інфузорія туфелька є протистами, які є одноклітинними еукаріотичними організмами, які не класифікуються як тварини, рослини чи гриби. Вони рухливі і можуть харчуватися іншими організмами, але їм не вистачає більш складних ознак, таких як наявність нервової системи та здатність формувати складні суспільства, які є характеристиками тварин.

10. Що спільного й відмінного між справжніми тваринами, справжніми грибами й зеленими рослинами?

shkola.in.ua

Реальні тварини, справжні гриби та зелені рослини належать до таксономічного царства життя, але мають різні характеристики. Тварини багатоклітинні, рухливі, гетеротрофні; вони отримують харчування з інших джерел. Гриби також багатоклітинні та гетеротрофні, але вони отримують живлення шляхом розкладання органічних речовин. Зелені рослини автотрофні; вони виробляють власну їжу за допомогою фотосинтезу. Усі ці три організми мають клітини з ядром та іншими мембранними органелами, тому всі вони є еукаріотичними організмами.

§ 17. Багатоклітинні тварини

Пригадайте!

Хто такі тварини?

Тварини — багатоклітинні організми, що належать до таксономічного царства

Animalia. Вони рухливі та гетеротрофні, тобто отримують живлення з інших джерел. Тварини поділяються на дві групи: хребетні (тварини з хребтом) і безхребетні (тварини без хребта). Приклади тварин включають ссавців, птахів, рептилій, амфібій, риб і безхребетних, таких як комахи, павукоподібні, молюски та кільчасті черви. Поміркуйте!

Гідра зелена (Hydra viridissima) (1), плоский черв’як конволюта (Convoluta roskoffensis) (2), молюск елізія зеленовуха (Elysia chlorotica) (3) мають зелене

забарвлення і здатні до фотосинтезу, але їх відносять до багатоклітинних тварин. Чому?

Зелена гідра (Hydra viridissima), звивистий плоский черв’як (Convoluta roskoffensis) і Elysia chlorotica — усі багатоклітинні тварини, незважаючи на їхнє зелене забарвлення та здатність до фотосинтезу. Це тому, що всі вони мають характеристики, які визначають тварину, такі як наявність нервової системи та здатність формувати складні суспільства. Їх класифікують як тварин, незважаючи на їхні фотосинтетичні здібності, оскільки їм бракує характеристик, які б класифікували їх як рослини, таких як клітинна стінка та здатність виробляти власну їжу за допомогою фотосинтезу.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Поведінка – це пристосувальні дії, спрямовані на встановлення життєво

shkola.in.ua

необхідних зв’язків організмів із середовищем. У тварин поведінка є більш різноманітною й складнішою, ніж у рослин і грибів. Які ж особливості будови й життєдіяльності тварин визначають їхню складнішу поведінку? Тварини мають більш складну поведінку, ніж рослини та гриби, оскільки вони мають нервову систему та мозок, які дозволяють їм обробляти сенсорну інформацію та реагувати на подразники навколишнього середовища. Це дозволяє їм проявляти більш складну поведінку, наприклад навчання, пам’ять і вирішення проблем. Крім того, тварини мають м’язову тканину, яка дає їм можливість рухатися, дозволяючи їм шукати їжу або уникати хижаків. Нарешті, у тварин є гормони та ендокринні системи, які регулюють їх поведінку та дають їм можливість спілкуватися один з одним. Всі ці особливості будови і життєдіяльності тварин роблять їх більш здатними до складної поведінки, ніж рослини і гриби. СТАВЛЕННЯ Поведінка – це пристосувальні дії, спрямовані на встановлення життєво необхідних зв’язків організмів із середовищем. У тварин поведінка є більш різноманітною й складнішою, ніж у рослин і грибів. Які ж особливості будови й життєдіяльності тварин визначають їхню складнішу поведінку? Поведінка тварин складніша, ніж поведінка рослин і грибів, оскільки тварини мають складнішу нервову систему та органи чуття. Це дозволяє їм реагувати на зміни в навколишньому середовищі більш детально, ніж рослини та гриби. Крім того, тварини здатні навчатися та запам’ятовувати досвід і використовувати цю інформацію для зміни своєї поведінки. Це пов’язано з їх більш складним мозком, який дозволяє їм зберігати спогади та згадувати їх. Нарешті, тварини можуть спілкуватися один з одним за допомогою звуку, зору та нюху, що дозволяє їм обмінюватися інформацією та

координувати свою діяльність. Всі ці особливості будови і життєдіяльності тварин визначають їх більш складну поведінку. РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі багатоклітинні тварини? Багатоклітинні тварини - це організми з великою кількістю клітин, які організовані

тканини та органи. Вони є членами таксономічного царства Animalia і поділяються на дві групи: хребетні (тварини з хребтом) і безхребетні (тварини без хребта). Приклади багатоклітинних тварин включають ссавців, птахів, рептилій, амфібій, риб і безхребетних, таких як комахи, павукоподібні, молюски та кільчасті черви.

2. Назвіть основні групи цих тварин. Багатоклітинні тварини поділяються на дві основні групи: хребетні та безхребетні. Хребетні — тварини з хребтом і включають ссавців, птахів, рептилій, земноводних і риб. Безхребетні тварини без хребта включають комах, павукоподібних, молюсків і кільчастих червів.

3. Хто такі первинні багатоклітинні? Первинні багатоклітинні організми — це організми, які складаються з великої кількості клітин, але не організовані в тканини чи органи. Ці організми, як правило, є одноклітинними, які стали багатоклітинними завдяки процесу, який називається клітинною агрегацією. Приклади первинних багатоклітинних організмів включають слизовики та колоніальні протисти, такі як вольвокс. 4. Назвіть два типи первинних багатоклітинних. Два типи первинних багатоклітинних тварин - це слизовики та колоніальні протисти, такі як вольвокс. Слизовики — це одноклітинні організми, які стали багатоклітинними через клітинну агрегацію, тоді як колоніальні протисти — це багатоклітинні організми, що складаються з кількох клітин, які не організовані в тканини чи органи. 5. Хто такі справжні багатоклітинні? Справжні багатоклітинні організми - це організми, які складаються з великої кількості клітин, які організовані в тканини та органи. Ці організми зазвичай є членами таксономічного царства Animalia і поділяються на дві групи: хребетні (тварини з хребтом) і безхребетні (тварини без хребта). Прикладами справжніх багатоклітинних тварин є ссавці, птахи, рептилії, амфібії, риби та безхребетні, такі як комахи, павукоподібні, молюски та кільчасті черви.

6. Назвіть основні типи цих тварин. Основними типами справжніх багатоклітинних тварин є ссавці, птахи, рептилії, амфібії, риби та безхребетні, такі як комахи, павукоподібні, молюски та кільчасті черви. Ці тварини належать до таксономічного королівства Animalia і складаються з кількох клітин, організованих у тканини та органи.

shkola.in.ua

7. Які особливості багатоклітинних тварин? Багатоклітинні тварини мають кілька визначальних характеристик, включаючи наявність великої кількості клітин, тканин і органів; здатність виявляти подразники та реагувати на них; здатність до пересування; і здатність до розмноження. Крім того, багатоклітинні тварини зазвичай гетеротрофні, тобто вони покладаються на інші організми для їжі. Вони також мають систему травлення, систему кровообігу та нервову систему, які працюють разом, щоб забезпечити належне функціонування організму.

8. Які особливості та різноманітність первинних багатоклітинних?

Первинні багатоклітинні організми характеризуються наявністю великої кількості клітин, які не організовані в тканини чи органи. Ці організми, як правило, є одноклітинними, які стали багатоклітинними завдяки процесу, який називається клітинною агрегацією. Приклади первинних багатоклітинних організмів включають слизовики та колоніальні протисти, такі як вольвокс. Первинні багатоклітинні організми демонструють великий ступінь різноманітності, від одноклітинних організмів до складних колоніальних протистів. Вони також можуть варіюватися від дуже простих до високоорганізованих, причому колоніальні протисти демонструють найскладніші форми організації. Вони також демонструють широкий спектр

метаболічних можливостей, від фотосинтезу до хемосинтезу. 9. Якими є сучасні погляди на систему справжніх багатоклітинних? Сучасний погляд на справжню багатоклітинну систему полягає в тому, що це високоорганізована та складна система, що складається з багатьох клітин, які організовані в тканини та органи. Вважається, що ця система з часом еволюціонувала з простіших форм життя, таких як одноклітинні організми та колоніальні протисти. Вважається, що справжня багатоклітинна система є головним чинником, що дозволяє тваринам стати домінуючою формою життя на Землі. 10. Порівняйте первинних та справжніх багатоклітинних тварин. Первинні багатоклітинні тварини — це одноклітинні організми, які стали багатоклітинними завдяки процесу, який називається клітинною агрегацією. Ці організми мають клітини, які не організовані в тканини або органи, і їм не вистачає системи травлення, системи кровообігу та нервової системи. Справжні багатоклітинні тварини, з іншого боку, складаються з кількох клітин, які організовані в тканини та органи. Зазвичай вони належать до таксономічного королівства Animalia і мають травну систему, систему кровообігу та нервову систему. Крім того, справжні багатоклітинні тварини мають здатність виявляти подразники та реагувати на них, рухатися та розмножуватися.

Узагальнення теми 1. Біорізноманіття

Тест 2. Біорізноманіття

1. Розділ біосистематики, що займається визначенням еволюційних взаємин серед різних видів життя на Землі – це систематика В) філогенетична

2. Пристосованість до певних умов існування передбачає критерій

В) екологічний

3. Що представляє генетичний матеріал вірусу тютюнової мозаїки?

А) одноланцюгова РНК

4. Який світлочутливий пігмент забезпечує фотосинтез у солелюбних археївгалофілів?

А) бактеріородопсин

5. Який тип живлення у ціанобактерій?

А) фотоавтотрофний

6. Установіть відповідність між групою вищих рослин і представниками.

А) 2

Б) 1

В) 3

Г) 4

7. Установіть відповідність між групою справжніх тварин і представниками.

А) 5

Б) 1

В) 2

Г) 3

8. Укажіть назви таксонів, що характеризують систематичне положення

зображеної тварини.

А – 1

Б – 3

В – 4

Тема 2. Обмін речовин і перетворення енергії

§ 18. Обмін речовин і перетворення енергії – основа функціонування біосистем Пригадайте!

Що таке біологічна система?

Біологічна система — це складна мережа взаємопов’язаних і взаємозалежних компонентів, які працюють разом, щоб підтримувати стабільність і функціональність організму. Він включає фізичні структури, процеси та механізми, які взаємодіють, щоб дозволити організму рости, відтворюватися та реагувати на навколишнє середовище. Приклади біологічних систем включають нервову систему, систему кровообігу та систему травлення. Поміркуйте!

Система – це множина ієрархічно організованих взаємодіючих елементів. Системи можуть бути закритими (у них можливий лише обмін енергією) й відкритими (наявний обмін речовин й енергії), простими й складними, неживими й живими. За формами руху матерії розрізняють фізичні, хімічні, біологічні, соціальні системи. В чому ж головна відмінність між неживою (сніжинка) й живою (радіолярія Acanthometra tetracopa) системами? Основна відмінність неживих систем від живих полягає в наявності метаболізму в живих системах. Метаболізм - це набір біохімічних реакцій, які перетворюють енергію з однієї форми в іншу всередині системи. Неживі системи, такі як сніжинки, не мають метаболізму, оскільки їм не потрібно перетворювати енергію для свого виживання. З іншого боку, живі системи, такі як Radiolaria Acanthometra tetracopa, мають дуже складний метаболізм, який необхідний для їх росту та розмноження. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

За допомогою таблиці в робочому зошиті порівняйте етапи обміну речовин та перетворення енергії у запропонованих організмів. Чому обмін речовин та перетворення енергії є основою функціонування цих організмів? Що є спільного й відмінного в обміні речовин та енергії цих організмів? Як правило, метаболізм і перетворення енергії в обох організмах включає розщеплення органічних сполук, таких як білки, вуглеводи та ліпіди, для виробництва енергії у формі АТФ і НАДН. В обох організмах ця енергія використовується для руху клітинних процесів, включаючи ріст і розмноження. Спільність між двома організмами полягає в тому, що обидва покладаються на розщеплення органічних сполук для отримання енергії. Відмінності полягають в специфіці обмінних процесів. Наприклад, метаболізм сніжинки включає розщеплення вуглеводів і білків, тоді як метаболізм радіолярії Acanthometra tetracopa включає розщеплення ліпідів. Крім того,

сніжинка покладається на анаеробне дихання, тоді як радіолярія Acanthometra tetracopa покладається на аеробне дихання. Загалом метаболізм і перетворення енергії є основою функціонування цих організмів, оскільки вони забезпечують енергію, необхідну для росту та розмноження.

«Чорна скринька» – це термін, який використовують у техніці й кібернетиці для позначення об'єкта чи системи, про принципи дії яких нічого невідомо, крім того, що певному вхідному сигналу відповідає певний вихідний сигнал. «Чорна скринька» є важливим елементом також у плануванні експерименту та в науці загалом. Використовуючи дане поняття, науковці отримують змогу використовувати той рівень знань при дослідженні об'єкта, що необхідний для досягнення оптимального результату планування. Наведіть приклади

застосування методу «чорної скриньки» в біології.

shkola.in.ua

Метод чорного ящика часто використовується в біології для вивчення поведінки організмів у навколишньому середовищі. Наприклад, вчений може використовувати метод чорної скриньки, щоб дослідити, як вид птахів взаємодіє з навколишнім середовищем, вивчаючи поведінку птахів у відповідь на сигнали навколишнього середовища. Іншим прикладом застосування методу чорного ящика в біології є вивчення експресії генів. Вчені можуть використовувати метод чорної скриньки для вивчення того, як гени експресуються в різних організмах, спостерігаючи за результатами експресії генів у відповідь на різні умови середовища. Крім того, метод чорної скриньки можна використовувати для вивчення впливу ліків на біологічні системи шляхом вивчення реакції системи на різні дози ліків. СТАВЛЕННЯ Репродуктивна поведінка людини формується під впливом політичних, економічних, етнокультурних, етичних чинників і виявляється як реакція людей на зовнішні й внутрішні стимули до продовження роду і планування майбутньої родини. А чи має репродуктивна поведінка зворотний вплив? Наведіть приклади, що доводять взаємовпливи репродуктивної поведінки та обміну речовин й перетворення енергії в організмі людини. Репродуктивна поведінка може призвести до негативних наслідків для здоров’я через фізичний і психологічний стрес, пов’язаний з репродуктивною діяльністю, такою як вагітність і пологи. Приклади взаємного впливу репродуктивної поведінки та обміну речовин і перетворення енергії в організмі людини включають: 1) Під час вагітності організм жінки повинен виробляти більше енергії, щоб підтримувати зростаючий плід. Ця підвищена потреба в енергії може призвести до втоми та виснаження. 2) Гормональні зміни під час вагітності можуть вплинути на метаболізм жінки, що призведе до збільшення накопичення жиру, що може призвести до збільшення ваги. 3) Пологи можуть бути фізично та емоційно виснажливими, а також можуть спричинити фізичний та психологічний стрес, який може призвести до перепадів настрою та депресії. 4) Грудне вигодовування вимагає значних енергетичних витрат, оскільки мати повинна виробляти молоко для немовляти. Це може призвести до втоми та виснаження. 5) Зміни рівня гормонів під час і після вагітності можуть вплинути на швидкість метаболізму жінки, що призведе до збільшення ваги. Наведіть приклади, що доводять взаємовпливи репродуктивної поведінки та обміну речовин й перетворення енергії в організмі людини. Є докази того, що репродуктивна поведінка, метаболізм і перетворення енергії в організмі людини взаємовпливають. Наприклад, гормони, що регулюють

репродуктивну систему, також можуть впливати на обмінні процеси. Було показано, що естрогени, які є основними гормонами, що беруть участь у репродуктивній системі, відіграють важливу роль у метаболічних функціях, таких як метаболізм глюкози, використання та зберігання жиру та метаболізм кісток. Крім того, такі гормони, як лептин, які регулюють апетит і витрати енергії, також беруть участь у регуляції репродуктивної системи. Нарешті, гормони, задіяні в репродуктивній системі, можуть впливати на енергетичний баланс і енергетичний гомеостаз.

Наприклад, тестостерон пов’язаний зі збільшенням витрат енергії, а прогестерон може призвести до збільшення накопичення жиру. Отже, зрозуміло, що репродуктивна поведінка, метаболізм і перетворення енергії в організмі людини взаємно впливають. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке обмін речовин і перетворення енергії? Метаболізм і перетворення енергії відноситься до процесів, за допомогою яких організм перетворює їжу в енергію, яку можна використовувати для різних біологічних процесів. Метаболізм — це складний процес, який включає кілька різних хімічних реакцій, які розщеплюють вуглеводи, білки та жири на багаті енергією молекули, такі як АТФ (аденозинтрифосфат) і NADH (нікотинамідаденіндинуклеотид). Потім ці молекули використовуються для живлення клітин організму, щоб вони могли виконувати основні функції, такі як скорочення м’язів, вироблення гормонів і зростання. Процес перетворення енергії також включає виробництво тепла, яке використовується для підтримки постійної температури тіла. 2. Назвіть основні етапи загального обміну речовин та енергії. Основні етапи загального обміну речовин і енергії пов’язані з розпадом складних молекул на простіші, синтезом складних молекул із простіших і перенесенням енергії від однієї форми до іншої. Розпад складних молекул, таких як вуглеводи, білки та жири, називається катаболізмом. Синтез складних молекул з більш простих компонентів, таких як амінокислоти та жирні кислоти, називається анаболізмом.

Перехід енергії з однієї форми в іншу, наприклад перетворення хімічної енергії в механічну, називають енергетичним обміном. 3. Що таке асиміляція? Асиміляція - це процес, за допомогою якого організми поглинають і включають матеріали з навколишнього середовища в тканини свого тіла. Цей процес необхідний для росту, розвитку та підтримки структури тіла та функцій організму. Асиміляція може включати в себе поглинання таких матеріалів, як вода, їжа та кисень, а також синтез складних молекул із простіших компонентів. У рослинах асиміляція також включає перетворення світлової енергії в хімічну за допомогою процесу фотосинтезу. 4. Що таке дисиміляція?

shkola.in.ua

Дисиміляція — це метаболічний процес, за допомогою якого складні молекули розщеплюються на простіші компоненти. Цей процес відбувається як у рослин, так і у тварин і є протилежністю асиміляції, яка є процесом побудови складних молекул із простіших компонентів. Дисиміляція є важливою частиною метаболізму, оскільки вона допомагає розщеплювати молекули їжі для виробництва енергії та для синтезу інших молекул. Приклади дисиміляції включають розщеплення вуглеводів до простих цукрів, білків до амінокислот і жирів до жирних кислот і гліцерину.

5. Що таке потік речовин, енергії та інформації? Потік речовини, енергії та інформації — це цикл, у якому речовина, енергія та інформація обмінюються між середовищем і організмом. Цикл починається, коли

організм використовує енергію з навколишнього середовища для отримання матерії. Матерія потім використовується для створення енергії та інформації, якими обмінюється з навколишнім середовищем у процесі спілкування. Потім енергія та матерія використовуються для створення нової матерії та енергії, якими потім обмінюються з навколишнім середовищем у процесі відтворення. Нарешті, цикл завершується, коли нова матерія та енергія використовуються для отримання нової енергії та інформації з навколишнього середовища.

6. Які групи речовин, види енергії та інформації мають місце в біосистемах?

У біосистемах основними групами речовин є вуглеводи, білки, жири, вітаміни, мінеральні речовини, вода. Типи енергії, якими обмінюються, включають хімічну енергію, механічну енергію, електричну енергію, енергію світла та теплову енергію. Обмін інформацією відбувається через процеси зв’язку та сигналізації.

7. Чому обмін речовин та енергії є основою функціонування біологічних систем? Обмін речовин і енергії є основою функціонування біологічних систем, оскільки біологічні системи потребують енергії для підтримки життя та виконання своїх функцій. Обмін речовин, таких як вода, їжа, повітря та інші речовини, також необхідний для росту та розвитку живих організмів. Обмін енергією необхідний для живлення метаболічних процесів, таких як дихання, травлення та фотосинтез. Без цього обміну енергією та речовинами біологічні системи не змогли б вижити та функціонувати.

8. У чому полягає єдність процесів асиміляції й дисиміляції? Єдність процесів асиміляції і дисиміляції полягає в тому, що обидва вони є процесами обміну речовин, які передбачають обмін речовин і енергії в організмі. Під час асиміляції складні молекули створюються з простіших компонентів, тоді як під час дисиміляції складні молекули розкладаються на простіші компоненти. Обидва процеси необхідні для росту, розвитку та підтримки клітинної структури та функції. Продукти асиміляції використовуються для виробництва енергії, тоді як продукти дисиміляції використовуються для побудови нових молекул, білків та інших

необхідних компонентів клітини.

9. Яке значення речовин, енергії та інформації для біосистем?

Для функціонування біосистем необхідний обмін речовинами, енергією та інформацією. Речовини необхідні для росту та розвитку, енергія необхідна для живлення метаболічних процесів, а інформація необхідна для комунікаційних і сигнальних процесів. Без обміну цими трьома компонентами біосистеми не змогли б вижити і функціонувати.

shkola.in.ua

10. Що є спільного й відмінного в обміні речовин та енергії різних організмів? У різних організмів різні процеси обміну речовин, але обмін речовин і енергії є спільною рисою всіх організмів. Загалом, організми отримують речовину та енергію з навколишнього середовища, використовують ці речовини для створення нових речовин та енергії, а потім обмінюються ними з навколишнім середовищем. Процеси, що беруть участь, відрізняються залежно від організму, але загальний обмін речовини та енергії подібний. Наприклад, рослини використовують фотосинтез для отримання енергії від сонця, тоді як тварини отримують енергію з їжі. Усі організми використовують енергію для забезпечення своїх метаболічних процесів, таких як дихання та травлення.

§ 19. Біоелементи. Біонеорганічні

Пригадайте!

Що таке хімічні елементи?

речовини: огляд будови й біологічна роль

Хімічні елементи є будівельними блоками всієї матерії у Всесвіті. Це такі елементи періодичної системи, як водень, кисень, вуглець, азот тощо. Ці елементи складаються з атомів, а атоми різних елементів мають різну кількість протонів, нейтронів і електронів. Це визначає їхні хімічні властивості та те, як вони взаємодіють з іншими елементами, утворюючи сполуки.

Поміркуйте!

У складі живого є майже всі хімічні елементи Періодичної системи Д. І. Менделєєва, але основні ознаки живого визначаються властивостями й функціями лише приблизно 30 біоелементів. Які функції біоелементів в обміні речовин?

Біоелементи, присутні в живих істотах, виконують різноманітні функції в обміні речовин. Вуглець, водень, кисень і азот є основними елементами, які складають

основу органічних молекул і необхідні для синтезу білків, ліпідів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. Біоелементи також відіграють важливу роль в енергетичному метаболізмі, причому залізо, магній і цинк відіграють важливу роль у транспортному ланцюзі електронів, тоді як кальцій і натрій відіграють важливу роль у скороченні м’язів і передачі нервових імпульсів. Біоелементи також відіграють роль у регуляції метаболічних процесів, причому мідь, марганець і цинк відіграють роль у каталізі ферментів, а магній — у виробництві АТФ. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Експериментально доведено, що в організмі людини на метали припадає близько 3 % (у людини масою 70 кг це становить 2,1 кг): кальцій (1700 г), Калій (250 г), Натрій (70 г), Магній (42 г), Ферум (5 г), Цинк (3 г). Зіставте названі біометали з їхнім біологічним значенням та отримайте назву хімічного елемента, з якого завдяки його біологічній сумісності для хірургії виробляють засоби для зшивання тканин, нервів, виготовлення протезів тощо. Кальцій є важливим мінералом для організму, він важливий для здоров’я кісток і зубів, а також для роботи м’язів і нервів. Калій є електролітом, який бере участь у регуляції балансу рідини, передачі нервової системи та скороченні м’язів, а також важливий для підтримки нормального серцебиття. Натрій також є електролітом, який допомагає регулювати баланс рідини та важливий для правильної роботи м’язів і нервів. Магній важливий для ряду функцій організму, включаючи активність ферментів, виробництво енергії та роботу м’язів і нервів. Ферум є важливим мінералом для утворення еритроцитів і транспортування кисню, а також важливий для правильної роботи імунної системи. Цинк важливий для ряду функцій організму, включаючи загоєння ран, імунітет і ріст клітин. Хімічним елементом, який використовується в хірургії завдяки своїй біосумісності, є титан, який використовується для виготовлення матеріалів для зшивання тканин, нервів і протезів. СТАВЛЕННЯ Біонеорганічна хімія виникла у 60-х роках XX ст. і складається з кількох тісно поєднаних між собою розділів, які вивчають виділення з організмів, синтез, будову та властивості, а також методи дослідження біонеорганічних сполук. Нині ця наука переживає період свого стрімкого розвитку. Оцініть її значення для медицини, агрономії, біотехнології та екології.

Біонеорганічна хімія є важливою галуззю науки для медицини, агрономії, біотехнології та екології. У медицині біонеорганічні сполуки використовуються для діагностики та лікування захворювань, таких як рак і діабет. В агрономії

біонеорганічні сполуки використовуються для підвищення врожайності та вмісту поживних речовин у культурах. У біотехнології біонеорганічні сполуки

використовуються для створення нових ліків і матеріалів. В екології біонеорганічні сполуки використовуються для вивчення того, як різні сполуки взаємодіють із навколишнім середовищем і як їх можна використовувати для покращення навколишнього середовища. Загалом, біонеорганічна хімія є галуззю, що швидко

розвивається, і має важливе значення для широкого кола дисциплін.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке біоелементи?

Біоелементи - це хімічні елементи, які містяться в живих істотах. Ці елементи необхідні для росту та розвитку, енергетичного обміну, а також комунікаційних і сигнальних процесів. Найпоширенішими біоелементами є вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо та цинк. 2. Назвіть основні групи біоелементів. Основними групами біоелементів є вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо, цинк. Ці елементи необхідні для росту та розвитку, енергетичного обміну, а також комунікаційних і сигнальних процесів. 3. Що таке біонеорганічні речовини? Біонеорганічні речовини — це хімічні сполуки, які містяться в живих істотах і необхідні для росту та розвитку, енергетичного обміну, а також процесів комунікації та сигналізації. Ці речовини включають білки, ферменти, коферменти, гормони, вітаміни та нуклеїнові кислоти. Зазвичай вони складаються з неорганічних елементів, таких як вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо та цинк.

4. Назвіть функції простих біонеорганічних сполук. Прості біонеорганічні сполуки зазвичай складаються з неорганічних елементів, таких як вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо та цинк. Ці елементи відіграють роль у різноманітних функціях, включаючи енергетичний обмін, регуляцію метаболічних процесів і синтез білків, ліпідів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. Крім того, біонеорганічні сполуки також можна використовувати для діагностики та лікування хвороб, підвищення врожайності, створення нових ліків і матеріалів, а також для вивчення взаємодії між сполуками та навколишнім середовищем.

shkola.in.ua

5. Наведіть приклади найважливіших для живого складних неорганічних сполук. До найважливіших складних неорганічних сполук для живого належать білки, ферменти, коферменти, гормони, вітаміни та нуклеїнові кислоти. Білки складаються з амінокислот і необхідні для структури, росту та відновлення тканин. Ферменти - це білки, які каталізують біохімічні реакції. Коферменти - це невеликі молекули, які допомагають ферментам каталізувати біохімічні реакції. Гормони - це хімічні месенджери, які регулюють обмін речовин та інші фізіологічні процеси. Вітаміни — це органічні молекули, необхідні для енергетичного обміну та інших фізіологічних процесів. Нуклеїнові кислоти - це полімери, які містять генетичну інформацію. 6. Назвіть функції складних біонеорганічних речовин.

Складні біонеорганічні речовини зазвичай складаються з неорганічних елементів, таких як вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо та цинк. Ці елементи відіграють роль у різноманітних функціях, таких як енергетичний обмін, регуляція метаболічних процесів і синтез білків, ліпідів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. Крім того, біонеорганічні сполуки також можна використовувати для діагностики та лікування хвороб, підвищення врожайності, створення нових ліків і матеріалів, а також для вивчення взаємодії між сполуками та навколишнім середовищем.

7. Яка роль хімічних елементів в обміні речовин і перетворенні енергії?

Хімічні елементи необхідні для обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах. Вони використовуються для створення молекул, необхідних для виробництва та зберігання енергії, а також для синтезу білків, ліпідів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. До найважливіших елементів у цьому процесі належать вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо та цинк. Ці елементи містяться в білках, ферментах, коферментах, гормонах, вітамінах і нуклеїнових кислотах, кожен з яких відіграє унікальну роль у метаболізмі та перетворенні енергії. Наприклад, білки необхідні для структури і росту тканин, ферменти каталізують біохімічні реакції, гормони регулюють метаболічні процеси, вітаміни необхідні для енергетичного обміну, а нуклеїнові кислоти містять генетичну інформацію.

8. Які прості неорганічні речовини беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії?

До простих неорганічних речовин, які беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії, належать вуглець, водень, кисень, азот, кальцій, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо і цинк. Ці елементи містяться в білках, ферментах, коферментах, гормонах, вітамінах і нуклеїнових кислотах, кожен з яких відіграє унікальну роль у метаболізмі та перетворенні енергії. Наприклад, білки необхідні для структури і росту тканин, ферменти каталізують біохімічні реакції, гормони регулюють метаболічні процеси, вітаміни необхідні для енергетичного обміну, а нуклеїнові кислоти містять генетичну інформацію.

9. Яке біологічне значення складних біонеорганічних речовин? Складні біонеорганічні речовини відіграють важливу роль у багатьох біологічних процесах. Вони необхідні для енергетичного обміну, регуляції обмінних процесів, синтезу білків, ліпідів, вуглеводів і нуклеїнових кислот. Крім того, біонеорганічні сполуки можна використовувати для діагностики та лікування захворювань, підвищення врожайності, створення нових ліків і матеріалів, а також для вивчення взаємодії між сполуками та навколишнім середовищем. Отже, складні біонеорганічні речовини необхідні для життєдіяльності живих організмів.

shkola.in.ua

10. Оцініть значення біонеорганічної хімії для медицини, агрономії, біотехнології та екології. Біонеорганічна хімія — це міждисциплінарна галузь дослідження, яка поєднує в собі неорганічну хімію та біохімію для розуміння взаємодії між неорганічними елементами та біологічними системами. Ці знання важливі для медицини, агрономії, біотехнології та екології, оскільки біонеорганічна хімія може дати розуміння того, як неорганічні елементи взаємодіють з живими організмами та як їх можна використовувати для діагностики та лікування хвороб, підвищення врожайності, створення нових ліків і матеріалів, і вивчення взаємодії між сполуками та навколишнім середовищем. Таким

чином, біонеорганічна хімія є важливою областю для розуміння ролі неорганічних

елементів у живих організмах і використання їх повного потенціалу.

§ 20. Біоорганічні речовини. Білки, нуклеїнові кислоти: огляд будови й

біологічної ролі

Пригадайте!

Що таке речовини?

Речовини - це матеріали, що мають однорідний і певний склад. Це можуть бути або елементи, які є чистими речовинами, що складаються з одного типу атомів, або сполуки, які складаються з двох або більше елементів, поєднаних у фіксованому співвідношенні. Речовини можуть існувати в різних фізичних формах, таких як тверді тіла, рідини та гази. Поміркуйте!

Органічні речовини – речовини, що мають ковалентно зв’язані ланцюжки з Карбону. Сьогодні відомо понад 20 мільйонів органічних речовин, серед яких є природні й штучні. Цікаво, а чим біоорганічні речовини відрізняються від інших органічних?

Біоорганічні речовини — це органічні речовини, які були отримані або вироблені з живих організмів, такі як білки, цукри, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Зазвичай це дуже складні молекули, що складаються з багатьох атомів і ковалентних зв’язків.

Біоорганічні речовини необхідні для життя, оскільки вони беруть участь у багатьох біохімічних процесах, включаючи обмін речовин, виробництво енергії, ріст і розвиток, а також розмноження. Вони відрізняються від інших органічних речовин тим, що є будівельними блоками життя та мають важливе значення для функціонування живих організмів.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Зіставте названі функції з тими білками, що їх реалізують. Заповніть таблицю відповідей та отримайте назву цілого класу білків, що забезпечують умови для зсідання білків, витривалість клітин в умовах високої температури. Підготуйте повідомлення про ці білки. Біоорганічні речовини відрізняються від інших органічних речовин тим, що вони містять такі елементи, як азот, фосфор, сірка, калій, натрій, магній, залізо, цинк, необхідні для обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах. Ці елементи містяться в білках, ферментах, коферментах, гормонах, вітамінах і нуклеїнових кислотах, кожен з яких відіграє унікальну роль у метаболізмі та перетворенні енергії. Крім того, біоорганічні речовини часто використовують для діагностики та лікування хвороб, підвищення врожайності, створення нових ліків і матеріалів, а також для вивчення взаємодії сполук із навколишнім середовищем. Перекладіть текст і поясніть значення нуклеотидів для життя. «Nucleotides are organic molecules that serve as the monomer units for forming the nucleic acid polymers deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA), both of which are essential biomolecules in all life-forms on Earth. Nucleotides are the building blocks of nucleic acids; they are composed of three subunit molecules: a nitrogenous base, a fivecarbon sugar (ribose or deoxyribose), and at least one phosphate group. Nucleotides also play a central role in life-form metabolism at the fundamental, cellular level. They carry packets of chemical energy – in the form of the nucleoside triphosphates ATP, GTP, CTP and UTP – throughout the cell to the many cellular functions that demand

energy, which include synthesizing amino acids, proteins and cell membranes and parts; moving the cell and moving cell parts, both internally and intercellularly; dividing the cell, etc. In addition, nucleotides participate in cell signaling (cGMP and cAMP), and are incorporated into important cofactors of enzymatic reactions (e.g. coenzyme A, FAD, NAD, NADP).

«Нуклеотиди — це органічні молекули, які служать мономерними одиницями для формування полімерів нуклеїнової кислоти, дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК)

рибонуклеїнової кислоти (РНК), обидва з яких є важливими біомолекулами в усіх формах життя на Землі. Нуклеотиди є будівельними блоками нуклеїнових кислот; вони складаються з трьох субодиниць молекул: азотистої основи, п’ятивуглецевого цукру (рибози або дезоксирибози) і принаймні однієї фосфатної групи. Нуклеотиди також відіграють центральну роль у метаболізмі життєвих форм на фундаментальному, клітинному рівні. Вони несуть пакети хімічної енергії – у формі нуклеозидтрифосфатів АТФ, ГТФ, ЦТФ і УТФ – по всій клітині до багатьох клітинних функцій, які потребують енергії, зокрема синтез амінокислот, білків і клітинних мембран і частин; переміщення клітини та переміщення частин клітини, як внутрішньо, так і міжклітинно; поділу клітини тощо. Крім того, нуклеотиди беруть участь у передачі сигналів клітини (цГМФ і цАМФ) і включені до важливих кофакторів ферментативних реакцій (наприклад, коензим А, ФАД, НАД, НАДФ). СТАВЛЕННЯ Нобелівську

премію

в галузі хімії у 2017 р.

shkola.in.ua

Й. Франк і Р. Хендерсон, яких відзначено за «розвиток кріоелектронної мікроскопії, яка спрощує та поліпшує визначення структури біомолекул». Кріоелектронна мікроскопія дає змогу заморозити біомолекули під час руху та візуалізувати процеси, що є вирішальними для розуміння хімії життя. Що таке кріоелектронна мікроскопія? Яке значення може мати цей метод досліджень для розв’язування проблем збереження здоров’я людини? Кріоелектронна мікроскопія (кріо-ЕМ) — це техніка, яка використовується для візуалізації структурних деталей біомолекул, таких як білки та віруси, з дуже високою роздільною здатністю. Він використовує електрони для створення зображення замороженого зразка, що дозволяє дослідникам спостерігати за складними деталями та процесами молекули. Цей метод використовувався для вивчення структури білків, нуклеїнових кислот, вірусів та інших біомолекул. Кріоелектронна мікроскопія має потенціал зробити революцію в молекулярній біології та медичних дослідженнях. Його можна використовувати для вивчення структури білків, що є важливим для розуміння того, як білки функціонують і як вони взаємодіють з іншими молекулами. Розуміючи структуру білків, вчені можуть розробляти методи лікування, ліки та вакцини, спрямовані на конкретні білки та їхню функцію. Cryo-EM також можна використовувати для вивчення структури вірусів, що може допомогти зрозуміти, як віруси вторгаються в клітини та як створити противірусні препарати. Крім того, цей метод можна використовувати для вивчення структури та функції інших біомолекул, таких як нуклеїнові кислоти, що може призвести до розробки методів лікування таких захворювань, як рак. РЕЗУЛЬТАТ 1. Що таке біомолекули? Біомолекули - це молекули, які містяться в живих організмах і відіграють важливу роль у функціонуванні організму. Приклади біомолекул включають білки, вуглеводи,

Ж.

отримали науковці

Дюбоше,

ліпіди, нуклеїнові кислоти та гормони. Білки — це великі молекули, що складаються

амінокислот, і вони відповідають за багато функцій в організмі, таких як структурна підтримка, транспортування молекул і каталізатор біохімічних реакцій. Вуглеводи - це молекули, які складаються з вуглецю, водню та кисню, і вони використовуються організмом як джерело енергії. Ліпіди — це молекули, які складаються з жирних кислот і гліцерину, і вони важливі для зберігання енергії, формування клітинних мембран і формування основи гормонів. Нуклеїнові кислоти - це молекули, які зберігають генетичну інформацію і складаються з нуклеотидів. Гормони - це молекули, які діють як хімічні месенджери в організмі та відповідають за регулювання багатьох процесів.

2. Назвіть групи та функції біомолекул.

Біомолекули загалом можна розділити на чотири основні групи: білки, вуглеводи, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Білки — це великі молекули, що складаються з амінокислот, і вони беруть участь у структурній підтримці, транспортуванні молекул і каталізі біохімічних реакцій. Вуглеводи - це молекули, що складаються з вуглецю, водню та кисню, і вони використовуються організмом як джерело енергії. Ліпіди — це молекули, що складаються з жирних кислот і гліцерину, і вони важливі для зберігання енергії, формування клітинних мембран і формування основи гормонів. Нуклеїнові кислоти - це молекули, які зберігають генетичну інформацію і складаються з нуклеотидів. Гормони - це молекули, які діють як хімічні месенджери в організмі та відповідають за регулювання багатьох процесів. 3. Що таке білки?

Білки - це великі молекули, що складаються з амінокислот, які містяться в усіх живих організмах. Вони відповідають за багато функцій організму, включаючи структурну підтримку, транспортування молекул і каталізатор біохімічних реакцій. Білки побудовані з послідовності амінокислот і згорнуті в певну тривимірну форму. Ця форма необхідна для того, щоб молекула могла виконувати свою функцію. Білки містяться в усіх клітинах і виконують різноманітні функції, включаючи забезпечення структури, транспортування молекул і каталізатор біохімічних реакцій.

4. Назвіть функції білків у біосистемах. Білки є важливими компонентами біологічних систем і виконують широкий спектр функцій, включаючи структурну підтримку, транспортування молекул, каталізатор біохімічних реакцій, забезпечення енергією та регулювання процесів. Білки беруть участь у багатьох процесах, таких як забезпечення структурної підтримки клітин, транспортування молекул з однієї області в іншу, регулювання біохімічних реакцій, забезпечення енергії у формі АТФ і утворення гормонів. Білки також відіграють важливу роль в імунітеті, оскільки вони діють як антитіла для боротьби з патогенами, і в метаболізмі, оскільки вони беруть участь у розщепленні та синтезі молекул. Крім того, білки відповідають за вироблення ферментів, необхідних для обмінних процесів. 5. Що таке ДНК?

shkola.in.ua

ДНК, або дезоксирибонуклеїнова кислота, — це молекула, що міститься в ядрі клітин і зберігає генетичну інформацію. Він складається з двох ниток нуклеотидів, які утворюють подвійну спіраль, і містить інструкції для всіх клітинних процесів в організмі. ДНК відповідає за визначення характеристик організму, таких як зріст, колір очей та інші ознаки. Він також відповідає за те, як клітини діляться і як експресуються гени. ДНК передається з покоління в покоління, і мутації в ній можуть призвести до генетичних захворювань.

6. Що таке РНК? РНК, або рибонуклеїнова кислота, — це молекула, що міститься в ядрі клітин і бере участь у виробництві білків. Він складається з одного ланцюга нуклеотидів і відповідає за транскрипцію генетичної інформації з ДНК у білки. РНК бере участь у виробництві білків, діючи як матриця для рибосом, щоб зчитувати генетичний код і збирати відповідні амінокислоти в білок. РНК також відіграє певну роль у регуляції експресії генів, оскільки вона може зв’язуватися з певними ділянками ДНК і пригнічувати транскрипцію генів. РНК також виконує інші ролі в клітині, такі як участь у транспорті молекул і регуляції активності ферментів.

7. Які особливості та роль біомолекул в обміні речовин й енергії? Біомолекули відіграють важливу роль в обміні речовин і енергії в живих організмах. Білки необхідні для різноманітних метаболічних процесів, таких як розщеплення вуглеводів, ліпідів і білків для виробництва енергії та створення нових молекул. Вуглеводи є основним джерелом енергії для більшості організмів, а ліпіди важливі для зберігання енергії, формування клітинних мембран і формування основи гормонів. Нуклеїнові кислоти — це молекули, які зберігають генетичну інформацію та беруть участь у виробництві білків, регуляції експресії генів, транспорті молекул і регуляції ферментів. Крім того, ферменти — це білки, які діють як каталізатори для прискорення біохімічних реакцій, наприклад тих, що беруть участь в енергетичному обміні. 8. Яка будова та біологічна роль білків в обміні речовин? Білки - це великі біомолекули, що складаються з амінокислот, які необхідні для багатьох біологічних процесів. Вони беруть участь у різноманітних метаболічних процесах, таких як розщеплення вуглеводів, ліпідів і білків для виробництва енергії та створення нових молекул. Білки також беруть участь у регуляції експресії генів і транспорту молекул. Крім того, білки відповідають за вироблення ферментів, необхідних для обмінних процесів. Структура білків визначається послідовністю амінокислот, а тривимірна структура білка надає йому його функції. Форма білка є важливою для того, щоб він міг виконувати свої функції, а мутації в послідовності амінокислот можуть призвести до змін у структурі та функції білка. 9. Яка біологічна роль нуклеїнових кислот у метаболізмі? Нуклеїнові кислоти відіграють важливу роль у метаболізмі, оскільки вони беруть участь у виробництві білків, регуляції експресії генів, транспорті молекул і регуляції ферментів. ДНК відповідає за зберігання генетичної інформації, тоді як РНК бере участь у транскрипції генетичної інформації з ДНК у білки. Крім того, ДНК можна використовувати для регулювання експресії генів, оскільки вона може зв’язуватися

shkola.in.ua

певними ділянками ДНК і пригнічувати транскрипцію генів. Нуклеїнові кислоти також беруть участь у транспортуванні молекул, оскільки їх можна використовувати для упаковки молекул і переміщення їх від однієї клітини до іншої. Нарешті, нуклеїнові кислоти беруть участь у регуляції ферментів, оскільки вони можуть зв’язуватися з певними ферментами та регулювати їхню активність.

10. Від чого залежать властивості й функції білків і нуклеїнових кислот? Властивості і функції білків і нуклеїнових кислот залежать від їх структури. Білки складаються з амінокислот, і послідовність цих амінокислот визначає тривимірну структуру білка, яка, у свою чергу, визначає його функцію. Нуклеїнові кислоти складаються з нуклеотидів, і послідовність цих нуклеотидів визначає структуру молекули, яка, у свою чергу, визначає, як вона буде взаємодіяти з іншими молекулами

та як використовуватиметься в метаболічних процесах. Мутації в послідовності

амінокислот або нуклеотидів можуть призводити до змін структури і функції білків або нуклеїнових кислот.

§ 21. Вуглеводи, ліпіди: огляд будови й біологічної ролі

Пригадайте!

Що таке органічні речовини?

Органічні речовини — це хімічні сполуки, до складу яких входять атоми Карбону, з’єднані ковалентним зв’язком з атомами Гідрогену (С-Н зв’язки). Ці сполуки зустрічаються в багатьох природних формах [1], у тому числі в клітинах живих організмів, таких як рослини та тварини. Вони також виробляються синтетичним шляхом у лабораторіях і використовуються в широкому діапазоні продуктів, таких як паливо, пластмаси, ліки та інші промислові продукти. Органічні речовини можуть складатися з простих молекул або складних полімерів. Вступна вправа

Перед вами структурні формули аланіну, рибози, жиру й аденілового нуклеотиду. Яка із цих формул ілюструє групу вуглеводів? Поясніть свій вибір. Структурною формулою, яка ілюструє групу вуглеводів, є формула рибози. Рибозаце цукор з п'ятьма атомами вуглецю, який є важливим компонентом багатьох вуглеводів, таких як ДНК і РНК, а також рибофлавіну. Інші структурні формули (аланін, жир і аденіловий нуклеотид) містять молекули, які не є вуглеводами. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

За допомогою таблиці порівняйте вуглеводи й ліпіди. Зробіть висновок про енергетичне й пластичне значення вуглеводів й ліпідів у метаболізмі. З таблиці видно, що вуглеводи мають вищу енергетичну цінність порівняно з ліпідами, оскільки вуглеводи містять 4 калорії на грам порівняно з лише 9 калоріями на грам ліпідів. Крім того, вуглеводи є основним джерелом енергії для метаболізму, тоді як ліпіди є джерелом енергії під час дефіциту їжі. Що стосується пластичної цінності, то вуглеводи служать основним джерелом структурних компонентів для клітин, тоді як ліпіди використовуються для накопичення енергії та ізоляції. Тому в обміні речовин вуглеводи мають вищу енергетичну і пластичну цінність порівняно з ліпідами. Акварель – фарби, що складаються з розтертого пігменту, змішаного з розчином рослинного (вишня, черешня) прозорого водорозчинного клею. Завдяки цьому клею акварель можна розчиняти у воді для нанесення тонких прозорих шарів, що міцно прилипають до паперу. Ця клейка суміш вуглеводів у біології називається «камедь» (гумі). Яке значення цього секрету в обміні речовин рослинних організмів, які його виділяють? Який хімічний склад камеді? Клейка суміш вуглеводів, що виділяється рослинними організмами, важлива в обміні речовин, оскільки вона допомагає зв’язувати та зберігати енергію. Вуглеводи, що містяться в камеді, зазвичай є полісахаридами, такими як целюлоза, крохмаль і пектин, і вони допомагають зберігати енергію у формі глюкози, фруктози та сахарози. Хімічний склад жувальної гумки часто являє собою суміш полімерів, таких як поліетилен, полівінілацетат і полівініллаурат. Ці полімери поєднуються з іншими інгредієнтами, такими як підсолоджувачі, ароматизатори та барвники.

СТАВЛЕННЯ Ксерофіли – наземні тварини, що пристосувалися до життя в безводних місцевостях (пустелях, напівпустелях, сухих степах). Прикладом таких тварин є

одногорбий верблюд, тушканчики, американський кенгуровий пацюк та ін. Одні з них задовольняються лише запасами води, що міститься в їжі, інші успішно

використовують метаболічну воду. Який метаболічний процес забезпечує

утворення води з жирів? У чому полягають переваги жирів як джерела води перед вуглеводами?

Метаболічна вода утворюється, коли жири метаболізуються в процесі бета-окислення. Це процес, під час якого жирні кислоти розщеплюються на складові частини, а вивільнена енергія перетворюється на АТФ. Перевага жирів як джерела води над вуглеводами полягає в тому, що жири забезпечують більше енергії на грам, ніж вуглеводи, тому вони можуть розщеплюватися швидше та ефективніше для отримання метаболічної води. Крім того, жири є більш ефективним джерелом енергії, ніж вуглеводи, оскільки вони здатні виробляти більше АТФ на грам, ніж вуглеводи. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке вуглеводи? Вуглеводи - це група органічних молекул, що складаються з атомів вуглецю, водню та кисню. Вони є основним джерелом енергії для більшості живих організмів і містяться в різноманітних харчових продуктах, таких як зерно, фрукти, овочі та молочні продукти. Вуглеводи - це або прості цукру, такі як глюкоза і фруктоза, або складні полісахариди, такі як крохмаль і целюлоза. Ці молекули розщеплюються організмом і перетворюються на глюкозу, яка потім використовується для отримання енергії. 2. Назвіть функції вуглеводів в обміні речовин. Основні функції вуглеводів в метаболізмі — забезпечення енергією, слугування джерелом структурних компонентів для клітин і запасання енергії у вигляді глікогену. Крім того, вуглеводи можуть розщеплюватися на глюкозу, яка може бути використана для синтезу інших молекул, таких як амінокислоти, жирні кислоти та білки. 3. Що таке ліпіди?

Ліпіди - це група молекул, що складається з жирних кислот, гліцерину та інших молекул. Вони містяться в тканинах тварин і рослин і використовуються для зберігання енергії, ізоляції та структурних компонентів клітин. Ліпіди складаються з жирних кислот, які являють собою довгі ланцюги атомів з карбоксильною групою на одному кінці та вуглеводневим хвостом на іншому. Ліпіди нерозчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках. Приклади ліпідів включають тригліцериди, фосфоліпіди та стероїди.

shkola.in.ua

4. Назвіть основні групи ліпідів. Основними групами ліпідів є тригліцериди, фосфоліпіди та стероїди. Тригліцериди складаються з трьох ланцюгів жирних кислот, приєднаних до молекули гліцерину, і є найпоширенішим типом ліпідів. Фосфоліпіди складаються з двох ланцюгів жирних кислот і фосфатної групи і є важливими компонентами клітинних мембран. Стероїди складаються з чотирьох взаємопов’язаних вуглецевих кілець і використовуються для гормонів та інших молекул. 5. Що таке ієрархія молекулярного рівня організації життя? Молекулярний рівень організації життя організований у чотири ієрархічні рівні. Найпростішим рівнем є атом, який складається з протонів, нейтронів і електронів. Потім атоми об’єднуються в молекули, які є основними будівельними блоками життя. Потім молекули організовуються в макромолекули, які є великими молекулами, що складаються з менших молекул. Нарешті, макромолекули організовані в

макромолекулярні комплекси, які є складними структурами, що складаються з багатьох макромолекул. 6. Назвіть складники молекулярного рівня організації життя.

Компонентами молекулярного рівня організації життя є атоми, молекули, макромолекули, високомолекулярні комплекси. Атоми є основними будівельними блоками життя і складаються з протонів, нейтронів і електронів. Молекули — це комбінації атомів і є основними будівельними блоками життя. Макромолекули — це великі молекули, що складаються з менших молекул, і вони важливі як для структурних, так і для функціональних компонентів клітин. Нарешті, макромолекулярні комплекси - це складні структури, що складаються з багатьох макромолекул і важливі для функціонування клітин.

7. Яке значення вуглеводів для обміну речовин й перетворення енергії?

Вуглеводи є важливим джерелом енергії для метаболізму, і при їх розщепленні в організмі звільняється енергія, яка може бути використана для метаболічних процесів. Розщеплення вуглеводів в організмі також відповідає за виробництво АТФ, який є формою енергії, яка використовується клітинами для здійснення їх метаболічної діяльності. Вуглеводи також відіграють важливу роль у забезпеченні структурних компонентів для клітин і можуть бути розщеплені до глюкози, яка може бути використана для синтезу інших молекул, таких як амінокислоти, жирні кислоти та білки.

8. Які особливості будови й роль ліпідів у метаболізмі? Ліпіди відіграють важливу роль у метаболізмі, надаючи енергію та допомагаючи

накопичувати енергію у формі жиру. Вони також є важливими компонентами клітинних мембран, оскільки ліпідний бішар є основною структурою клітинної мембрани. Ліпіди складаються з жирних кислот, які являють собою довгі ланцюги атомів з карбоксильною групою на одному кінці та вуглеводневим хвостом на іншому. Ліпіди нерозчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках. З точки зору енергії, ліпіди є більш ефективним джерелом, ніж вуглеводи, оскільки вони містять більше енергії на грам. Ліпіди також важливі для виробництва гормонів та інших молекул.

9. У чому суть ієрархії молекулярного рівня організації життя?

Суть ієрархії молекулярного рівня організації життя полягає в тому, що вона організована в чотири ієрархічні рівні. На самому базовому рівні знаходиться атом, який складається з протонів, нейтронів і електронів. Потім атоми об’єднуються в молекули, які є основними будівельними блоками життя. Потім молекули організовуються в макромолекули, які є великими молекулами, що складаються з менших молекул. Нарешті, макромолекули організовані в макромолекулярні комплекси, які є складними структурами, що складаються з багатьох макромолекул. Кожен із цих рівнів організації необхідний для існування та функціонування життя. 10. На конкретному прикладі доведіть твердження про залежність ролі жирів чи вуглеводів від структурних складників. Приклад залежності ролі жирів або вуглеводів від структурних компонентів можна побачити на клітинних мембранах. Клітинні мембрани складаються з ліпідного подвійного шару, який складається з фосфоліпідів, холестерину та білків. Фосфоліпіди складаються з двох хвостів жирних кислот, які є гідрофобними і тому нерозчинними у воді, і гідрофільної головної групи. Хвости жирних кислот забезпечують структурну цілісність клітинної мембрани, тоді як гідрофільні головні групи забезпечують простір

для руху молекул через клітинну мембрану. Таким чином, жири і вуглеводи необхідні

для будови клітинних мембран.

§ 22. Структури клітин, які забезпечують процеси обміну речовин та енергії

Пригадайте!

Що таке клітина?

Клітина є основною одиницею життя в біології. Це мембранна структура, яка містить

фундаментальні молекули життя і є найменшою одиницею, яка може жити сама по

собі. Клітини забезпечують структуру тіла, отримують поживні речовини з їжі та виконують багато важливих функцій в організмі. Вони є основними будівельними блоками всіх живих істот і їх можна знайти в кожному організмі, від одноклітинних бактерій до багатоклітинних організмів, таких як людина. Поміркуйте!

Гепатоцити (від грец. гепар – печінка, цитос – клітина) – клітини печінки, які секретують жовч і беруть активну участь в обміні речовин організму й знешкодженні токсинів. У гепатоцитів є свої способи мембранного транспортування, інтенсивний метаболізм, вони містять ферменти, яких немає в усіх інших клітинах організму. Як у цих клітинах відбувається обмін речовин та енергії?

Обмін речовин і енергії в гепатоцитах відбувається за допомогою кількох механізмів. Перший — це пасивний транспорт, який передбачає рух молекул через клітинну мембрану без потреби в енергії. Це може включати рух таких молекул, як глюкоза, амінокислоти та електроліти. Другий — активний транспорт, який передбачає рух молекул через клітинну мембрану за допомогою енергії АТФ. Це може включати рух молекул, таких як іони, і більших молекул, таких як білки. Нарешті, гепатоцити використовують ендоцитоз і екзоцитоз для транспортування великих молекул у клітину та з неї. Ендоцитоз відбувається, коли клітинна мембрана поглинає частинки, які занадто великі, щоб пройти через клітинну мембрану, тоді як екзоцитоз

відбувається, коли клітинна мембрана вивільняє частинки, які раніше були в ній закриті.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Розгляньте ілюстрацію клітини людини із позначеними структурами: 1 –клітинна мембрана; 2 – піноцитозний міхурець; 3 – клітинний центр; 4 –гілоплазма; 5 – зерниста ЕПС; 6 – незерниста ЕПС; 7 – ядерні пори; 8 –секреторні міхурці; 9 – комплекс Гольджі; 10 – мітохондрія; 11 – ядро; 12 –ядерце; 13 – лізосоми; 14 – фагоцитозні міхурці. Визначте роль позначених структур у обміні речовин та перетворенні енергії, заповніть у робочому зошиті таблицю. Зробіть висновок про взаємозв’язок між будовою клітини та процесами її метаболізму. Виходячи з проведених досліджень, виявляється, що структура клітини відіграє важливу роль у процесах її метаболізму. Наприклад, мітохондрії в клітині

відповідають за завершення метаболізму цукрів, а цитоплазматичні відростки клітин відповідають за з’єднання з іншими клітинами. Крім того, ферменти, присутні в клітині, відповідають за метаболізм алкоголю, а хлоропласти в клітині відповідають за процес фотосинтезу. Усі ці фактори демонструють важливість будови клітини в метаболічних процесах клітини.

Існування йонів уперше теоретично передбачив Майкл Фарадей близько 1830 р., описуючи поведінку частинок молекул, що збираються біля катоду та аноду. Однак механізм йонізації не розуміли до 1884 р., аж поки Сванте Арреніус не описав його у своїй докторській дисертації. Що таке йони? В яких процесах метаболізму клітин йони беруть найактивнішу участь? Йони - це атоми або молекули, які отримали або втратили електрони, надаючи їм позитивний або негативний заряд. Вони зустрічаються в багатьох різних процесах в організмі людини, включаючи клітинний метаболізм. У клітинному метаболізмі іони беруть участь у різноманітних процесах, включаючи поглинання та вивільнення поживних речовин, утворення електричних градієнтів для транспорту молекул і виробництво енергії. Одним із найважливіших процесів, у яких беруть участь йони, є утворення іонних каналів, які є спеціалізованими білками, які дозволяють зарядженим частинкам перетинати клітинну мембрану. Ці канали необхідні для багатьох процесів у клітині, таких як передача електричних сигналів, поглинання поживних речовин і виділення гормонів. Йони також відіграють важливу роль у підтримці кислотнолужного балансу в клітині, який необхідний для правильного функціонування клітин. СТАВЛЕННЯ У печінці мишей виявлено спеціальні клітини, які відповідають за її відновлення. До цих пір залишалося невідомим, унаслідок чого відбувається регенерація цього органа. Нові клітини назвали гібридними гепатоцитами. Виявлені клітини допоможуть науковцям розробити безпечні способи лікування хвороб печінки. Застосуйте свої знання про будову гепатоцитів й поясніть, як відбувається утворення жовчі та відновлення печінки на клітинному рівні. Гібридні гепатоцити — це особливий тип клітин печінки, які мають здатність ділитися та утворювати нові клітини, таким чином допомагаючи у відновленні печінки. Вироблення жовчі відбувається на клітинному рівні гепатоцитами, які вивільняють жовчні кислоти в жовчні канальці, які є невеликими каналами, що з’єднують два гепатоцити разом. Потім жовч виділяється в жовчні протоки і, зрештою, в кишечник. У той же час гепатоцити також відповідають за відновлення печінки. При пошкодженні печінки гепатоцити можуть ділитися з утворенням нових клітин, які можуть замінити пошкоджені клітини та відновити функцію органу. Цей процес відомий як регенерація гепатоцитів і може допомогти відновити печінку після травми чи хвороби. Крім того, гепатоцити здатні виробляти фактори росту, які можуть стимулювати ріст інших типів клітин, таких як зірчасті клітини печінки та клітини Купфера, які також можуть допомогти у відновленні печінки. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке мембранне транспортування?

shkola.in.ua

Мембранний транспорт означає рух частинок (розчинених речовин) через або через мембранний бар’єр. Мембранні транспортні білки виконують важливу функцію в кожній живій клітині, каталізуючи переміщення розчинених речовин, включаючи іони, поживні речовини та метаболіти, через подвійний ліпідний шар. Ці білки можна розділити на два основні класи: носії та канали. Носії зв’язуються з розчиненою речовиною та використовують енергію для активного транспортування її через мембрану, тоді як канали дозволяють розчиненим речовинам проходити через них, утворюючи пори.

2. Назвіть основні види транспортування.

У біології основними видами транспорту є пасивний транспорт, активний транспорт, полегшена дифузія та осмос. Пасивний транспорт відбувається, коли речовина

рухається через мембрану без потреби в енергії, тоді як активний транспорт потребує енергії та передбачає використання спеціальних білків, які називаються

переносниками. Полегшена дифузія — це тип пасивного транспорту, який

опосередковується білками, а осмос — це тип пасивного транспорту, який включає рух молекул води.

3. Що таке метаболізм?

Метаболізм — це набір хімічних реакцій, які відбуваються в живих організмах, таких як рослини та тварини, для підтримки життя. Ці хімічні реакції включають

розщеплення молекул для вивільнення енергії та використання цієї енергії для створення молекул і виконання інших важливих функцій. Процес обміну речовин

необхідний для підтримки життя та відповідає за різноманітні функції організму, такі як ріст, відновлення та розмноження.

4. Наведіть приклади структур клітини, що беруть участь у процесах

метаболізму.

Приклади клітинних структур, які беруть участь у метаболічних процесах, включають мітохондрії, які відповідають за завершення метаболізму цукрів; цитоплазма, яка відповідає за зв'язок з іншими клітинами; ферменти, які відповідають за метаболізм алкоголю; і хлоропласти, які відповідають за процес фотосинтезу. Крім того, ендоплазматичний ретикулум відповідає за синтез і транспортування білків і ліпідів, а апарат Гольджі відповідає за модифікацію, сортування та упаковку цих молекул для подальшої обробки або секреції.

5. Що таке біотрансформація?

Приклади клітинних структур, які беруть участь у метаболічних процесах, включають мітохондрії, які відповідають за виробництво енергії; ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі, які беруть участь у синтезі та переробці білків і ліпідів; ядро, в якому зберігається генетична інформація; і клітинна мембрана, яка відповідає за регуляцію обміну речовин між клітиною та її середовищем. Крім того, лізосоми, везикули та пероксисоми беруть участь у метаболічних процесах, таких як травлення, детоксикація та виробництво енергії.

shkola.in.ua

6. Наведіть приклади шкідливих для клітин сполук. Приклади сполук, шкідливих для клітин, включають важкі метали, такі як свинець і ртуть, ряд промислових хімікатів, таких як поліхлоровані біфеніли (ПХБ) і фталати, а також певні пестициди, гербіциди та інші забруднювачі. Крім того, занадто багато деяких необхідних елементів, наприклад заліза, може бути токсичним для клітин. Ці сполуки можуть пошкоджувати клітинні мембрани, порушувати метаболічні шляхи та втручатися в ДНК, що призводить до загибелі клітин. 7. Як відбувається транспортування речовин крізь плазматичну мембрану? Транспортування речовин через плазматичну мембрану здійснюється за допомогою різних механізмів, включаючи пасивний транспорт, активний транспорт і полегшену дифузію. При пасивному транспорті речовини рухаються через мембрану без потреби в енергії. Активний транспорт вимагає енергії та передбачає використання спеціальних білків, які називаються транспортерами, тоді як полегшена дифузія є типом пасивного транспорту, який опосередковується білками. Осмос - це тип пасивного транспорту, який включає рух молекул води.

8. Які структури клітини забезпечують процеси метаболізму? Як відбувається захист клітин від небезпечних речовин?

До клітинних структур, що забезпечують обмінні процеси, належать мітохондрії, які

відповідають за вироблення енергії; ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі, які беруть участь у синтезі та переробці білків і ліпідів; ядро, в якому зберігається

генетична інформація; і клітинна мембрана, яка відповідає за регуляцію обміну речовин між клітиною та її середовищем. Крім того, лізосоми, везикули та

пероксисоми беруть участь у метаболічних процесах, таких як травлення, детоксикація та виробництво енергії. Клітини захищені від небезпечних речовин різними механізмами. Клітинна мембрана є напівпроникною, що означає, що вона пропускає через себе лише певні речовини. Крім того, клітинна мембрана містить білки, які діють як транспортери, дозволяючи певним речовинам рухатися в клітину та з неї. Нарешті, клітини мають метаболічні шляхи, які розщеплюють шкідливі

речовини та детоксикують їх, запобігаючи їх пошкодженню клітини. 10. Доведіть взаємозв’язок між будовою клітини та процесами її метаболізму. Будова клітини тісно пов'язана з її обмінними процесами. Наприклад, мітохондрії відповідають за виробництво енергії, і їх структура дозволяє їм це робити ефективно. Ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі беруть участь у синтезі та переробці білків і ліпідів, а їх структури сприяють цим процесам. Ядро зберігає генетичну інформацію, а його структура допомагає захистити цю інформацію від пошкодження. Клітинна мембрана регулює обмін речовин між клітиною та її середовищем, а її структура допомагає контролювати цей обмін. Крім того, лізосоми, везикули та пероксисоми беруть участь у метаболічних процесах, таких як травлення, детоксикація та виробництво енергії, і їх структура допомагає забезпечити ефективне виконання цих процесів.

§ 23. Особливості обміну речовин в автотрофних організмах Пригадайте!

Що таке обмін речовин й енергії?

Обмін речовин — це сукупність хімічних реакцій, що відбуваються в живих клітинах, а енергія — здатність виконувати роботу. Метаболізм передбачає розщеплення органічних молекул для отримання енергії, а також синтез нових молекул. Енергія виділяється під час метаболічних реакцій і використовується для ряду клітинних дій, таких як рух, ріст і відновлення. Енергія також може зберігатися в таких молекулах, як АТФ, які можна використовувати за потреби. Поміркуйте!

shkola.in.ua

Рід Пеларгонія (від грец. пеларгос – лелека) має велику кількість видів й сортів із чудовими різнобарвними суцвіттями – білими, червоними, рожевими, фіолетовими, двоцвітними квітками, з візерунками на пелюстках. За гарного догляду ці невибагливі рослини цвітуть до пізньої осені. Які ж умови необхідні для пеларгонії зональної садової (Pelargonium zonale hortorum)? Для процвітання зональних садових пеларгоній (Pelargonium zonale hortorum) потрібен добре дренований ґрунт, багато сонячного світла та помірна температура. Їм потрібен регулярний полив, але не можна їх перезволожувати. У літній період їх потрібно удобрювати кожні два тижні. Пеларгонії також потребують хорошої циркуляції повітря, щоб запобігти поширенню хвороб, і їх слід регулярно обрізати, щоб сприяти здоровому росту. Нарешті, їх слід захистити від проливних дощів і сильних вітрів.

ДІЯЛЬНІСТЬ За допомогою таблиці в робочому зошиті порівняйте процеси фотосинтезу в прокаріотів та еукаріотів. Сформулюйте висновок про подібність й відмінності

фотосинтезу в різних фотоавтотрофних організмів. Можна зробити висновок, що в той час як фотосинтез є загальним процесом для фотоавтотрофних організмів, існують деякі помітні відмінності у використовуваних пігментах, джерелах енергії та метаболічних шляхах, які використовують різні

організми. Крім того, хоча всі фотоавтотрофні організми потребують енергії світла для фотосинтезу, деякі організми також потребують додаткових джерел енергії для живлення своїх метаболічних реакцій. Для вирощування рослин під штучним освітленням здебільшого використовують електричні джерела світла, якими можуть бути лампи розжарювання, люмінесцентні, газорозрядні, індукційні лампи. Нині в професійному рослинництві здебільшого застосовують люмінесцентні лампи й світлодіоди. Поясніть перевагу люмінесцентних ламп і світлодіодів для вирощування рослин за умов штучного освітлення. Люмінесцентні лампи та світлодіоди є вигідними для вирощування рослин в умовах штучного освітлення, оскільки вони енергоефективні, довговічні та випромінюють спектр світла, який є корисним для росту рослин. Флуоресцентні лампи випромінюють широкий спектр світла, який можна адаптувати до конкретних вимог рослин, які вирощують, тоді як світлодіоди пропонують більш сфокусований спектр світла та є більш енергоефективними, ніж люмінесцентні лампи. Крім того, обидва типи ламп мають низьку тепловіддачу і можуть використовуватися для підтримки постійного освітленого середовища протягом тривалого часу. СТАВЛЕННЯ У живленні рослин велике значення мають гумусні органічні речовини ґрунтів. У землеробстві з давніх-давен відомо: чим більше гумусу в ґрунті, тим він родючіший. Тому не випадково створене з допомогою дощових каліфорнійських черв’яків органічне добриво «Біогумус» нині широко застосовується у вирощуванні рослин. Що таке гумус? Яке екологічне значення гумусу ґрунтів для життєдіяльності рослин? Гумус - це органічна речовина, яка утворюється в результаті розкладання мертвих рослин і тварин. Він складається зі складної суміші органічних сполук з високим вмістом вуглецю та азоту. Гумус відіграє важливу роль у здоров’ї ґрунту, оскільки він допомагає утримувати вологу, покращує родючість і аерацію, а також підвищує здатність ґрунту утримувати поживні речовини. Він також допомагає зменшити ерозію ґрунту, є джерелом їжі для мікроорганізмів і допомагає захистити від екстремальних температур. З точки зору життя рослин, гумус сприяє здоровому росту коренів, покращує здатність ґрунту утримувати поживні речовини та підвищує доступність основних поживних речовин для рослин. Гумус також відіграє ключову роль у стабілізації структури ґрунту та збільшенні інфільтрації води. РЕЗУЛЬТАТ 1. Хто такі автотрофи? Автотрофи — це організми, які здатні самостійно виробляти їжу з простих неорганічних сполук, таких як вуглекислий газ, використовуючи енергію від джерел, таких як світло, неорганічні хімічні реакції або тепло. Автотрофні організми необхідні

для всього іншого життя на Землі, оскільки вони є основними виробниками в харчовому ланцюзі. Прикладами автотрофів є рослини, водорості та деякі бактерії. 2. Назвіть основні групи автотрофних організмів.

Основними групами автотрофних організмів є рослини, водорості, деякі бактерії. Рослини використовують фотосинтез для перетворення енергії світла в хімічну, тоді як водорості та деякі бактерії використовують хемосинтез для перетворення неорганічних сполук в енергію.

3. Що таке анаболізм й катаболізм? Анаболізм і катаболізм є двома протилежними метаболічними процесами. Анаболізм — це процес синтезу складних молекул з більш простих компонентів, наприклад, побудова білків з амінокислот. Катаболізм — це розщеплення складних молекул на простіші компоненти, наприклад, розщеплення білків на амінокислоти. Обидва процеси необхідні для підтримки життя та виробництва енергії.

4. Назвіть визначальну особливість метаболізму автотрофів. Визначальною особливістю метаболізму автотрофів є їх здатність виробляти власну їжу з простих неорганічних молекул, таких як вуглекислий газ, використовуючи енергію з таких джерел, як світло, неорганічні хімічні реакції або тепло. Автотрофи необхідні для всього іншого життя на Землі, оскільки вони є основними виробниками в харчовому ланцюзі. 5. Наведіть приклади речовин, що видаляються з клітин автотрофних організмів. Автотрофні організми видаляють зі своїх клітин такі речовини, як вуглекислий газ, воду, кисень і неорганічні солі, щоб використовувати їх у своїх метаболічних процесах. Вуглекислий газ використовується під час фотосинтезу для виробництва енергії, тоді як вода та неорганічні солі використовуються для забезпечення необхідних поживних речовин для організмів. Кисень утворюється як побічний продукт фотосинтезу і виділяється в атмосферу.

6. Які особливості обміну речовин у автотрофних організмів? Автотрофні організми мають метаболізм, який передбачає виробництво власної їжі з простих неорганічних молекул, таких як вуглекислий газ, використовуючи енергію з таких джерел, як світло, неорганічні хімічні реакції або тепло. Їм також необхідно отримувати необхідні поживні речовини, такі як вода та неорганічні солі, які вони можуть отримувати з навколишнього середовища. Автотрофні організми необхідні для всього іншого життя на Землі, оскільки вони є основними виробниками в харчовому ланцюзі.

7. Які особливості живлення зелених рослин як автотрофних організмів?

shkola.in.ua

Зелені рослини як автотрофні організми отримують енергію за рахунок фотосинтезу, який передбачає перетворення енергії світла в хімічну. Вони також отримують необхідні поживні речовини, такі як вода, вуглекислий газ і неорганічні солі, з навколишнього середовища. Крім того, зелені рослини потребують певних мінералів, таких як азот, фосфор і калій, які вони отримують у процесі поглинання мінералів. 8. Які особливості метаболізму автотрофних організмів? Автотрофні організми мають метаболізм, який передбачає виробництво власної їжі з простих неорганічних молекул, таких як вуглекислий газ, використовуючи енергію

таких джерел, як світло, неорганічні хімічні реакції або тепло. Їм також необхідно отримувати необхідні поживні речовини, такі як вода та неорганічні солі, які вони можуть отримувати з навколишнього середовища. Автотрофні організми необхідні для

всього іншого життя на Землі, оскільки вони є основними виробниками в харчовому ланцюзі.

9. Які особливості виділення речовин у автотрофів? Автотрофи вивільняють такі речовини, як кисень, вода та неорганічні солі в навколишнє середовище в результаті своїх метаболічних процесів. Кисень виділяється як побічний продукт фотосинтезу та використовується іншими організмами для дихання, тоді як вода та неорганічні солі виділяються в навколишнє середовище та можуть використовуватися іншими організмами як поживні речовини. Автотрофи також виділяють у навколишнє середовище вуглекислий газ, який потім може бути поглинений іншими рослинами або організмами та використаний для фотосинтезу. 10. Порівняйте процеси фотосинтезу в прокаріотів та еукаріотів.

Фотосинтез — це процес, за допомогою якого організми використовують енергію

сонця та перетворюють її на хімічну енергію. У прокаріотів фотосинтез відбувається в плазматичній мембрані та включає утворення простих молекул, таких як вуглеводи, з вуглекислого газу та води. В еукаріотів фотосинтез відбувається в хлоропластах, що включає більш складний процес, який включає перетворення енергії світла в хімічну. Світлова енергія поглинається пігментами, такими як хлорофіл, і використовується для запуску низки реакцій, які перетворюють вуглекислий газ і воду на молекули цукру та кисень. Обидва процеси включають використання ферментів і носіїв електронів, але еукаріотичний фотосинтез ефективніший і виробляє більше кисню, ніж прокаріотичний фотосинтез.

§ 24. Особливості обміну речовин у гетеротрофних організмах Пригадайте!

Що таке автотрофне живлення? Автотрофне живлення — це тип живлення, при якому організм отримує енергію та живлення з джерел, відмінних від інших організмів. Автотрофи використовують зовнішнє джерело енергії, наприклад світло або хімічну енергію, для перетворення неорганічних речовин, таких як вуглекислий газ і вода, в органічні речовини, такі як вуглеводи. Цей процес називається фотосинтезом у рослин та інших автотрофів і хемосинтезом у деяких бактерій. Автотрофи є основними виробниками в екосистемі, і інші організми, такі як тварини та гриби, покладаються на них для отримання енергії та харчування.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

За допомогою таблиці в робочому зошиті порівняйте автотрофний та гетеротрофний типи обміну речовин й перетворення енергії. Сформулюйте висновок про подібність та відмінності. Автотрофи здатні перетворювати енергію сонячного світла або неорганічних хімічних реакцій в органічні молекули, такі як глюкоза. Гетеротрофи, з іншого боку, покладаються на споживання органічних молекул із свого середовища як джерело енергії. Обидва процеси передбачають перетворення енергії з однієї форми в іншу, але процес, який використовують автотрофи, відрізняється від процесу, який використовують гетеротрофи. Автотрофи використовують фотосинтез і хемосинтез для перетворення енергії сонячного світла або неорганічних сполук в органічні молекули, тоді як гетеротрофи використовують клітинне дихання для перетворення енергії від органічних молекул в енергію, яку можуть використовувати їхні клітини.

Обидва процеси необхідні для виживання організмів і мають важливе значення для функціонування біосфери.

Struthio camellus – така латинська назва цього птаха, в якій слово camellus означає «верблюд». І це не дивно, адже про подібність африканських страусів з верблюдами говорять опуклі очі, великі вії та розміри тіла. Це найбільший із сучасних птахів. Його зріст сягає 270 см, а маса – 175 кг. Мало хто знає, що страус – єдиний сучасний птах, у якого є сечовий міхур. Які особливості обміну речовин й перетворення енергії у організмів цього виду? Метаболізм і перетворення енергії в Struthio camellus, або африканського страуса, відносно подібні до інших птахів. Як і інші птахи, африканський страус отримує енергію зі свого раціону, який складається переважно з рослинних продуктів, таких як насіння, фрукти та листя. Потім ця енергія перетворюється на хімічну енергію, яка зберігається у вигляді молекул АТФ. Африканський страус також має унікальну адаптацію до навколишнього середовища, що дозволяє йому економити енергію, використовуючи свій великий розмір тіла для накопичення жиру. Потім цей жир розщеплюється і використовується як джерело енергії під час підвищеної активності або стресу. Крім того, африканський страус має дуже ефективну дихальну систему, яка сприяє перетворенню кисню в енергію. Це важливо, оскільки африканський страус здатний бігати зі швидкістю до 70 км/год. СТАВЛЕННЯ Квашені овочі отримують завдяки молочно-кислому бродінню, за якого утворюється молочна кислота, що є консервантом овочевої продукції.

Консервовану продукцію треба зберігати без доступу кисню, інакше на розсолі розвиватиметься грибок оїдіум (Oidium lactis), який призводить до зменшення кількості речовини-консерванту і розвитку процесів гниття. А що таке бродіння як процес катаболізму?

Ферментація — це тип катаболізму, при якому енергія вивільняється з органічних молекул, таких як вуглеводи та жири, шляхом їх розщеплення на простіші молекули, такі як етанол, молочна кислота та вуглекислий газ. Ферментація не потребує кисню і є анаеробним процесом, тобто відбувається за відсутності кисню. Під час бродіння ферменти розщеплюють органічні молекули і вивільняють енергію, яка може бути використана організмом. Під час молочнокислого бродіння утворюється молочна кислота, яка є консервантом, який допомагає пригнічувати ріст мікроорганізмів і запобігати псуванню. Бродіння використовується в харчовому виробництві для

виробництва алкогольних напоїв, хліба, сиру та інших продуктів.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі гетеротрофи?

shkola.in.ua

Гетеротрофи - це організми, які не можуть самостійно виробляти їжу, і повинні покладатися на інші організми для отримання енергії та харчування. Прикладами гетеротрофів є тварини, гриби та деякі бактерії. Гетеротрофи отримують енергію та харчування, споживаючи інші організми, прямо чи опосередковано. Наприклад, тварини є гетеротрофами, які харчуються іншими організмами, такими як рослини чи інші тварини, тоді як гриби харчуються мертвою органікою, а деякі бактерії отримують енергію, розщеплюючи органічні молекули. 2. Назвіть основні групи гетеротрофів. Основні групи гетеротрофів — травоїдні, м’ясоїдні, всеїдні та розкладачі. Травоїдні отримують енергію, споживаючи рослини та продукти рослинного походження. Хижі

тварини харчуються іншими тваринами та продуктами їх переробки. Всеїдні споживають як рослини, так і тварин. Розкладачі розщеплюють органічні речовини

метою отримання енергії.

3. Назвіть етапи катаболізму гетеротрофних організмів.

Стадії катаболізму гетеротрофних організмів включають гліколіз, цикл Кребса і ланцюг транспортування електронів. Гліколіз - це процес, за допомогою якого глюкоза розщеплюється на піруват і АТФ. Цикл Кребса - це процес, за допомогою якого піруват далі розщеплюється на вуглекислий газ, АТФ та інші молекули. Ланцюг транспортування електронів — це процес, за допомогою якого енергія від розпаду глюкози використовується для виробництва АТФ.

4. Назвіть визначальну особливість метаболізму гетеротрофів.

Визначальною особливістю метаболізму гетеротрофів є те, що вони отримують енергію за рахунок розпаду органічних сполук, а не за рахунок світла чи неорганічних сполук. Гетеротрофи розщеплюють органічні сполуки, такі як вуглеводи, білки та жири, використовуючи процес, який називається катаболізмом. Катаболізм включає розпад більших молекул на більш дрібні з виділенням енергії.

5. Наведіть приклади речовин, що видаляються в гетерофних організмів. Гетеротрофні організми видаляють зі свого середовища такі речовини, як вуглекислий газ, кисень, азот, фосфор і сірка. Ці речовини використовуються для побудови органічних молекул і забезпечення організму енергією. Вуглекислий газ використовується для синтезу цукру та інших органічних молекул, кисень використовується для дихання, азот використовується для виробництва білків та інших азотовмісних молекул, фосфор використовується для синтезу ДНК та інших молекул, а сірка використовується для синтез амінокислот. 6. Які особливості обміну речовин у гетеротрофних організмів? Особливості метаболізму в гетеротрофних організмах включають розщеплення органічних сполук, таких як вуглеводи, білки та жири, для отримання енергії, синтез нових органічних молекул із поглинених елементів і виділення відходів, таких як вуглекислий газ і вода. Гетеротрофні організми покладаються на катаболічний розпад органічних молекул для отримання енергії та анаболічний синтез нових молекул для побудови та відновлення. Енергія, що виділяється під час катаболічної реакції, використовується для живлення анаболічних реакцій, що дозволяє організму рости, відтворюватися та виживати.

7. Чому розрізняють різні типи й види гетеротрофного живлення?

shkola.in.ua

Щоб зрозуміти, як організми отримують енергію та поживні речовини, виділяють різні типи та типи гетеротрофного живлення. Гетеротрофне живлення означає процес, за допомогою якого організми отримують енергію та поживні речовини з органічних джерел. Це може включати поїдання інших живих організмів, споживання мертвої органіки або поглинання поживних речовин із навколишнього середовища. Різні типи гетеротрофного харчування включають травоїдні, м'ясоїдні, всеїдні та сапротрофні. 8. Які особливості метаболізму гетеротрофів? Особливості метаболізму гетеротрофів включають розщеплення органічних сполук, таких як вуглеводи, білки та жири, для отримання енергії, синтез нових органічних молекул з поглинених елементів і виділення відходів, таких як вуглекислий газ і вода. Гетеротрофні організми покладаються на катаболічний розпад органічних молекул для отримання енергії та анаболічний синтез нових молекул для побудови та відновлення.

Енергія, що виділяється під час катаболічної реакції, використовується для живлення анаболічних реакцій, що дозволяє організму рости, відтворюватися та виживати. 9. Як відбувається екскреція в гетеротрофних організмів? У гетеротрофних організмів виділення відбувається, коли відходи метаболізму видаляються з організму та викидаються в навколишнє середовище. Ці відходи зазвичай знаходяться у формі азотистих сполук, таких як сечовина, сечова кислота та аміак, і вони зазвичай викидаються в рідкій або газоподібній формі. Виділення

служить для підтримки внутрішнього балансу організму і захисту його від накопичення токсинів.

10. На конкретному прикладі організмів охарактеризуйте обмін речовин у гетеротрофів.

Прикладом гетеротрофного організму є тіло людини. В організмі людини метаболізм полягає в розщепленні органічних молекул, таких як вуглеводи, білки та жири, для отримання енергії та синтезі нових органічних молекул із поглинених елементів. Енергія, що виділяється під час катаболічної реакції, використовується для живлення анаболічних реакцій, що дозволяє тілу рости, відтворюватися та виживати. Під час метаболічного процесу також виділяються такі відходи, як вуглекислий газ і вода.

§ 25. Роль ферментів у забезпеченні метаболізму клітини та цілісного організму Пригадайте!

Що таке біологічно активні речовини? Біологічно активні речовини - це молекули, сполуки або елементи, які діють на живі клітини або організми. Ці речовини можуть бути природними, як-от гормони та вітаміни, або їх можна створити синтетичним шляхом, як-от фармацевтичні препарати. Біологічно активні речовини важливі, оскільки їх можна використовувати для лікування хвороб, профілактики захворювань, підвищення фізичної та розумової працездатності. ДІЯЛЬНІСТЬ Отрута гадюки звичайної, на яку в Україні можна натрапити в лісовій, лісостеповій зонах та в Карпатах, має переважно геморагічний вплив. Чим ближче місце укусу до голови, тим він небезпечніший. Навесні отрута гадюки є більш токсичною, ніж влітку. Симптоми отруєння: в’ялість, головний біль, нудота, інколи блювота, пришвидшений пульс, паморочливість. Застосуйте знання про ферменти й поясніть механізм впливу отрути гадюки звичайної на живі організми.

shkola.in.ua

Отрута гадюки містить різноманітні ферменти, включаючи протеази, гіалуронідази та фосфоліпази, які відповідають за її геморагічний ефект. Протеази — це ферменти, які розщеплюють білки, гіалуронідази — гіалуронову кислоту, а фосфоліпази — фосфоліпіди. Коли отрута гадюки вводиться в організм, ці ферменти діють на компоненти тканини, що призводить до руйнування тканини та підвищення проникності кровоносних судин. Це призводить до розширення кровоносних судин, що призводить до підвищення артеріального тиску та кровотечі. У важких випадках отрута може спричинити органну недостатність, шок і навіть смерть. СТАВЛЕННЯ Сичужний фермент (хімозин) – традиційний продукт для звурдження молока, що широко використовується в сироварінні. В Італії окрім сичужного хімозину широко застосовують інші ферменти, що їх виробляють мигдалики телят і ягнят.

Це надає специфічного пікантного смаку італійським сирам. Яке значення цих ферментів у процесах варіння сирів з молока? Ферменти, що виробляються мигдалинами телят і ягнят, такі як сичужний хімозин, важливі для процесу приготування сиру з молока, оскільки вони допомагають

розщеплювати білки в молоці, полегшуючи сироварам формування та витримку сиру. сир. Вони також сприяють аромату і текстурі готового продукту, надаючи італійським сирам неповторний пікантний смак. Крім того, ці ферменти допомагають

контролювати рН сиру, що важливо для контролю швидкості дозрівання та дозрівання.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке ферменти?

Ферменти — це білки, які діють як каталізатори в біохімічних реакціях, прискорюючи швидкість, з якою відбувається реакція, не витрачаючись у процесі. Вони високоспецифічні, тобто один фермент каталізує лише одну конкретну реакцію, і його можна знайти в усіх живих організмах. Ферменти необхідні для життя і беруть участь у широкому діапазоні метаболічних процесів, таких як розщеплення молекул їжі, синтез і розщеплення гормонів і реплікація ДНК. 2. Наведіть приклади ферментів. Приклади ферментів включають амілазу, яка допомагає розщеплювати вуглеводи; ліпаза, яка сприяє розщепленню жирів; і протеаза, яка допомагає розщеплювати білки. Інші приклади включають ДНК-полімеразу, яка бере участь у реплікації ДНК; РНКполімераза, яка бере участь у транскрипції; і АТФ-синтаза, яка допомагає виробляти молекулу клітинної енергії АТФ.

3. Що таке прості й складні ферменти? Прості ферменти, також відомі як однодоменні ферменти, складаються з одного поліпептидного ланцюга, тоді як складні ферменти, також відомі як багатодоменні ферменти, складаються з кількох поліпептидних ланцюгів. Прості ферменти зазвичай каталізують одну реакцію, тоді як складні ферменти часто беруть участь у більш складних шляхах. Приклади простих ферментів включають протеази, які розщеплюють білки, і ліпази, які розщеплюють жири. Приклади складних ферментів включають АТФ-синтазу, яка допомагає виробляти енергетичну молекулу АТФ, і ДНК-полімеразу, яка допомагає реплікувати ДНК.

4. Як класифікують ферменти за біологічним значенням?

shkola.in.ua

Ферменти класифікуються за біологічним значенням відповідно до їх функції та типу реакції, яку вони каталізують. Шість основних класів ферментів - це оксидоредуктази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази та лігази. Оксидоредуктази каталізують окислювально-відновні реакції, трансферази каталізують перенесення груп від однієї молекули до іншої, гідролази каталізують розпад молекул шляхом гідролізу, ліази каталізують розщеплення молекул, ізомерази каталізують перегрупування атомів усередині молекули, а лігази каталізують утворення зв'язків між молекулами. 5. Що таке метаболічні ферменти? Метаболічні ферменти — це ферменти, які беруть участь у метаболічних процесах в організмі, включаючи розщеплення поживних речовин, виробництво енергії та синтез нових молекул. Ці ферменти відповідають за широкий спектр метаболічних реакцій, від розщеплення вуглеводів і жирів до синтезу гормонів та інших молекул. Їх можна розділити на три категорії: оксидоредуктази, трансферази та гідролази. Оксидоредуктази каталізують окисно-відновні реакції, трансферази каталізують

перенесення груп від однієї молекули до іншої, а гідролази каталізують розпад молекул шляхом гідролізу.

6. Що таке травні ферменти?

Травні ферменти - це ферменти, які допомагають розщеплювати частинки їжі під час травлення. Вони виробляються травною системою організму і відповідають за розщеплення великих молекул їжі на менші молекули, які легше засвоюються. Загальні травні ферменти включають амілазу, яка допомагає розщеплювати вуглеводи; ліпаза, яка сприяє розщепленню жирів; і протеаза, яка допомагає розщеплювати білки. Ці ферменти необхідні для правильного травлення та засвоєння поживних речовин. 7. Які особливості ферментів зумовлюють їхнє значення? Особливості ферментів, що визначають їх цінність, включають їх специфічність, каталітичну ефективність і стабільність. Ферменти повинні бути здатні специфічно розпізнавати та зв’язуватися з молекулами субстрату, на які вони мають діяти, і вони повинні бути здатними швидко та ефективно каталізувати реакцію. Вони також повинні бути достатньо стабільними, щоб зберігати свою структуру та активність протягом тривалого часу та в різних умовах навколишнього середовища. Крім того, ферменти повинні мати можливість вироблятися у великих кількостях, щоб мати цінність для промисловості.

8. Як ферменти класифікують? Ферменти класифікуються відповідно до їх функції та типу реакції, яку вони каталізують. Шість основних класів ферментів - це оксидоредуктази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази та лігази. Оксидоредуктази каталізують окислювальновідновні реакції, трансферази каталізують перенесення груп від однієї молекули до іншої, гідролази каталізують розпад молекул шляхом гідролізу, ліази каталізують розщеплення молекул, ізомерази каталізують перегрупування атомів усередині молекули, а лігази каталізують утворення зв'язків між молекулами. 9. Яка біологічна роль ферментів? Біологічна роль ферментів полягає в тому, щоб каталізувати або прискорювати хімічні реакції в організмі. Ферменти — це білки, які містяться в усіх живих істотах і відіграють важливу роль у багатьох біологічних процесах, таких як травлення, метаболізм і виробництво енергії. Ферменти здатні прискорювати хімічні реакції, зменшуючи кількість енергії, необхідної для здійснення реакції. Без ферментів багато хімічних реакцій в організмі не відбувалися б достатньо швидко, щоб підтримувати життя.

10. Яке значення мають знання про ферменти в харчовій промисловості й медицині?

shkola.in.ua

Знання про ферменти важливі в харчовій промисловості та медицині з різних причин. У харчовій промисловості ферменти використовуються, щоб зробити продукти харчування більш привабливими та збільшити термін їх зберігання. У медицині ферменти використовуються для діагностики та лікування захворювань, а також для виробництва терапевтичних препаратів. Ферменти також використовуються у виробництві діагностичних засобів, таких як аналізи крові, і у виробництві біотехнологічних продуктів, таких як вакцини. Крім того, знання про ферменти можна використовувати для кращого розуміння біохімічних процесів, які відбуваються в організмі, що може призвести до нових методів лікування та терапії.

§ 26. Вітаміни, їх роль в обміні речовин та енергії

Пригадайте!

Що таке біологічно активні речовини?

Біологічно активні речовини - це хімічні речовини, здатні впливати на біологічні

процеси в організмі. Вони можуть бути природними або синтетичними і варіюватися

від гормонів до ліків. Ці речовини можуть взаємодіяти з рецепторами в організмі та спричиняти фізіологічні ефекти, такі як зміни метаболізму, росту чи поведінки. Вони також можуть діяти як токсини та викликати негативні наслідки. Приклади біологічно активних речовин включають гормони, вітаміни, мінерали, білки та ліки.

Поміркуйте!

Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) вирішила дослідити стан справ щодо використання вітамінних препаратів у світі. Результат досліджень був таким: свіжі овочі та фрукти набагато корисніші, аніж вітамінні препарати. Що краще: фрукти чи пігулки аскорбінової кислоти? Чому? Їсти свіжі овочі та фрукти завжди краще, ніж приймати вітамінні таблетки. Це тому, що свіжі продукти містять широкий спектр вітамінів і мінералів, а також харчові волокна та інші корисні сполуки, які можуть підтримувати загальний стан здоров’я. Для порівняння, вітамінні таблетки часто складаються з ізольованих форм вітамінів, які можуть бути не такими корисними, як їхні природні форми, що містяться в харчових продуктах. Крім того, споживання свіжих продуктів забезпечує додаткову перевагу, оскільки забезпечує інші необхідні поживні речовини та сполуки, які можуть не міститися у вітамінних таблетках.

ДІЯЛЬНІСТЬ

На 2012 р. 13 речовин в науці визнано вітамінами. Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть узагальнення щодо ролі вітамінів у метаболізмі клітин та обміні речовин організму людини.

У 2012 році 13 речовин, які були науково визнані вітамінами, це вітамін А, вітамін В1 (тіамін), вітамін В2 (рибофлавін), вітамін В3 (ніацин), вітамін В5 (пантотенова кислота), вітамін В6 (піридоксин), вітамін В7 ( біотин), вітамін В9 (фолат), вітамін В12 (кобаламін), вітамін С (аскорбінова кислота), вітамін D (кальциферол), вітамін Е (токоферол) і вітамін К (філохінон). Вітаміни відіграють важливу роль у метаболізмі клітин і обміні речовин в організмі людини. Вони необхідні для виробництва енергії, синтезу білків і ферментів, а також для підтримки здорових клітин. Вони також

допомагають організму засвоювати та використовувати інші поживні речовини, такі як вуглеводи, білки та жири. Дефіцит вітамінів може призвести до різноманітних

проблем зі здоров’ям, включаючи уповільнення росту, анемію та слабку імунну систему.

shkola.in.ua

«Старий також пив щодня по кухлю жиру з акулячої печінки, що добре допомагав проти застуди та грипу й був корисний для очей» (Е. Гемінгвей. Старий і море). Одним із корисних компонентів печінки є вітамін А, що був відкритий ще в 1913 р. Опишіть, як відбувається засвоєння вітаміну А в організмі людини. Чи корисно для організму споживати у великій кількості вітамін А? «Також старий щодня випивав по кухлю олії з акулячої печінки, яка була корисною проти застуди та грипу та корисна для очей» (Е. Хемінгуей. Старий і море). Одним із корисних компонентів печінки є вітамін А, який був відкритий ще в 1913 році.

Опишіть, як вітамін А засвоюється в організмі людини. Чи корисно організму вживати велику кількість вітаміну А? СТАВЛЕННЯ Останнім часом отримано багато даних, які свідчать про те, що функція вітаміну D не обмежується регулюванням обміну Кальцію і Фосфору. Доведено його ефективність у профілактиці пухлинних захворювань молочної залози, простати, товстого кишечнику, а також ожиріння, хвороб серця й депресії. Досліди з

нематодами показали, що кальциферол взаємодіє з «генами довголіття» і захищає клітини від розвитку порушень у діяльності білків та їх неправильного зсідання. А як і де синтезується вітамін D в організмі людини? Вітамін D є жиророзчинним вітаміном і синтезується в організмі людини під час взаємодії ультрафіолетового (УФ) випромінювання сонця з формою холестерину в шкірі, яка називається 7-дегідрохолестерин. Ця реакція виробляє превітамінну форму вітаміну D, яка потім перетворюється в активну форму вітаміну D, відому як кальциферол, у печінці та нирках. Вітамін D відіграє важливу роль у засвоєнні кальцію з кишечника, який необхідний для здорових кісток і зубів. Він також важливий для регуляції метаболізму кальцію та фосфору, а також для регуляції росту клітин, функції нервово-м’язової та імунної систем, а також для зменшення запалення. Крім того, дослідження показали, що вітамін D може допомогти знизити ризик розвитку деяких типів раку, таких як рак молочної залози та колоректальний рак, а також ожиріння, серцеві захворювання та депресія. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке вітаміни? Вітаміни - це органічні речовини, необхідні для нормального функціонування організму людини. Вони потрібні в невеликих кількостях з раціону для підтримки широкого спектру фізіологічних процесів, включаючи ріст, розвиток, метаболізм та імунітет. Існує 13 основних вітамінів, які поділяються на дві категорії: жиророзчинні вітаміни (A, D, E і K) і водорозчинні вітаміни (В-комплекс і вітамін С). Ці вітаміни містяться в широкому діапазоні харчових продуктів, включаючи фрукти, овочі, зернові, молочні продукти, м’ясо та рибу.

2. Назвіть декілька особливостей вітамінів. Вітаміни - це необхідні мікроелементи, які підтримують багато біохімічних процесів в організмі. До основних властивостей вітамінів відносяться: Вони необхідні для обмінних процесів і підтримки здоров'я. Вони потрібні в дуже малих кількостях, тому їх називають мікроелементами. Вітаміни можуть бути водорозчинними і жиророзчинними. Вітаміни поділяються на 13 типів, включаючи A, B-комплекс, C, D, E і K. Вітаміни містяться в різноманітних продуктах харчування, включаючи фрукти, овочі, горіхи, насіння та зернові. Дефіцит вітамінів може викликати серйозні проблеми зі здоров'ям.

shkola.in.ua

3. Що таке водорозчинні вітаміни? Водорозчинні вітаміни - це вітаміни, які розчиняються у воді і не зберігаються в організмі. Ці вітаміни необхідно отримувати з їжі або з харчових добавок, оскільки організм не в змозі їх виробляти. Приклади водорозчинних вітамінів включають вітамін B і вітамін C. Вітамін B необхідний для виробництва енергії, обміну речовин і функціонування нервів, тоді як вітамін C необхідний для утворення колагену, загоєння ран і засвоєння заліза.

4. Наведіть приклади водорозчинних вітамінів. Приклади водорозчинних вітамінів включають вітамін B і вітамін C. Вітамін B необхідний для виробництва енергії, обміну речовин і функціонування нервів, тоді як вітамін C необхідний для утворення колагену, загоєння ран і засвоєння заліза. Інші водорозчинні вітаміни включають вітамін B1 (тіамін), вітамін B2 (рибофлавін), вітамін B3 (ніацин), вітамін B5 (пантотенова кислота), вітамін B6 (піридоксин), вітамін B7 (біотин), вітамін B9 (фолієва кислота), і вітамін B12 (кобаламін).

5. Що таке жиророзчинні вітаміни?

Жиророзчинні вітаміни - це вітаміни, які розчиняються в жирі і можуть зберігатися в організмі протягом більш тривалого періоду часу. Приклади жиророзчинних вітамінів включають вітамін А, вітамін D, вітамін Е та вітамін К. Ці вітаміни необхідні для низки функцій в організмі, таких як підтримка здорових кісток і шкіри, сприяння правильному засвоєнню поживних речовин і підтримка імунне здоров'я. Ці вітаміни містяться в різноманітних продуктах харчування, включаючи жирну рибу, темнозелені листові овочі, яйця та печінку. 6. Назвіть жиророзчинні вітаміни.

Чотири жиророзчинні вітаміни: вітамін A, вітамін D, вітамін E і вітамін K. Ці вітаміни необхідні для ряду функцій в організмі, таких як підтримка здорових кісток і шкіри, сприяння правильному засвоєнню поживних речовин, а також підтримка імунного здоров’я. Вони містяться в різноманітних продуктах харчування, включаючи жирну рибу, темно-зелені листові овочі, яйця та печінку. 7. Які особливості вітамінів визначають їхнє значення? Цінність вітамінів визначається важливою роллю, яку вони відіграють в організмі, і кількістю, необхідною організму для оптимального здоров’я. Вітаміни допомагають підтримувати багато біохімічних процесів і важливі для регуляції обміну речовин, росту та розвитку. Вітаміни також необхідні для підтримки здоров'я шкіри, кісток, зубів і очей. Крім того, вітаміни можуть допомогти регулювати імунну систему та захистити від хвороб. Вітаміни поділяються на два типи: водорозчинні та жиророзчинні. Водорозчинні вітаміни не зберігаються в організмі, тому їх необхідно вживати щодня, тоді як жиророзчинні вітаміни зберігаються в організмі і не потребують споживання щодня.

shkola.in.ua

8. Які особливості й значення водорозчинних вітамінів? Водорозчинні вітаміни - це вітаміни, які розчиняються у воді і не зберігаються в організмі. Ці вітаміни необхідно отримувати з їжі або з харчових добавок, оскільки організм не в змозі їх виробляти. Вони відіграють важливу роль у багатьох біохімічних процесах і важливі для виробництва енергії, метаболізму та нервової функції, а також для утворення колагену, загоєння ран і засвоєння заліза. Вони не зберігаються в організмі, тому їх потрібно вживати щодня для оптимального здоров’я. 9. Яке значення жиророзчинних вітамінів? Жиророзчинні вітаміни необхідні для низки функцій в організмі, таких як підтримка здорових кісток і шкіри, сприяння правильному засвоєнню поживних речовин і підтримка здоров’я імунітету. Вони також важливі для регуляції обміну речовин, росту та розвитку. Крім того, ці вітаміни допомагають захистити від хвороб, оскільки деякі з них беруть участь в активації ферментів і гормонів, важливих для захисної системи організму. Жиророзчинні вітаміни містяться в різноманітних продуктах харчування, включаючи жирну рибу, темно-зелені листові овочі, яйця та печінку. 10. Доведіть участь вітамінів в обміні речовин організму людини.

Вітаміни відіграють важливу роль в обміні речовин в організмі людини, оскільки вони беруть участь у багатьох біохімічних процесах. Наприклад, вітамін А важливий для росту і розвитку організму, а вітамін С допомагає утворювати колаген, який є важливим компонентом сполучної тканини. Вітамін D важливий для метаболізму

кальцію, а вітамін B12 допомагає виробляти еритроцити. Крім того, вітаміни важливі

для регуляції гормонів, а деякі вітаміни, такі як вітамін Е, діють як антиоксиданти, які можуть допомогти захистити від хвороб.

§ 27. Енергетичне забезпечення процесів метаболізму Пригадайте!

Що таке метаболізм?

Метаболізм — це набір хімічних реакцій, які відбуваються в організмі для розщеплення та обробки їжі з метою виробництва енергії. Ці реакції включають розщеплення цукрів, жирів і білків і перетворення цих молекул в енергію, а також синтез інших молекул, таких як жирні кислоти, білки, гормони та інші життєво важливі молекули. Метаболізм необхідний організму для виживання, оскільки він забезпечує енергією та необхідними компонентами для багатьох процесів, таких як ріст і відновлення.

Поміркуйте!

Для організмів нашої планети основним джерелом енергії є сонячне світло. Незначною мірою в процесах метаболізму може використовуватися теплота вулканічного походження, енергія з надр земної кори та ін. Енергія потрібна організмам для синтезу власних органічних речовин з неорганічних (автотрофи) або з готових органічних (гетеротрофи). А що відбувається з енергією після її надходження в клітину? Після того, як енергія надходить у клітину, вона використовується в різноманітних метаболічних процесах, таких як синтез органічних молекул (автотрофи) або розпад органічних молекул (гетеротрофи). Це може відбуватися різними шляхами, такими як цикл Кальвіна, гліколіз або цикл Кребса. Під час цих шляхів енергія перетворюється на АТФ, який потім може використовуватися клітиною для різних процесів, таких як синтез білка, ріст клітини або рух. Крім того, енергія також може зберігатися в інших формах, наприклад у формі глікогену або жиру. ДІЯЛЬНІСТЬ

Розгляньте схему фотосинтезу та дайте визначення основних складових процесів.

У робочому зошиті заповніть таблицю.

shkola.in.ua

Схема фотосинтезу включає кілька основних компонентів процесів, включаючи поглинання світла, світлові реакції, цикл Кальвіна та виробництво кисню. Поглинання світла: світлова енергія поглинається молекулами хлорофілу та інших пігментів у тилакоїдній мембрані, яка є частиною хлоропласту. Світлові реакції: ця світлова енергія потім використовується для виробництва АТФ і НАДФН, молекул, які накопичують і передають енергію відповідно. АТФ і НАДФН використовуються в циклі Кальвіна для створення глюкози. Цикл Кальвіна: Цикл Кальвіна включає серію хімічних реакцій, які використовують АТФ і НАДФН, що утворюються в реакціях світла, для створення молекул глюкози. Виробництво кисню: як побічний продукт циклу Кальвіна, кисень виділяється з клітин. Саме цей кисень виділяється в атмосферу і використовується тваринами для дихання.

«То блакитний промінь сапфіра, то опаловий промінь топаза, то обидва кольори змішувались і засліплювали розкішним сяйвом, що оточувало вночі молюска, і він здавався одним із найчудовіших творінь природи». Так французький

натураліст Ж. Б. Верані описує біолюмінесценцію одного з глибоководних

кальмарів. Як відбуваються енергетичні перетворення під час біолюмінесценції?

Під час біолюмінесценції відбувається перетворення енергії через процес, відомий як окиснення-відновлення. Окислення-відновлення — це хімічна реакція, під час якої

електрони переносяться між двома молекулами, що призводить до утворення світла. У випадку біолюмінесцентних організмів електрони переносяться між молекулою

люциферину та ферментом під назвою люцифераза. Молекула люциферину окислюється, вивільняючи енергію у вигляді світла. Цей процес є високоефективним, оскільки до 95% вивільненої енергії припадає на видиме світло. Потім ця енергія може бути використана для різних цілей, таких як спілкування, захист і залучення здобичі. СТАВЛЕННЯ Золотистий ретрівер (Голден ретрівер) – порода псів, яка сьогодні стала універсальною. Поліцейські собаки й рятувальники, мисливці й лікарі, няньки і компаньйони – ось далеко не повний перелік того, на що здатні ці пси. Слухняний, розумний, з природними здібностями до роботи, добродушний і впевнений собака. Не багато існує інших порід, представники яких виявляють таку саму доброзичливу, м'яку і люблячу натуру, як золотистий ретрівер. Як відбувається енергетичне забезпечення метаболічних процесів у цієї породи псів? Відомо, що золотисті ретривери мають високу активність і потребують багато вправ, щоб залишатися здоровими. Ця порода також відома як дуже мотивована їжею, що призводить до сильного апетиту. Кількість і тип їжі, яку вони повинні споживати, залежить від їх розміру, віку та рівня активності. З точки зору енергії для метаболічних процесів, золотистим ретриверам необхідно споживати дієту, багату складними вуглеводами, такими як овес і цільні зерна. Ці складні вуглеводи забезпечують постійне постачання організму енергією та сприяють активізації метаболічних процесів. Крім того, білки та жири важливі для розвитку м’язів і забезпечення енергією для щоденної діяльності. Жири також допомагають зберегти шерсть і шкіру здоровими і забезпечують незамінними жирними кислотами. І останнє, але не менш важливе: вітаміни та мінерали важливі для підтримки загального здоров’я та допомагають забезпечити енергією метаболічні процеси.

РЕЗУЛЬТАТ

shkola.in.ua

1. Що таке обмін енергії? Енергообмін - це процес обміну енергією між двома або більше об'єктами. Цей обмін енергією може відбуватися різними способами, включаючи світло, тепло, електрику та хімічні реакції. У фізиці обмін енергією описується законом збереження енергії, який стверджує, що енергія не може ні створюватися, ні знищуватися, а може лише переходити з однієї форми в іншу. Під час хімічних реакцій енергія обмінюється у вигляді тепла, коли зв’язки утворюються та розриваються. У біологічних системах енергія обмінюється у вигляді молекул АТФ, які використовуються для живлення метаболічних процесів. 2. Що таке АТФ? Аденозинтрифосфат (АТФ) є основною енергетичною валютою клітини і використовується для живлення різноманітних метаболічних процесів. Він складається з азотистої основи (аденін), цукру (рибоза) і трьох фосфатних груп. Коли

АТФ розщеплюється, вивільняється енергія, яка може використовуватися для живлення метаболічних процесів. АТФ постійно виробляється і розщеплюється

циклі, відомому як цикл АТФ. АТФ важливий для всіх типів клітин, від бактерій

рослин і тварин.

3. Хто такі автотрофи?

Автотрофи - це організми, які можуть самостійно виробляти їжу, використовуючи світло, воду, вуглекислий газ або інші хімічні речовини як джерело енергії та

поживних речовин. Прикладами автотрофів є рослини, водорості та деякі бактерії. Автотрофи використовують фотосинтез, хемосинтез або інші процеси для виробництва енергії та їжі. Автотрофи знаходяться в основі харчового ланцюга і забезпечують енергією інші організми.

4. Хто такі гетеротрофи?

Гетеротрофи - це організми, які покладаються на інші організми для отримання енергії та їжі. Вони не в змозі виробляти собі їжу і повинні отримувати її з інших джерел. Прикладами гетеротрофів є тварини, гриби та деякі бактерії. Гетеротрофи отримують енергію та їжу, споживаючи інші організми, прямо чи опосередковано. Деякі гетеротрофи також здатні розщеплювати складні органічні сполуки на простіші молекули, які вони потім можуть поглинати та використовувати для отримання енергії.

5. Що таке клітинне дихання?

Клітинне дихання - це процес, за допомогою якого клітини перетворюють поживні речовини в енергію. Він включає ряд хімічних реакцій, які відбуваються в мітохондріях клітини, які є «електростанціями» клітини. Під час цього процесу молекули глюкози розщеплюються, а кисень використовується для перетворення глюкози в АТФ (аденозинтрифосфат), який є енергетичною валютою клітини. Потім АТФ використовується для живлення різних клітинних процесів. Клітинне дихання має важливе значення для підтримки життя, оскільки це процес, за допомогою якого клітини виробляють енергію для росту, розвитку та повсякденної діяльності. 6. Назвіть етапи енергетичного обміну. Етапами енергетичного обміну є: фотосинтез, клітинне дихання, утворення АТФ. Під час фотосинтезу рослини перетворюють світлову енергію в хімічну, яка потім зберігається у вигляді молекул глюкози. Під час клітинного дихання молекули глюкози розщеплюються, а кисень використовується для перетворення глюкози в АТФ (аденозинтрифосфат), який є енергетичною валютою клітини. Нарешті, АТФ використовується для живлення різних клітинних процесів.

7. Яка роль АТФ у забезпеченні процесів метаболізму? Роль АТФ у забезпеченні обмінних процесів полягає в забезпеченні цих процесів енергією. АТФ є енергетичною валютою клітини і використовується для забезпечення різноманітних метаболічних процесів, таких як синтез білка, поділ клітин і скорочення м’язів. Коли АТФ розщеплюється, він виділяє енергію, яка може бути використана для метаболічних процесів. Без АТФ ці метаболічні процеси не могли б відбуватися. 8. Які є способи отримання енергії живими організмами? Живі організми можуть отримувати енергію двома основними шляхами: автотрофним і гетеротрофним. Автотрофи здатні виробляти власну їжу, використовуючи світло, воду, вуглекислий газ або інші хімічні речовини як джерело енергії та поживних речовин. Прикладами автотрофів є рослини, водорості та деякі бактерії. З іншого боку, гетеротрофи покладаються на інші організми для отримання енергії та їжі. Вони не в

змозі виробляти собі їжу і повинні отримувати її з інших джерел. Прикладами гетеротрофів є тварини, гриби та деякі бактерії. 9. Яка роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією?

Роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією полягає в тому, що вони перетворюють поживні речовини в енергію. Процеси дихання включають серію

хімічних реакцій, які відбуваються в мітохондріях клітини, які є «електростанціями» клітини. Під час цього процесу молекули глюкози розщеплюються, а кисень

використовується для перетворення глюкози в АТФ (аденозинтрифосфат), який є енергетичною валютою клітини. Потім АТФ використовується для живлення різних клітинних процесів. Цей процес забезпечує організми енергією, необхідною для виживання та виконання повсякденної діяльності.

10. На конкретному прикладі живих організмів поясніть, як відбувається його енергетичне забезпечення. Прикладом живого організму, який отримує енергію, є рослина. Рослини отримують енергію від сонця за допомогою процесу фотосинтезу. Під час фотосинтезу світлова енергія від сонця перетворюється на хімічну енергію, яка зберігається у вигляді молекул глюкози. Потім молекули глюкози розщеплюються під час клітинного дихання з утворенням АТФ (аденозинтрифосфату), енергетичної валюти клітини. Потім цей АТФ використовується для живлення різних клітинних процесів, що дозволяє рослині виживати та рости.

§ 28. Обмін речовин в організмі людини Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке метаболізм? Метаболізм — це процес, за допомогою якого організм перетворює їжу та напої на енергію. Під час цього процесу калорії в їжі та напоях змішуються з киснем, щоб вивільнити енергію, необхідну нашому організму для функціонування. Метаболізм включає широкий спектр процесів, включаючи травлення, всмоктування, кровообіг, вироблення гормонів тощо. Ці процеси необхідні для розщеплення їжі та перетворення її в енергію, яку можна використовувати для різноманітних завдань, від живлення м’язів до підтримки функціонування органів. Вступна вправа Розгляньте схему «Етапи обміну речовин і перетворення енергії» та визначте значення обміну речовин й енергії. Метаболізм — це процес, за допомогою якого організм перетворює їжу в енергію та використовує її для підтримки життєво важливих функцій, таких як дихання, травлення та кровообіг. Енергія — це здатність фізичної системи виконувати роботу, наприклад енергія, необхідна для виконання фізичних дій, таких як ходьба, біг або підняття тягарів. Метаболізм допомагає організму перетворювати їжу в енергію, яка потім використовується для живлення діяльності та функцій організму. ДІЯЛЬНІСТЬ Практична робота 1 1. Розгляньте загальну схему обміну поживних речовин в організмі людини. Назвіть три етапи обміну речовин. Три стадії метаболізму: анаболізм, який включає утворення та зберігання енергії; катаболізм, який передбачає розпад енергії; і передача енергії між двома стадіями.

Анаболізм передбачає використання енергії для синтезу складних молекул із простіших, тоді як катаболізм передбачає розщеплення молекул із вивільненням енергії. Передача енергії між анаболізмом і катаболізмом відома як метаболізм.

1. Які поживні речовини є у складі їжі?

Їжа містить різноманітні поживні речовини, необхідні для нормального

функціонування організму. До них відносяться вуглеводи, білки, жири, вітаміни, мінеральні речовини і вода. Вуглеводи забезпечують організм енергією та основним джерелом палива, білки є будівельним матеріалом для тканин і клітин, жири необхідні для зберігання енергії, вітаміни необхідні для росту, мінерали необхідні для різноманітних процесів, а вода необхідна для життя. Крім того, харчові продукти можуть містити харчові волокна, які важливі для підтримки регулярного випорожнення, і фітонутрієнти, які містяться в рослинах і можуть мати сприятливий вплив на здоров’я.

2. Які травні ферменти розщеплюють складні поживні речовини їжі? Травні ферменти — це білки, які виробляє організм, щоб допомогти розщепити складні поживні речовини, що містяться в їжі. Ці ферменти включають протеази, які розщеплюють білки; амілази, що розщеплюють вуглеводи; ліпази, що розщеплюють жири; і нуклеази, які розщеплюють нуклеїнові кислоти. Крім того, деякі бактерії виробляють ферменти, які можуть допомогти розщепити складні вуглеводи, такі як целюлаза та пектиназа. Інші ферменти, такі як лактаза і сахараза, допомагають розщеплювати прості цукру. 3. У якому вигляді всмоктуються поживні речовини? Поживні речовини засвоюються у формі малих молекул, таких як глюкоза, амінокислоти та жирні кислоти, які потім транспортуються до клітин по всьому тілу. Глюкоза використовується для забезпечення клітин організму енергією, тоді як амінокислоти та жирні кислоти використовуються для побудови та підтримки тканин. Також засвоюються вітаміни та мінерали, необхідні для широкого спектру метаболічних процесів. У деяких випадках більші молекули, такі як білки та жири, також можуть поглинатися, хоча вони зазвичай розбиваються на більш дрібні компоненти, перш ніж їх можна використовувати.

4. Які види транспортування забезпечують надходження речовин у клітини? Речовини потрапляють у клітини за допомогою кількох різних типів транспорту, включаючи пасивний транспорт, активний транспорт та ендоцитоз. Пасивний

транспорт — це процес, який передбачає рух речовин через клітинну мембрану без використання енергії. Цей тип транспорту обумовлений градієнтом концентрації речовини і зазвичай використовується для транспортування малих молекул, таких як вода та кисень. Активний транспорт, з іншого боку, вимагає енергії у формі АТФ і використовується для переміщення речовин проти градієнта їх концентрації. Ендоцитоз — це процес, який передбачає поглинання великих молекул клітиною шляхом утворення везикули та подальшого злиття її з клітинною мембраною. 5. Які процеси обміну забезпечують перетворення поживних речовин? Метаболічні процеси забезпечують перетворення поживних речовин в енергію та інші молекули, які використовуються організмом. Ці процеси включають гліколіз, який розщеплює глюкозу до пірувату; цикл лимонної кислоти, який виробляє багаті енергією молекули, такі як АТФ; і окисне фосфорилювання, яке перетворює багаті енергією молекули на АТФ. Крім того, деякі поживні речовини перетворюються на

молекули, які використовуються для інших процесів, таких як синтез жирних кислот, синтез холестерину та синтез білка. 6. Які кінцеві продукти обміну видаляються з клітин у кров?

Кінцеві продукти метаболізму, такі як вуглекислий газ і молочна кислота, видаляються з клітин у кровотік. Потім кров транспортує їх до легенів, де вуглекислий газ видихається, або до нирок, де він фільтрується з організму у вигляді сечі. Крім того, амінокислоти, глюкоза та жирні кислоти також транспортуються до клітин із кровотоку, що дозволяє використовувати їх для отримання енергії та інших

метаболічних процесів.

7. У якому вигляді транспортуються кінцеві продукти обміну?

Кінцеві продукти обміну, такі як кисень і вуглекислий газ, транспортуються кров'ю у вигляді розчинених молекул. Кисень переноситься молекулами гемоглобіну в еритроцитах, тоді як вуглекислий газ транспортується у формі іонів бікарбонату. Крім того, поживні речовини, такі як глюкоза та амінокислоти, транспортуються у формі малих молекул, тоді як більші молекули, такі як білки та жири, транспортуються у формі ліпопротеїнів. 8. Які органи беруть участь у видаленні продуктів обміну? Органи, які беруть участь у виведенні продуктів метаболізму, - це легені, які видаляють вуглекислий газ із кровотоку, і нирки, які фільтрують відходи з крові. Печінка також відіграє важливу роль у виведенні продуктів метаболізму, оскільки вона розщеплює токсини та метаболіти та сприяє очищенню крові. Крім того, лімфатична система допомагає виводити продукти метаболізму з тканин і транспортує їх у кров.

Підсумок роботи. У роботі обговорювалися різні органи та процеси, що беруть участь у видаленні продуктів метаболізму з організму, включаючи легені, нирки та печінку. Крім того, обговорювалися різні типи транспортування, які використовуються для переміщення речовин у клітини та з них, такі як пасивний транспорт, активний транспорт та ендоцитоз. В кінці було описано метаболічні процеси, які використовуються для перетворення поживних речовин в енергію та інші молекули.

У чому полягають єдність та взаємозалежність процесів обміну речовин в організмі людини?

Єдність і взаємозалежність метаболічних процесів в організмі людини стосуються

shkola.in.ua

того, як різні метаболічні процеси пов’язані між собою і як вони працюють разом, щоб підтримувати гомеостаз. Наприклад, розщеплення вуглеводів, білків і жирів пов’язане між собою і має бути збалансованим, щоб організм міг нормально функціонувати. Крім того, метаболізм регулюється гормонами, які контролюють швидкість, з якою поживні речовини метаболізуються та вивільняються в кров. Єдність і взаємозалежність обмінних процесів необхідні організму для підтримки оптимального рівня здоров'я. СТАВЛЕННЯ Маса головного мозку у людини становить близько 2 % маси тіла. Проте потреби в речовинах та енергії надзвичайно великі. Так, потреби в кисні у дорослої людини в умовах спокою становлять 29 – 25 % від загальних потреб, а в дітей до 4 років – до 50 %. Які особливості метаболізму головного мозку в людини? Людина має унікальний мозковий метаболізм порівняно з іншими тваринами. Мозок є найбільш метаболічно активним органом в організмі, на нього припадає 20-25%

загальних енергетичних потреб організму. Він використовує глюкозу як основне

джерело палива, а також може використовувати кетони та лактат як альтернативне джерело палива. Мозок здатний виробляти власну енергію та може використовувати в три рази більше енергії, ніж інші органи тіла. Крім того, мозок має високу швидкість поглинання кисню та має унікальну здатність зберігати енергію у формі

високоенергетичних фосфатів. Це дозволяє мозку швидко отримувати доступ до енергії, коли вона потрібна, гарантуючи, що він може швидко реагувати на зміни умов.

РЕЗУЛЬТАТ 1. Які системи органів беруть участь у обміні речовин у людини? Системи органів, які беруть участь у метаболізмі людини, - це травна система, ендокринна система, дихальна система та система кровообігу. Травна система відповідає за розщеплення їжі на поживні речовини, які може використовувати організм. Ендокринна система виробляє гормони, які регулюють обмін речовин і травлення. Дихальна система відповідає за надходження кисню і виведення вуглекислого газу. Кровоносна система транспортує поживні речовини та кисень до клітин і виносить продукти життєдіяльності. Усі ці системи органів працюють разом, щоб підтримувати обмін речовин в організмі.

2. Яке значення фізіологічних систем органів у забезпеченні обміну речовин? Велику роль у забезпеченні обміну речовин відіграють фізіологічні системи органів. Ці системи гарантують, що організм здатний отримувати необхідні поживні речовини з навколишнього середовища, а потім розщеплювати їх на корисну енергію та молекули. Крім того, ці системи також допомагають регулювати та збалансувати метаболізм, гарантуючи, що організм не приймає занадто багато або занадто мало певних поживних речовин. Нарешті, фізіологічні системи органів також допомагають виводити з організму продукти метаболізму, гарантуючи, що тіло залишається здоровим і вільним від токсинів.

3. Назвіть особливості обміну білків.

shkola.in.ua

Особливості білкового обміну включають розщеплення білків на складові амінокислоти, синтез нових білків з цих амінокислот і видалення азотистих відходів з організму. Розщеплення білків здійснюється за допомогою травних ферментів, які розщеплюють білки на пептиди, а потім на окремі амінокислоти. Потім ці амінокислоти використовуються для синтезу нових білків, які можна використовувати для різних цілей. Нарешті, азотисті відходи білкового обміну видаляються з організму нирками та печінкою. 4. Назвіть особливості обміну жирів та вуглеводів. Особливості обміну жирів і вуглеводів включають розщеплення жирних кислот і вуглеводів на більш дрібні молекули, поглинання і транспортування цих молекул організмом, виробництво енергії з цих молекул і синтез нових молекул з продуктів розпаду. Жирні кислоти розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти, які потім поглинаються і транспортуються організмом. Вуглеводи розщеплюються на моносахариди, які потім засвоюються і транспортуються організмом. І жирні кислоти, і вуглеводи потім використовуються для виробництва енергії, а продукти розпаду також можуть бути використані для синтезу нових молекул. 5. Що таке всмоктування поживних речовин? Засвоєння поживних речовин - це процес, за допомогою якого організм отримує та використовує поживні речовини з їжі. Це відбувається в тонкому кишечнику, де

невеликі молекули їжі розщеплюються і транспортуються через кишкову стінку в кров. Потім поживні речовини використовуються для виробництва енергії, побудови нових клітин та інших важливих функцій. Засвоєння поживних речовин є важливою частиною процесу травлення та має важливе значення для того, щоб організм підтримував здоровий баланс.

6. Чи залежить метаболізм клітин від всмоктування? Так, клітинний метаболізм дійсно залежить від всмоктування. Клітини потребують

певних поживних речовин для здійснення своїх метаболічних процесів, і ці поживні речовини повинні поглинатися з навколишнього середовища, щоб клітина могла їх отримати. Поживні речовини можуть всмоктуватися з травного тракту, з кровотоку або через клітинну мембрану. Після поглинання ці поживні речовини можуть бути використані для виробництва енергії, побудови нових клітин та інших важливих функцій.

7. Які системи органів забезпечують обмін речовин в організмі людини? Органи, що беруть участь в обміні речовин в організмі людини, включають травну систему, ендокринну систему та систему кровообігу. Травна система відповідає за розщеплення їжі на молекули, які можуть бути засвоєні та використані організмом, тоді як ендокринна система виробляє гормони, які регулюють обмін речовин. Кровоносна система транспортує поживні речовини та інші молекули по всьому тілу, дозволяючи їм використовуватися для метаболізму. Крім того, печінка відіграє важливу роль в обміні речовин, оскільки вона відповідає за розщеплення та виведення токсинів з організму.

shkola.in.ua

8. Які особливості обміну білків, ліпідів і вуглеводів в організмі людини? Обмін білків, ліпідів і вуглеводів в організмі людини є важливою частиною обміну речовин. Білки розщеплюються на більш дрібні молекули, такі як амінокислоти, які потім можуть бути засвоєні та використані організмом. Ліпіди розщеплюються на менші молекули, такі як жирні кислоти, які потім поглинаються та використовуються для виробництва енергії. Вуглеводи розщеплюються на моносахариди, які потім засвоюються і транспортуються організмом. Усі ці молекули потім використовуються організмом для виробництва енергії, побудови нових клітин та виконання інших важливих функцій. 9. Яке значення всмоктування поживних речовин? Засвоєння поживних речовин є важливим, оскільки воно дозволяє організму приймати та використовувати необхідні поживні речовини, необхідні для належного функціонування. Без належного засвоєння організм не зможе засвоїти необхідні поживні речовини з їжі. Засвоєння поживних речовин також відіграє ключову роль у виробництві енергії, оскільки організм повинен розщеплювати та засвоювати поживні речовини, щоб виробляти енергію. Крім того, поглинання поживних речовин необхідне для створення нових клітин і виконання інших важливих функцій. 10. Чим зумовлені особливості обміну речовин і перетворення енергії у людини? Метаболізм і перетворення енергії в людини включають складний набір біохімічних реакцій, які перетворюють їжу в енергію. Ці реакції відбуваються в клітинах і включають розщеплення вуглеводів, білків і жирів на їх складові молекули, які потім використовуються для виробництва енергії у формі АТФ. Крім того, метаболізм включає перетворення цих молекул в інші форми, такі як вуглекислий газ і вода. Вироблена енергія потім використовується для живлення клітинних процесів, включаючи виробництво білків, ріст і відновлення, а також рух.

§ 29. Порушення обміну біоелементів і біонеорганічних речовин, пов’язані з їх нестачею або надлишком

Пригадайте!

Що таке біоелементи, біонеорганічні речовини, біоорганічні речовини?

Біоелементи, біонеорганічні речовини та біоорганічні речовини — усі вони є компонентами метаболізму клітини. Біоелементи - це неорганічні елементи, такі як кисень, азот і фосфор. Біонеорганічні речовини - це молекули, такі як вода та солі, тоді як біоорганічні речовини - це молекули, що містять вуглець, такі як вуглеводи, білки та ліпіди. Усі ці речовини необхідні для метаболічних процесів клітини, таких як виробництво енергії, побудова нових клітин та інші важливі функції.

Поміркуйте!

В одному з найвідоміших романів А. Дюма «Граф Монте-Крісто» автор вкладає у вуста головного героя такі слова: «Перш за все встановимо, що отрут самих по собі не існує: медицина користується найсильнішими отрутами, але, якщо уміло застосовувати, вони перетворюються на рятівні ліки. Проте пам'ятайте: у маленькій дозі – це ліки, у великій дозі – отрута». Чому порушуються процеси обміну речовин і перетворення енергії? Процеси обміну речовин і перетворення енергії можуть бути порушені, коли організм не має доступу до необхідних поживних речовин. Коли організм не отримує достатньо поживних речовин, він не може ефективно розщеплювати та перетворювати їжу в енергію, що призводить до порушення метаболічного процесу. Крім того, надлишок деяких поживних речовин може призвести до порушення обміну речовин, оскільки організм не в змозі їх ефективно переробляти. Наприклад, надлишок простих вуглеводів може призвести до порушення енергетичного обміну, оскільки організм не здатний досить швидко перетворювати їх в енергію.

ДІЯЛЬНІСТЬ Застосуйте знання і визначте причини вказаних порушень. Заповніть у робочому зошиті таблицю та обґрунтуйте зв’язок між кількістю елементів чи речовин, що надходять в організм, та порушеннями метаболізму.

shkola.in.ua

Метаболічні порушення виникають, коли організм не в змозі ефективно переробляти певні поживні речовини, або коли є дисбаланс поживних речовин, що надходять в організм. Наприклад, коли організм не в змозі належним чином переробляти вуглеводи, це може призвести до діабету, або коли в раціоні занадто багато жиру, це може призвести до ожиріння. Крім того, якщо організм не отримує достатньо певних необхідних елементів, наприклад заліза, це може призвести до анемії. Ці елементи або речовини повинні бути ретельно збалансовані, щоб організм правильно їх переробляв, а будь-який дисбаланс може призвести до порушення обміну речовин. Характерними ознаками низької якості води є запах хлору, жовтуватий колір, «металевий» присмак, утворення плівок на поверхні, зміна кольору овочів і фруктів під час відварювання. Якими є способи очищення води в домашніх умовах?

Існує кілька методів очищення води в домашніх умовах, включаючи кип'ятіння, фільтрацію, дистиляцію і хімічну обробку. Кип'ятіння є основним і найефективнішим методом очищення води, оскільки воно вбиває більшість бактерій та інших мікроорганізмів. Фільтрування передбачає пропускання води через фільтр, який фізично видаляє домішки. Перегонка передбачає кип’ятіння води, а потім конденсацію

пари назад у рідку форму, що залишає багато домішок. Хімічна обробка передбачає використання хімічних речовин, таких як хлор або озон, для знищення бактерій та інших мікроорганізмів. Усі ці методи можна використовувати для очищення води вдома, але найефективніший метод залежатиме від якості води. СТАВЛЕННЯ

Упродовж багатьох століть історики вивчають причини занепаду Римської імперії. Зрозуміло, що не має простої й однозначної відповіді на те, що трапилося з могутньою в минулому цивілізацією. Однак є гіпотези, що отруєння сполуками Плюмбуму відіграло далеко не останню роль у занепаді Риму. Що таке сатурнізм? Як відбувалось отруєння сполуками Плюмбуму в стародавніх римлян?

Сатурнізм — це назва отруєння свинцем, яке було поширеним серед стародавніх римлян через те, що вони використовували свинець у різних аспектах свого повсякденного життя. Свинець використовувався у різноманітних продуктах, включаючи посудини для вина, посудини для приготування їжі, трубки та навіть косметику. Цей свинець потрапляв у їжу та напої римлян, що з часом призводило до отруєння свинцем. Симптоми сатурнізму включають сильний біль у животі, втому, головні болі, сплутаність свідомості та анемію. У крайніх випадках отруєння свинцем може спричинити параліч і навіть смерть. Отруєння свинцем, ймовірно, було одним із факторів, що сприяли занепаду Римської імперії, оскільки воно послабило б населення та зробило його більш уразливим до нападів. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке біоелементози?

Біоелементози — вид забруднення навколишнього середовища, викликаний накопиченням у навколишньому середовищі токсичних важких металів, таких як свинець, ртуть і кадмій. Цей тип забруднення є результатом діяльності людини, наприклад видобутку корисних копалин, спалювання викопного палива та виробництва промислових хімікатів. Біоелементози важких металів можуть спричинити низку проблем зі здоров’ям, від шкірних висипань до неврологічних ушкоджень і навіть раку. Всесвітня організація охорони здоров'я оголосила, що біоелементози важких металів є одним із десяти найбільших екологічних ризиків для здоров'я. Щоб зменшити цей ризик, уряди та промисловість повинні працювати разом, щоб зменшити кількість важких металів, які потрапляють у навколишнє середовище.

shkola.in.ua

2. Наведіть приклади хвороб, пов'язаних з надлишком або нестачею біоелементів. Захворювання, пов’язані з надлишком біоелементів, включають отруєння свинцем (сатурнізм), яке може викликати біль у животі, втому, головні болі, сплутаність свідомості та анемію, а також отруєння ртуттю, яке може спричинити шкірні висипання, неврологічні пошкодження та навіть рак. До захворювань, пов'язаних з нестачею біоелементів, відносяться залізодефіцитна анемія, яка виникає внаслідок нестачі заліза в організмі, і дефіцит цинку, який може призвести до порушення росту і розвитку.

3. Що таке біонеорганічні речовини? Біонеорганічні речовини — це хімічні сполуки, які містять як органічні, так і неорганічні елементи. Приклади біонеорганічних речовин включають білки, ферменти та інші органічні молекули, які містять такі метали, як залізо, цинк і мідь. Ці біонеорганічні речовини необхідні для функціонування всіх живих організмів, оскільки вони беруть участь у різноманітних метаболічних і біохімічних процесах.

Вони також важливі для розвитку та підтримки кісток, зубів, м’язів та інших тканин тіла. Крім того, біонеорганічні речовини, такі як залізо, цинк і мідь, необхідні для правильного функціонування імунної системи.

4. Наведіть приклади порушень обміну біонеорганічних речовин.

Приклади порушень метаболізму біонеорганічних речовин включають отруєння

свинцем, яке виникає, коли свинець накопичується в організмі через вплив таких джерел, як забруднена вода або фарба на основі свинцю; отруєння ртуттю, яке виникає, коли ртуть накопичується в організмі через вплив таких джерел, як заражена риба або промислові процеси; та отруєння кадмієм, яке виникає, коли кадмій накопичується в організмі через вплив таких джерел, як промислові процеси або спалювання викопного палива. Порушення метаболізму біонеорганічних речовин може призвести до ряду симптомів, включаючи втому, нудоту, біль у животі, сплутаність свідомості та анемію. У крайніх випадках ці речовини можуть викликати параліч і навіть смерть. 5. Що таке питна вода?

Питна вода – це безпечна для пиття вода, що зазвичай означає, що вона не містить шкідливих домішок і забруднюючих речовин. Він придатний для споживання людиною і зазвичай отримується з муніципальних систем водопостачання, приватних колодязів або природних джерел, таких як річки та озера. Водопровідна вода є найпоширенішою формою питної води, але вода в пляшках і фільтрована вода також є популярними виборами. Питна вода необхідна для підтримки доброго здоров’я, оскільки вона допомагає зволожувати організм і забезпечує життєво важливі поживні речовини.

6. Назвіть основні показники якісної питної води. Основними показниками якісної питної води є: прозорість, запах, смак, колір, pH, загальна кількість розчинених твердих речовин, мікробне забруднення. Прозорість означає, що вода вільна від зважених часток та інших забруднень. Запах і смак повинні бути приємними і не містити сторонніх запахів і присмаків. Колір повинен бути чистим і без зміни кольору. pH повинен бути нейтральним або злегка лужним. Загальний вміст розчинених твердих речовин має бути низьким, а мікробне забруднення має бути відсутнім або мати низький рівень. Ці показники використовуються для оцінки безпеки та якості питної води.

7. Які хвороби пов’язані з порушенням вмісту хімічних елементів в організмі людини?

shkola.in.ua

До захворювань, пов'язаних з порушенням вмісту хімічних елементів в організмі людини, відносяться отруєння свинцем, отруєння ртуттю, отруєння кадмієм. Отруєння свинцем може викликати біль у животі, втому, головний біль, сплутаність свідомості та анемію. Отруєння ртуттю може викликати висипання на шкірі, неврологічні ушкодження і навіть рак. Отруєння кадмієм може призвести до пошкодження нирок, легенів, пошкодження кісток та інших проблем зі здоров’ям. Крім того, нестача певних елементів, таких як залізо, цинк і мідь, може призвести до залізодефіцитної анемії, дефіциту цинку та інших проблем зі здоров’ям. 8. Які хвороби людини пов’язані з нестачею або надлишком неорганічних сполук?

Нестача неорганічних сполук може призвести до певних проблем зі здоров’ям, таких як анемія, зоб або дефіцит йоду. Надлишок неорганічних сполук може призвести до токсичності важких металів, що може спричинити низку проблем зі здоров’ям,

включаючи неврологічні пошкодження, пошкодження нирок, анемію та навіть рак. Крім того, тривалий вплив сполук, що містять миш’як, пов’язують із певними типами раку, включаючи рак сечового міхура, легенів і шкіри.

9. Яке значення якості питної води для підтримання здоров’я людини?

Якість питної води має важливе значення для збереження здоров’я людини.

Забруднена вода може викликати широкий спектр проблем зі здоров'ям, включаючи шлунково-кишкові захворювання, неврологічні розлади і навіть рак. Погана якість води також може призвести до дефіциту поживних речовин, оскільки певні мінерали та вітаміни можуть бути видалені з води під час процесу очищення. Крім того, вживання забрудненої води може вплинути на імунну систему, роблячи людей більш сприйнятливими до хвороб та інфекцій. Тому важливо, щоб вода, яку ми споживаємо, була найвищої якості.

10. На конкретних прикладах обґрунтуйте зв'язок між кількістю елементів або речовин і порушеннями метаболізму. Метаболічні розлади спричинені порушенням здатності організму обробляти та перетворювати в енергію такі молекули, як білки, вуглеводи та ліпіди. Певні елементи і речовини можуть суттєво впливати на обмінні процеси, що призводить до порушення обміну речовин. Наприклад, дефіцит заліза може призвести до анемії, яка є порушенням обміну речовин. Дефіцит важливого мінералу йоду може викликати зоб, а надлишок натрію може спричинити гіпертонію. Крім того, дефіцит деяких вітамінів, таких як вітамін D і вітамін B12, може призвести до метаболічних розладів. Тому важливо переконатися, що організм має достатній рівень цих основних елементів і речовин, щоб підтримувати належне метаболічне здоров’я. § 30. Раціональне харчування – основа нормального обміну речовин

Пригадайте!

Що таке живлення?

Живлення в біології - це процес, за допомогою якого організми отримують і споживають енергію та поживні речовини, щоб підтримувати себе. Це важлива частина життєвого циклу для всіх живих істот, оскільки всі організми потребують енергії та поживних речовин, щоб вижити та розмножуватися. Різні організми мають різні стратегії живлення: від м’ясоїдних тварин, які полюють на свою здобич, до травоїдних, які споживають рослини, до падальщиків і паразитів. Харчування є важливою частиною енергетичного циклу, який рухає мережу життя на Землі, і має важливе значення для виживання всіх видів.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Все популярнішими стають у науці дослідження метаболому людини, тобто всієї сукупності відносно невеликих молекул-метаболітів, що функціонують у клітинах організму. У 2004 р. в Канаді стартував міжнародний проект «Метаболом людини» (Human Metabolome Project). На сьогодні науковці вже охарактеризували 2500 метаболітів, 1200 лікарських препаратів і 3500 харчових компонентів, що їх знайдено в організмі людини. Яке значення цих досліджень для здоров’я людини? Дослідження людського метаболома є важливими для здоров’я людини, оскільки вони допомагають краще зрозуміти складність людського тіла та те, як воно переробляє та метаболізує різні молекули. Це може допомогти в діагностиці захворювань, а також у

розробці лікування та терапії. Крім того, ці дослідження можуть допомогти визначити потенційні біомаркери захворювань, а також дати розуміння впливу факторів навколишнього середовища на здоров’я людини. Розуміючи шляхи метаболічних процесів, вчені можуть отримати уявлення про те, як різні речовини взаємодіють з організмом і як їх можна використовувати для покращення здоров’я.

СТАВЛЕННЯ Англійська абревіатура DASH (розшифровується як Dietary Approaches to Stop Hypertension) означає «Харчові підходи для протидії гіпертензії». Доведено, що ця вегетаріанська дієта ефективно знижує масу, рівень холестерину, а також зменшує ризик декількох типів раку, серцево-судинних захворювань, інсульту, серцевої недостатності, ішемічної хвороби серця, утворення ниркових каменів, діабету. Застосуйте знання рекомендацій щодо раціонального харчування та оцініть переваги й недоліки вегетаріанської дієти.

Дієта DASH — це вегетаріанська дієта, ефективність якої доведена у зниженні ваги, рівня холестерину та ризику кількох видів раку, серцево-судинних захворювань, інсульту, серцевої недостатності, ішемічної хвороби серця, утворення каменів у нирках і діабету. Дієта зосереджена на зниженні споживання натрію, збільшенні фруктів, овочів і цільного зерна, а також на зменшенні оброблених харчових продуктів, насичених і трансжирів, доданого цукру та алкоголю. Переваги вегетаріанської дієти включають низький рівень холестерину, знижений ризик серцевих захворювань, кращий контроль ваги та більше споживання основних поживних речовин, таких як вітаміни, мінерали та харчові волокна. Це також пов’язано зі зниженням ризику діабету 2 типу та деяких видів раку. Недоліки вегетаріанської дієти включають потенційну нестачу деяких основних поживних речовин, таких як залізо, вітамін B-12 і цинк, а також підвищений ризик розвитку харчових розладів. Важливо стежити за тим, щоб вегетаріанська дієта була збалансованою та містила різноманітні продукти для забезпечення повноцінного харчування.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке раціональне харчування?

Раціональне харчування - це підхід до здорового харчування, який орієнтований на якість і кількість споживаної їжі, а не просто на підрахунок калорій. Він наголошує на важливості споживання збалансованої дієти з правильним співвідношенням вуглеводів, білків, жирів, вітамінів і мінералів для підтримки оптимального здоров’я. Раціональне харчування також враховує спосіб життя, вік і цілі здоров’я людини, а також її культурні, релігійні та особисті харчові переваги. Крім того, це заохочує до уважного харчування та перешкоджає емоційному харчуванню, коли люди їдять не з голоду, а з інших причин. Раціональне харчування базується на принципі раціонального та цілеспрямованого прийому їжі для підтримки загального здоров’я та благополуччя.

shkola.in.ua

2. Назвіть основні принципи раціонального харчування. Основними принципами раціонального харчування є: збалансоване харчування, що включає різноманітні продукти з усіх груп продуктів. Їжте помірковано та контролюйте розмір порцій. Їжте у відповідь на сигнали голоду, а не через емоції чи нудьгу. Харчування переважно цільними, необробленими продуктами. Обмеження додавання цукру, солі та нездорових жирів. Зосередження на насичених поживними речовинами продуктах, які забезпечують найбільшу поживну користь при найменшій

кількості калорій. Вживання великої кількості води. Пам’ятайте про вплив вибору їжі на загальний стан здоров’я та самопочуття.

3. Що таке енергетичний баланс людини?

Енергетичний баланс людини - це різниця між енергією, яку людина отримує з їжею, та енергією, яку людина використовує під час фізичної активності та функцій організму. Якщо споживана енергія перевищує споживану, то людина набирає вагу. Якщо споживана енергія менша, ніж споживана, то людина худне. Важливо

підтримувати здоровий енергетичний баланс, щоб підтримувати здорову вагу тіла. 4. Назвіть основні методи вимірювання енергетичних витрат людини.

Основними методами вимірювання енерговитрат людини є непряма калориметрія, подвійно маркована вода та монітори активності. Непряма калориметрія вимірює швидкість споживання кисню та утворення вуглекислого газу, щоб оцінити енергетичні витрати людини. Подвійно позначена вода – це метод, який використовується для вимірювання швидкості обороту води в організмі, який можна використовувати для оцінки витрат енергії. Монітори активності вимірюють рівень фізичної активності та можуть використовуватися для оцінки витрат енергії протягом певного періоду часу. 5. Наведіть приклади хвороб, причиною яких є надлишок поживних речовин. Захворювання, спричинені надлишком поживних речовин, можуть включати ожиріння, високий кров’яний тиск, хвороби серця, інсульт та неінфекційні захворювання. Крім того, надмірна кількість поживних речовин може призвести до цвітіння водоростей і води з низьким вмістом кисню (гіпоксичної), що може вбити рибу та морську траву та зменшити основні місця проживання риби. Вживання алкоголю також може спричинити захворювання, втручаючись у стан харчування людини, яка п’є. 6. Наведіть приклади хвороб, причиною яких є нестача поживних речовин. До захворювань, викликаних нестачею поживних речовин, можна віднести анемію, цингу, авітаміноз, рахіт, квашиоркор, пелагра, зоб. Анемія - це стан, викликаний нестачею заліза, необхідного для виробництва гемоглобіну. Цинга виникає через нестачу вітаміну С, який необхідний для утворення колагену. Авітаміноз викликається нестачею тіаміну (вітаміну В1), який необхідний для нормальної роботи нервової системи та м’язів. Рахіт виникає через нестачу вітаміну D і кальцію, необхідних для формування здорових кісток. Квашіоркор викликаний нестачею білка, необхідного для росту організму та відновлення тканин. Пелагра викликається нестачею ніацину (вітаміну В3), необхідного для метаболізму білків і вуглеводів. Зоб виникає через нестачу йоду, необхідного для вироблення гормонів щитовидної залози.

shkola.in.ua

7. Чому раціональне харчування є основою нормального обміну речовин? Раціональне харчування є основою нормального обміну речовин, оскільки воно забезпечує організм необхідними поживними речовинами та енергією, необхідними для здійснення фізіологічних процесів. Збалансована дієта з правильними пропорціями білків, вуглеводів, жирів, вітамінів, мінералів та інших поживних речовин необхідна організму для отримання необхідної енергії та для створення та відновлення тканин. Без збалансованої дієти організм не зможе підтримувати нормальні метаболічні процеси, що призводить до різних проблем зі здоров’ям. 8. Як визначається енергетичний баланс організму людини? Енергетичний баланс людського організму визначається різницею між кількістю отриманої енергії (через їжу та напої) та кількістю енергії, витраченої (через фізичну

активність, ріст та інші щоденні дії). Енергетичний баланс досягається, коли вхід (тобто, споживання енергії з їжею) дорівнює виходу (тобто, витрата енергії). Це означає, що якщо людина споживає більше енергії, ніж витрачає, вона набирає вагу, а якщо витрачає більше енергії, ніж споживає, вона худне. 9. Які наслідки нестачі чи надлишку поживних речовин в організмі людини? Нестача основних поживних речовин в організмі людини може призвести до низки проблем зі здоров’ям, таких як анемія, втома, ослаблення імунної системи та навіть відмова органів. З іншого боку, надлишок певних поживних речовин також може бути шкідливим і призвести до ожиріння, високого кров'яного тиску та інших проблем зі здоров'ям. Важливо підтримувати збалансовану дієту та отримувати потрібну кількість поживних речовин, щоб забезпечити оптимальне здоров’я та благополуччя. 10. Оцініть значення раціонального харчування як основу нормального обміну речовин.

Раціональне харчування є важливою складовою підтримки нормального обміну речовин, оскільки воно сприяє забезпеченню організму необхідними поживними речовинами та енергією, необхідними для нормального функціонування. Правильне харчування передбачає збалансоване та різноманітне харчування, що включає всі основні групи продуктів, а також споживання потрібної кількості макроелементів, таких як білки, жири та вуглеводи. Раціональне харчування допомагає забезпечити організму необхідну енергію та поживні речовини для здійснення всіх метаболічних процесів, таких як ріст і відновлення, травлення і всмоктування, а також виробництво енергії. Відсутність правильного харчування може призвести до різноманітних

проблем зі здоров’ям, включаючи анемію, втому, ослаблену імунну систему та навіть органну недостатність. Тому для підтримки нормального обміну речовин необхідно стежити за раціональним харчуванням.

§ 31. Негативний вплив на обмін речовин чужорідних сполук та їх знешкодження в організмі людини Пригадайте!

Що таке обмін речовин? Метаболізм — це процес, за допомогою якого організм перетворює їжу та напої на енергію. Під час цього процесу калорії в їжі та напоях змішуються з киснем, щоб вивільнити енергію, необхідну нашому організму для функціонування. Потім ця енергія використовується для живлення всіх наших тілесних функцій, включаючи дихання, кровообіг, перетравлення їжі та навіть зростання. Метаболізм також допомагає регулювати температуру тіла, масу тіла та рівень енергії.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть висновок про участь систем органів у захисті організму людини від ксенобіотиків. Можна зробити висновок, що системи органів є важливими для захисту організму людини від ксенобіотиків. Сюди входить печінка, яка відповідає за метаболізм і виведення багатьох ксенобіотиків, а також кишкова мікробіота, яка може модифікувати ксенобіотики та захищати організм від окисного пошкодження та хронічних захворювань [1]. Крім того, дані свідчать про те, що ксенобіотики можуть поглинатися різними органами тіла, такими як легені, шкіра та шлунково-кишковий тракт, і можуть викликати токсичні ефекти. Тому важливо вжити заходів для зменшення впливу ксенобіотиків, щоб захистити організм людини.

Нікотинова кислота (ніацин, вітамін B3, вітамін PP, антипелагрічний вітамін) –водорозчинний вітамін, який має настільки корисні властивості, що офіційна медицина прирівнює його до ліків. Яке значення вітаміна РР в обміні речовин? Назвіть харчові продукти, що містять вітамін РР. Нікотинова кислота (вітамін В3, також відомий як ніацин або вітамін РР) є важливою поживною речовиною для організму. Він бере участь у ряді метаболічних процесів, включаючи виробництво енергії, синтез жирних кислот і метаболізм вуглеводів і білків. Вітамін РР також важливий для виробництва статевих гормонів, еритроцитів та інших необхідних біологічних молекул. Вітамін РР міститься в різних харчових

продуктах, включаючи м’ясо, рибу, птицю, цільні зерна, горіхи та бобові. Іншими джерелами вітаміну РР є яйця, молочні продукти та збагачені каші. СТАВЛЕННЯ

Хліб у харчовому раціоні людини посідає особливе місце. Дієтологи радять дорослій людині упродовж дня з’їдати близько 150 – 200 г житнього й 150 – 200 г пшеничного хліба. Визначте переваги і недоліки вживання житнього хліба та обґрунтуйте значення цього хліба для нормального обміну речовин. Житній хліб має ряд переваг перед пшеничним. По-перше, житній хліб є хорошим джерелом харчових волокон, які можуть сприяти здоровому травленню та регулярності. Крім того, житній хліб є хорошим джерелом складних вуглеводів, які забезпечують постійну енергію протягом дня. Також житній хліб багатий на вітаміни групи В, які важливі для підтримки нормального обміну речовин. З іншого боку, житній хліб зазвичай містить менше калорій, ніж пшеничний, тому він може не давати достатньо енергії для підтримки активного способу життя. Крім того, житній хліб має більш насичений смак, ніж пшеничний, що може бути не таким привабливим для деяких людей. Загалом житній хліб є чудовим джерелом харчових волокон, складних вуглеводів і вітамінів групи В, що робить його важливою частиною здорового харчування. Вміст клітковини сприяє здоровому травленню, а складні вуглеводи забезпечують стійку енергію. Крім того, вітаміни групи В важливі для підтримки нормального обміну речовин.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке ксенобіотики?

Ксенобіотики — це хімічні речовини, що знаходяться в організмі, які не виробляються природним шляхом або не очікуються в організмі. Як правило, це синтетичні хімічні речовини, яких немає в природі, і зазвичай отримують із штучних джерел, таких як ліки, пестициди та забруднювачі. Ксенобіотики можуть потрапляти в організм через ковтання, вдихання або всмоктування через шкіру та метаболізуватися в організмі. Метаболізм ксенобіотиків є гомеостатичною захисною реакцією організму проти

біоактивних загарбників.

2. Наведіть приклади найшкідливіших ксенобіотиків.

shkola.in.ua

Найбільш шкідливі ксенобіотики включають канцерогени, такі як бензол і поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ), наркотики, такі як опіоїди та інші речовини, що викликають залежність, забруднювачі навколишнього середовища, такі як свинець і ртуть, харчові добавки, такі як глутамат натрію (MSG), вуглеводні, такі як бензин і дизельне паливо. паливо та пестициди, такі як органофосфати та карбамати. Ці ксенобіотики можуть мати широкий спектр несприятливих наслідків для здоров’я, від раку до порушення гормонального балансу, пошкодження нервової системи та ураження органів.

З. Що таке психоактивні речовини?

Психоактивні речовини — це речовини, які змінюють мозкову діяльність, що призводить до змін у сприйнятті, настрої, свідомості, когнітивних здібностях і поведінці. Приклади психоактивних речовин включають алкоголь, марихуану, кокаїн, опіоїди, галюциногени та стимулятори. Цими речовинами можна зловживати, це може призвести до залежності та інших шкідливих впливів на фізичне та психологічне здоров’я користувача.

4. Наведіть приклади психоактивних речовин. Приклади психоактивних речовин включають алкоголь, марихуану, кокаїн, опіоїди, галюциногени та стимулятори. Цими речовинами можна зловживати, це може призвести до залежності та інших шкідливих впливів на фізичне та психологічне здоров’я користувача.

5. Що таке біотрансформація?

Біотрансформація - це процес, за допомогою якого ксенобіотик, такий як ліки, пестицид або забруднювач, хімічно змінюється різними системами організму, такими як печінка. Цей процес дозволяє організму детоксикувати чужорідну речовину та полегшити її виведення. Біотрансформація є важливою частиною природної системи захисту організму від токсичних речовин. 6. Назвіть дві основні фази біотрансформації ксенобіотиків в організмі людини. Двома основними фазами біотрансформації ксенобіотиків в організмі людини є фаза I та фаза II метаболізму. На першій фазі метаболізму ксенобіотики окислюються, відновлюються або гідролізуються для підвищення їх розчинності у воді, що полегшує їх виведення. У Фазі II метаболізму ксенобіотики кон’югуються з ендогенними речовинами, такими як глюкуронова кислота, сульфат або гліцин, а потім виводяться. 7. У чому полягає негативний вплив ксенобіотиків на організм людини? Ксенобіотики можуть мати широкий спектр негативного впливу на організм людини. Деякі ксенобіотики, такі як ліки, забруднювачі навколишнього середовища та харчові добавки, можуть викликати рак, порушувати гормональний баланс, пошкоджувати нервову систему та призводити до пошкодження органів. Інші ксенобіотики, такі як пестициди, можуть впливати на навколишнє середовище та бути токсичними для людини, якщо їх проковтнути у достатньо великих кількостях. Крім того, деякі ксенобіотики, такі як алкоголь і психоактивні речовини, можуть викликати звикання та інші шкідливі наслідки для фізичного та психологічного здоров’я споживача.

shkola.in.ua

8. У чому полягає негативний вплив на обмін речовин психоактивних речовин? Негативний вплив психоактивних речовин на метаболізм може включати збільшення частоти серцевих скорочень і артеріального тиску, підвищення ризику інсульту та інфаркту, а також підвищення ризику залежності. Крім того, психоактивні речовини можуть погіршити здатність судити та спонукати користувачів приймати неправильні рішення, що може призвести до ризику для здоров’я та навіть смерті. Тривале вживання психоактивних речовин також може призвести до проблем із фізичним і психічним здоров’ям, включаючи депресію, тривогу, втрату пам’яті та підвищений ризик розвитку деяких видів раку. 9. Як відбувається знешкодження ксенобітиків в організмі людини? Ксенобіотики в організмі людини зазвичай нейтралізуються в печінці шляхом біотрансформації. Біотрансформація включає окислення, відновлення, гідроліз, гідратацію, кон’югацію, конденсацію або ізомеризацію ксенобіотика з метою підвищення його розчинності у воді, щоб він міг легше виводитися з організму. Під

час біотрансформації ксенобіотик модифікується або кон’югується з ендогенними молекулами, такими як глюкуронова кислота, сульфат або гліцин, для підвищення

його розчинності у воді.

10. Обґрунтуйте значення різних фізіологічних систем організму людини для

захисту від ксенобіотиків. Різні фізіологічні системи людського організму, такі як шкіра, шлунково-кишковий тракт і печінка, необхідні для захисту від ксенобіотиків. Шкіра діє як бар’єр для запобігання проникненню шкідливих ксенобіотиків, тоді як шлунково-кишковий тракт може допомогти зменшити всмоктування ксенобіотиків, що може обмежити кількість ксенобіотиків, які потрапляють у кров. Печінка є основним органом, відповідальним за біотрансформацію, яка допомагає детоксикувати та виводити ксенобіотики з організму. Біотрансформація є важливою для виведення ксенобіотиків, оскільки вона допомагає розщеплювати ксенобіотики на більш дрібні, більш розчинні у воді молекули, які можуть бути легше виведені. Таким чином, різні фізіологічні системи організму людини відіграють важливу роль у захисті від ксенобіотиків.

§ 32. Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму в організмі людини Пригадайте!

Що таке обмін речовин і перетворення енергії? Метаболізм - це процес, за допомогою якого живі організми перетворюють енергію, що міститься в їжі, в енергію, яку можуть використовувати їх клітини. Це перетворення енергії досягається розщепленням молекул їжі на менші молекули, а потім використанням енергії цих молекул для створення молекул АТФ, які є основним джерелом енергії для клітин. Перетворення енергії - це процес, за допомогою якого енергія з однієї форми перетворюється в іншу. У разі метаболізму енергія з їжі перетворюється на молекули АТФ, які потім можуть бути використані для різноманітних клітинних процесів.

Поміркуйте!

Хто по-справжньому щирий з нами, відданий нам і любить нас, хто приносить радість і дарує теплоту, рятує від самотності і заліковує душевні рани? Ну, звичайно ж, наші тварини, наші вдячні й вірні друзі, у яких всім нам варто багато чого повчитися. Ось лише декілька наукових фактів про позитивний вплив домашніх тварин на людину: знижують вірогідність проявів алергії, підвищують самооцінку, зміцнюють імунітет, позбавляють від негативних емоцій тощо. А ще які чинники впливають на організм людини та її обмін речовин?

shkola.in.ua

Окрім позитивного впливу домашніх тварин на здоров’я людини, є й інші фактори, які можуть впливати на обмін речовин і загальний стан здоров’я людини. До них належать дієта та спосіб життя, фізична активність, рівень стресу, генетика та фактори навколишнього середовища. Збалансоване харчування, достатньо фізичних вправ, уникнення стресу та підтримання чистоти навколишнього середовища – все це важливо для міцного здоров’я та здорового метаболізму. Крім того, деякі вітаміни та мінерали, такі як вітамін D, вітамін B і жирні кислоти Омега-3, необхідні для правильного метаболізму та загального здоров’я. Нарешті, достатній сон також важливий для здорового метаболізму та загального здоров’я. ДІЯЛЬНІСТЬ Організм людини має такі рівні організації, як молекулярний, клітинний, рівень органів, системний, організмовий. Наведіть приклади фізичних, хімічних чи

фізіологічних процесів обміну речовин, що відбуваються на кожному із цих рівнів органцізації організму людини. Заповніть у робочому зошиті таблицю та сформулюйте висновок.

На молекулярному рівні метаболізм складається з хімічних реакцій, таких як окислення, гідроліз і фосфорилювання, які включають розщеплення та синтез молекул для вивільнення та накопичення енергії. На клітинному рівні метаболізм включає розпад і синтез молекул для генерації енергії та виробництва біомолекул, таких як білки, вуглеводи та ліпіди. На рівні органів метаболізм включає координацію та регуляцію клітинних процесів, щоб забезпечити належне функціонування органів і систем. На системному рівні метаболізм передбачає інтеграцію систем органів з метою підтримки гомеостазу та підтримки функцій усього організму. На рівні організму метаболізм включає підтримку енергетичного балансу шляхом споживання їжі, витрат енергії та накопичення енергії. Підсумовуючи, метаболізм - це складний процес, що включає різноманітні фізичні, хімічні та фізіологічні процеси, які відбуваються на всіх рівнях людського організму. Ці процеси координуються для забезпечення ефективного та ефективного функціонування організму та його органів. Макс Рубнер (1854–1932) – німецький фізіолог, сформулював закон поверхні тіла, який відображає залежність між інтенсивністю обміну речовин та площею тіла. В основі цього закону лежить суто фізичне явище видалення внутрішньої теплової енергії будь-якого тіла через його поверхню. В чому сутність закону поверхні тіла? Які фізичні процеси забезпечують тепловіддачу в організмі людини? Закон поверхні тіла, сформульований Максом Рубнером у 1854 році, стверджує, що інтенсивність метаболізму (швидкість, з якою організм використовує енергію) пропорційна площі поверхні тіла. Цей закон заснований на фізичному принципі теплообміну, згідно з яким тепло відводиться від тіла через поверхневий шар шкіри. До фізичних процесів, що забезпечують теплообмін в організмі людини, відносяться випромінювання, конвекція і теплопровідність. Випромінювання — це передача тепла через електромагнітні хвилі, конвекція — це передача тепла через рух рідини або газу, а кондукція — це передача тепла через прямий контакт між двома об’єктами. Ці процеси працюють разом, щоб підтримувати постійну температуру тіла та забезпечити безперебійний перебіг метаболічних процесів в організмі. СТАВЛЕННЯ Як показали дослідження, інтенсивність обміну речовин у спринтерів у забігах на 100 м становить 22 кВт, а в марафонців (на 42 км 195 м) – 1,6 кВт, що майже в 13 разів менше (іл. 80). Визначте й поясніть: 1) який чинник впливає на обмін речовин у цьому прикладі; 2) чому чим довшою є дистанція бігу, тим нижчим є рівень метаболізму в бігуна; 3) чому тіло спринтера мускулисте, а марафонця –навпаки.

shkola.in.ua

1) Фактором, який впливає на метаболізм у цьому прикладі, є дистанція гонки. Для спринтера гонка зазвичай набагато коротша, тому інтенсивність обміну речовин набагато вища. Для марафонця забіг набагато довший, а інтенсивність обміну речовин значно нижча. 2) Чим довша дистанція бігу, тим нижча швидкість метаболізму бігуна, тому що тілу потрібно менше енергії, щоб підтримувати себе протягом тривалого періоду часу. Це пояснюється тим, що організм пристосувався зберігати енергію протягом тривалого періоду часу. 3) Тіло спринтера м’язисте, тому що їм потрібно генерувати велику силу та потужність за короткий проміжок часу. Це вимагає від тіла великої м’язової маси та сили. З іншого боку, тіло марафонця навпаки, тому що їм

потрібно підтримувати свою активність протягом набагато більш тривалого періоду часу. Це вимагає від тіла більшої витривалості та витривалості, що досягається меншою м’язовою масою та більш ефективним використанням енергії.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке чинники обміну речовин?

Метаболічні фактори — це біохімічні процеси в організмі, які визначають, наскільки ефективно організм використовує енергію. Вони включають розщеплення їжі на енергію (катаболізм), накопичення енергії (анаболізм) і використання енергії (метаболізм). Метаболічні фактори також включають гормони, ферменти та інші речовини, які впливають на те, як організм використовує енергію. Ці фактори можуть впливати на те, наскільки швидко організм може використовувати енергію, наскільки ефективно він може накопичувати енергію та як швидко він може виробляти енергію. 2. Назвіть групи чинників, що впливають на обмін речовин. Групи факторів, які впливають на метаболізм, включають генетику, дієту та харчування, фізичну активність, гормони, вік і ліки. Генетичні фактори можуть відігравати певну роль у тому, як організм переробляє та використовує їжу. Дієта та харчування можуть впливати на те, скільки енергії потрібно організму та як вона використовується. Фізична активність може вплинути на те, як швидко організм генерує та використовує енергію. Гормони можуть впливати на те, як організм зберігає та використовує енергію. Вік може впливати на метаболізм, оскільки метаболізм організму сповільнюється з віком. Нарешті, ліки можуть впливати на метаболізм, оскільки деякі ліки можуть перешкоджати здатності організму переробляти та використовувати їжу. 3. Наведіть приклади зовнішніх й внутрішніх чинників обміну речовин. До зовнішніх факторів обміну речовин належать дієта, фізична активність, температура, стрес. Внутрішні фактори метаболізму включають гормони, ферменти, генетичну схильність і вік. Приклади зовнішніх факторів включають споживання дієти з високим вмістом вуглеводів, фізичну активність і вплив високих температур. Приклади внутрішніх факторів включають гормони інсулін і глюкагон, фермент ліпазу, генетичну схильність до ожиріння та вікові зміни метаболізму.

4. Що таке регуляція обміну речовин?

shkola.in.ua

Регуляція метаболізму — це процес, за допомогою якого організм регулює швидкість, з якою він використовує енергію з їжі для забезпечення своїх різноманітних функцій. У цьому процесі беруть участь гормони, ферменти та інші речовини, які впливають на те, як організм використовує енергію. Регуляція обміну речовин важлива для підтримки енергетичного балансу організму та забезпечення організму достатньою кількістю енергії для виконання своїх щоденних функцій. На регуляцію метаболізму можуть впливати як внутрішні, так і зовнішні фактори, такі як генетика, дієта та харчування, фізична активність, гормони, вік і ліки. 5. Назвіть основні типи регуляції обміну речовин та енергії. Основними видами обміну речовин і регуляції енергії є катаболізм, анаболізм і термогенез. Катаболізм — це розпад складних молекул на простіші, що призводить

виділення енергії. Анаболізм є протилежністю катаболізму, коли прості молекули поєднуються, утворюючи більш складні молекули, що вимагає енергії. Термогенез — це виробництво тепла з енергії, яка допомагає тілу підтримувати температуру. Інші типи метаболізму та регуляції енергії включають глюконеогенез, глікогеноліз, ліполіз і мітохондріальне дихання.

6. Наведіть приклади нервової й гуморальної регуляції обміну речовин. Нервова регуляція обміну речовин включає в себе надсилання мозком сигналів тілу про збільшення або зниження обміну речовин. Прикладом цього є коли тіло тремтить, щоб створити тепло у відповідь на холодне середовище. Гуморальна регуляція обміну речовин - це процес, за допомогою якого гормони регулюють обмін речовин.

Прикладами цього є такі гормони, як інсулін і глюкагон, які регулюють здатність організму зберігати та використовувати енергію з їжі. Крім того, такі гормони, як кортизол і адреналін, можуть впливати на метаболізм, прискорюючи частоту серцевих скорочень і дихання, що може призвести до збільшення витрат енергії.

7. Які чинники впливають на обмін речовин й перетворення енергії в організмі людини?

Фактори, що впливають на метаболізм і перетворення енергії в організмі людини, включають вік, генетику, дієту, фізичну активність, гормони, ліки та фактори навколишнього середовища. Вік може впливати на метаболізм, оскільки метаболізм організму сповільнюється з віком. Генетика може відігравати певну роль у тому, як організм переробляє та використовує їжу. Дієта та харчування можуть впливати на те, скільки енергії потрібно організму та як вона використовується. Фізична активність може вплинути на те, як швидко організм генерує та використовує енергію. Гормони можуть впливати на те, як організм зберігає та використовує енергію. Ліки можуть впливати на метаболізм, оскільки деякі ліки можуть перешкоджати здатності організму переробляти та використовувати їжу. Фактори навколишнього середовища, такі як температура та стрес, також можуть впливати на обмін речовин.

8. Як регулюється обмін речовин в організмі людини? Обмін речовин в організмі людини регулюється гормонами, ферментами та іншими речовинами, які впливають на те, як організм використовує енергію. Такі гормони, як інсулін, глюкагон і кортизол, беруть участь у регуляції глюкози, а такі гормони, як адреналін і гормон росту, впливають на обмін речовин в організмі. Такі ферменти, як ліпаза та амілаза, беруть участь у розщепленні їжі на простіші молекули, які потім можуть бути використані для забезпечення енергією. Крім того, добовий ритм організму, сон і фізична активність також можуть впливати на обмін речовин. 9. Як відбувається нервова й гуморальна регуляція обміну речовин? Нервова регуляція метаболізму включає в себе мозок, який посилає тілу сигнали про збільшення або зниження метаболізму. Це можна зробити завдяки дії гормонів, нейромедіаторів та інших речовин. Гуморальна регуляція обміну речовин - це процес, за допомогою якого гормони регулюють обмін речовин. Такі гормони, як інсулін, глюкагон, кортизол, адреналін і гормон росту, можуть впливати на те, як організм зберігає та використовує енергію. Крім того, такі ферменти, як ліпаза та амілаза, беруть участь у розщепленні їжі на простіші молекули, які потім можуть використовуватися для забезпечення енергією.

shkola.in.ua

10. Які фізичні, хімічні та фізіологічні процеси становлять основу обміну речовин, енергії та інформації? Фізичні, хімічні та фізіологічні процеси складають основу обміну речовин, тобто перетворення речовин, енергії та інформації в придатні для використання форми. Фізичні процеси включають рух і перетворення молекул, наприклад, розщеплення їжі на прості молекули, які можна використовувати як енергію. Хімічні процеси включають хімічні реакції молекул, такі як окислення глюкози в енергію. У фізіологічних процесах беруть участь органи та системи організму, наприклад травна

система, яка розщеплює їжу на менші молекули. Усі три ці процеси необхідні для метаболізму та для того, щоб організм використовував і накопичував енергію.

Узагальнення теми 2. Обмін речовин і перетворення

Тест 3. Обмін речовин і перетворення енергії

енергії

1. Розщеплення органічних речовин гумусу під дією ферментів з клітин грибів

прикладом:

Б) катаболізму.

2. Який із мікроелементів бере участь в утворенні вітаміну В12? А) Кобальт..

3. Укажіть нітрогеновмісну основу рибонуклеотидів, якої немає в ДНК. Г) урацил.

4. Укажіть рослину-напівпаразита, для якої характерне автотрофне й гетеротрофне живлення. Б) омела біла

5. Укажіть умову, від якої не залежить активність травних ферментів.

В) pH середовища

6. Установіть відповідність між групою біомолекул та представниками.

А) 3

Б) 1

В) 4

Г) 2

7. Установіть відповідність між процесами обміну речовин та структурами еукаріотичної клітини, що їх здійснюють.

А) 5

Б) 3

В) 2

Г) 1

7. Укажіть ознаки, що характеризують зображений орган дорослої людини.

А) 4.

Б) 1.

В) 2.

Тема 3. Спадковість і мінливість

§ 33. Основні поняття генетики Пригадайте!

Що таке генетика?

shkola.in.ua

Генетика — це наукове вивчення генів і спадковості або того, як певні якості чи риси передаються від батьків нащадкам в результаті генетичної інформації, яку вони успадковують від своїх батьків. Гени - це ділянки ДНК, які несуть інструкції для розвитку та функціонування живих організмів. Генетика вивчає, як ці гени передаються від одного покоління до наступного, і як вони можуть бути змінені або впливати на них факторами навколишнього середовища. Також розглядається, як гени можна використовувати для діагностики, профілактики та лікування певних захворювань. Поміркуйте!

Аналіз фрагментів ДНК давніх кішок, чиї залишки знаходили в єгипетських

пірамідах, підтвердив, що сучасні породи домашніх кішок походять від одного

підвидів кішки дикої (Felis silvestris), а саме від дикої лівійської кішки (Felis silvestris lybica), ареал якої охоплює північну Африку й південно-західну Азію. Одомашнення почалося ще в неоліті. У такий спосіб палеогенетика допомагає

зрозуміти еволюцію органічного світу. А яке значення інших розділів сучасної генетики?

Сучасна генетика має широкий спектр застосувань і значення. Окрім розуміння еволюції органічного світу, сучасна генетика використовується для вивчення причин генетичних захворювань, для розробки нових методів лікування та терапії, а також для покращення сільськогосподарських культур, худоби та інших організмів. Генетичні дослідження також використовуються для розуміння складної взаємодії між генами, що може допомогти нам розробити персоналізовані методи лікування різних станів, а також передбачити індивідуальну реакцію на різні ліки та методи лікування. Генетика також може бути використана для визначення джерела хвороби чи інфекції та запобігання її поширенню. Нарешті, генетику можна використовувати для відстеження поширення певного гена чи ознаки в популяції, що може допомогти нам краще зрозуміти, як організми еволюціонують і адаптуються з часом. ДІЯЛЬНІСТЬ

Визначте основні символи генетики і запишіть у робочі зошити. Поясніть символи, що їх використано на ілюстрації схеми моногібридного схрещування. Генетика — це наукове дослідження спадковості або того, як певні риси передаються від батьків нащадкам. Основними символами, які використовуються в генетиці, є букви та символи, які представляють алелі, гени та хромосоми. На ілюстрації схеми моногібридного схрещування літери P і p використовуються для позначення алелів, які є альтернативними формами гена. Велика літера P використовується для позначення домінантного алеля, тоді як мала буква p використовується для позначення рецесивного алеля. Символ «x» використовується для позначення хреста, тоді як символ « » використовується для позначення відсутності алеля.

Перекладіть текст і підготуйте повідомлення про Вільгельма Йогансена.

«Wilhelm Johannsen (1857–1927) was a Danish botanist, plant physiologist, and geneticist. He is best known for coining the terms gene, phenotype and genotype, and for his 1903 "pure lin" experiments in genetics. The terms ‘genotype’, ‘phenotype’ and ‘gene’ originally had a different meaning from that in the Modern Synthesis. These terms were coined in the first decade of the twentieth century by the Danish plant physiologist Wilhelm Johannsen. His bean selection experiment and his theoretical analysis of the difference between genotype and phenotype were important inputs to the formation of genetics as a well-defined special discipline».

«Вільгельм Йоганнсен (1857–1927) — датський ботанік, фізіолог рослин і генетик. Він найбільш відомий тим, що ввів терміни ген, фенотип і генотип, а також своїми експериментами з генетики «чистої лінії» 1903 року. Терміни «генотип», «фенотип» і «ген» спочатку мали інше значення, ніж у Сучасному синтезі. Ці терміни були введені в перше десятиліття двадцятого століття датським фізіологом рослин Вільгельмом Йогансеном. Його експеримент із селекції квасолі та його теоретичний аналіз різниці між генотипом і фенотипом були важливим внеском у формування генетики як чітко визначеної спеціальної дисципліни».

Вільгельм Йогансен був данським вченим і генетиком, відомим своєю новаторською роботою в галузі генетики. Йому приписують відкриття генетичної основи спадковості та розробку менделівської системи спадковості. Йогансен був професором біології в Берлінському університеті і проводив обширні дослідження генетичного складу рослин і тварин. Він також був прихильником євгеніки, практики поліпшення

генетичного складу популяції шляхом селекційного розведення. Дослідження Йогансена були зосереджені на генетичній основі спадковості та передачі генетичних

ознак від одного покоління до іншого. Він був першим, хто визначив роль хромосом у передачі генетичного матеріалу, і використав свої відкриття для розробки менделівської системи успадкування. Крім того, він був першим, хто виявив вплив рентгенівського випромінювання на гени, і використав ці знання для розробки методів генної інженерії та модифікації генів. Окрім своєї наукової роботи, Йогансен був рішучим прихильником євгеніки, яку він бачив як спосіб покращити генетичний склад популяцій шляхом селекційного розведення. Його погляди були дуже суперечливими, а його робота не була широко прийнята в науковому співтоваристві. Тим не менш, дослідження й теорії Йогансена мали великий вплив і залишаються ключовою частиною галузі генетики сьогодні. РЕЗУЛЬТАТ 1. Що вивчає генетика?

Генетика — наукове вивчення генів, спадковості та мінливості організмів. Він пов’язаний з тим, як ознаки передаються від батьків до нащадків, генетичною основою різних ознак і роллю генів у розвитку та функціонуванні організмів. Генетика також вивчає, як генетичні мутації можуть спричинити захворювання, і як ці захворювання можна запобігти або лікувати.

2. Назвіть основні розділи сучасної генетики. Основними розділами сучасної генетики є генетика Менделя, популяційна генетика і молекулярна генетика. Менделівська генетика зосереджується на моделях успадкування та передачі генетичної інформації від одного покоління до наступного. Популяційна генетика фокусується на характеристиках популяцій [1], таких як генетична мінливість, мутація та відбір. Молекулярна генетика фокусується на структурі, функції та експресії генів на молекулярному рівні. 3. Назвіть галузі діяльності людини, для яких генетика має найбільше значення. Генетика має найбільше значення в галузі медицини, сільського господарства та судової експертизи. У медицині генетика допомагає ідентифікувати, діагностувати та лікувати певні спадкові захворювання, а також зрозуміти, як гени та навколишнє середовище взаємодіють, викликаючи захворювання. У сільському господарстві генетика допомагає підвищити врожайність, стійкість до шкідників та інші бажані властивості. У криміналістиці генетика допомагає ідентифікувати людей і пов’язувати їх із місцем злочину. Крім того, генетика відіграє важливу роль у розведенні тварин, еволюційній біології та біотехнології.

shkola.in.ua

4. Що таке спадковість?

Спадковість — це передача генетичної інформації від батьків до нащадків. Це процес, за допомогою якого генетичні властивості, характеристики та риси передаються від одного покоління до наступного. Спадковість є основою біологічної спадковості та є процесом, за допомогою якого риси та характеристики передаються з покоління в покоління.

5. Що таке мінливість?

Мінливість у біології відноситься до відмінностей у характеристиках і рисах організмів у межах виду. Мінливість може бути спричинена генетичними мутаціями, факторами навколишнього середовища та такими процесами, як природний відбір і генетичний дрейф. Мінливість може бути корисною, оскільки вона допомагає видам адаптуватися до мінливого середовища та може збільшити шанси на еволюційний

успіх. Однак це також може бути шкідливим, оскільки може збільшити ймовірність генетичних розладів та інших проблем зі здоров’ям.

6. Що таке ген і фен?

Ген і фен — терміни, які використовуються в генетиці для опису зв’язку між геном і його експресією. Ген — це сегмент ДНК, який кодує певну рису або характеристику, тоді як фен відноситься до конкретної експресії цього гена в індивіда чи популяції.

Фен визначається навколишнім середовищем та іншими факторами, і його можна використовувати для розуміння природи успадкування та ролі середовища у впливі на експресію генів.

7. Які основні розділи сучасної генетики? Основні розділи сучасної генетики включають менделівську генетику — вчення про спадковість, засноване на роботах Грегора Менделя; молекулярна генетика, яка вивчає молекулярну структуру генів і способи їх передачі; і популяційна генетика, яка вивчає, як генетичні варіації розподіляються між популяціями. 8. Яке значення генетики в практичній діяльності людини? Важливість генетики в практичній діяльності людини полягає в її здатності давати уявлення про те, як успадковуються риси та хвороби, як діагностувати та лікувати генетичні захворювання та як оптимізувати здоров’я та працездатність людини. Генетика також має важливе застосування в таких сферах, як сільське господарство, судова експертиза та біотехнологія. Розуміння генетичної основи ознак і хвороб може допомогти лікарям і дослідникам ефективніше діагностувати, прогнозувати та лікувати захворювання. Це також може допомогти фермерам і сільськогосподарським вченим вирощувати культури, які є більш стійкими до шкідників і хвороб, і створювати нові продукти харчування з підвищеною поживною цінністю. Крім того, генетику можна використовувати для ідентифікації осіб під час судово-медичних розслідувань і тестування на батьківство. Крім того, генетичні дослідження призвели до розвитку генної інженерії, яка допомогла створити нові ліки та методи лікування та проклала шлях до персоналізованої медицини.

9. Чому генетика є наукою?

Генетика — це наука, оскільки вона вивчає, як успадковуються ознаки. Він заснований

shkola.in.ua

на науковому методі, який передбачає проведення спостережень, формування гіпотез і перевірку цих гіпотез за допомогою експериментів. Генетика з часом прогресувала з появою нових технологій і досліджень, і тепер вона є основною частиною біології та медицини. Генетика дозволила нам краще зрозуміти, як успадковуються ознаки, а також розробити методи запобігання та лікування генетичних захворювань. Це також дозволило нам вирощувати нові культури та худобу з покращеними характеристиками. Генетику використовували для визначення генетичних маркерів захворювань, що допомогло нам розробити методи лікування різноманітних генетичних захворювань, таких як кістозний фіброз, хвороба Гентінгтона та багатьох інших. 10. Чому спадковість й мінливість є фундаментальними властивостями живого?

Спадковість і мінливість є основними властивостями живих істот, оскільки саме вони дозволяють передавати ознаки від покоління до покоління. Спадковість — це передача ознак від батьків до нащадків, тоді як мінливість — це зміна цих ознак у популяції. Це важливо, оскільки це дозволяє адаптацію та еволюцію, оскільки риси, які є найбільш корисними для виживання організму, будуть передані наступному поколінню, тоді як риси, які є шкідливими, будуть менш імовірними. Спадковість і мінливість також мають важливе значення для розвитку нових видів, оскільки вони дозволяють появі

нових ознак і появі нових видів.

§ 34. Закономірності спадковості. I та II закони Менделя

Пригадайте!

Що таке схрещування?

Схрещування — це, наприклад, процес спарювання двох тварин різних порід, різновидів або популяцій з метою отримання потомства з бажаними рисами. Схрещування можна використовувати для збільшення генетичної різноманітності

стада, посилення певних ознак і створення гібридів із бажаними характеристиками. Схрещування також використовується для створення нових порід і різновидів тварин, таких як лабрадудль, гібрид лабрадора-ретривера і пуделя. Поміркуйте!

shkola.in.ua

Горох посівний (Pisum sativum) – однорічна трав’яниста рослина родини Бобові, що часто слугує об’єктом наукових досліджень. Горох посівний став найдавнішим модельним організмом у генетиці, його використовують в екології для вивчення можливостей рослин щодо пошуку води, здатності використовувати звуки для росту в напрямку води, у космічній біології для дослідження росту в умовах невагомості та ін. Які особливості гороху посівного як модельного організму? Горох (Pisum sativum) використовувався як модельний організм у різноманітних галузях науки завдяки його невеликому розміру, простоті вирощування та тому факту, що він є однією з найдавніших одомашнених рослин. Як модельний організм горох є вигідним, оскільки він самозапилюється, тобто його можна використовувати для вивчення генетичної спадковості та її впливу на фенотип. Крім того, горох має короткий життєвий цикл, що робить його ідеальним для вивчення еволюційних процесів за короткий проміжок часу. Крім того, горох є ідеальним модельним організмом для вивчення впливу умов навколишнього середовища, таких як температура, наявність води та тип ґрунту. Нарешті, горох відносно легко генетично модифікувати, що робить його ідеальним для вивчення функції генів. ДІЯЛЬНІСТЬ Розв’язування типових вправ з генетики. Моногібридне схрещування Вправа 1. У разі схрещування чистої лінії мишей з коричневою шерстю з чистою лінією мишей із сірою шерстю отримують нащадків з коричневою шерстю. Від схрещування F1 отримують коричневих і сірих мишей у співвідношенні 3 : 1. Поясніть результати схрещувань. Коричневе хутро у мишей є результатом домінантного алеля, тоді як сіре хутро є результатом рецесивного алеля. Це означає, що коли чисту лінію мишей із коричневою шерстю схрещують із чистою лінією мишей із сірою шерстю, усе потомство матиме домінантний алель для коричневої шерсті, а отже, у всіх буде коричневе хутро. Співвідношення коричневого до сірого хутра 3:1 у схрещуванні F1

пояснюється тим, що деякі миші мають гомозиготний домінантний генотип (BB), тоді як деякі мають гетерозиготний генотип (Bb). Гомозиготні домінантні миші завжди матимуть коричневе хутро, тоді як гетерозиготні миші матимуть 50-50 шансів мати або коричневе, або сіре хутро. Вправа 2. Наявність пігменту у волоссі людини домінує над альбінізмом. Чоловік і дружина – гетерозиготні за пігментацією волосся. Чи можливе народження в них дитини з альбінізмом?

Так, у чоловіка та дружини, які обоє гетерозиготні за пігментацією волосся, може народитися дитина з альбінізмом. Це пов’язано з тим, що навіть якщо пігмент є домінантним, наявність рецесивного алеля все ще може виражатися у фенотипі потомства. У цьому випадку батьки мають 25% шансів народити дитину з альбінізмом, оскільки кожен з батьків вносить один рецесивний алель, який може бути виражений у дитини. Вправа 3. У людини вміння володіти переважно правою рукою – домінантна ознака, лівою – рецесивна. Чоловік-правша, мати якого була лівшею, одружився з жінкою-правшею, батько якої лівша. Яка ймовірність народження дитинилівші?

Ймовірність

народження

ліворукої дитини в цій ситуації становить 25%. Це пояснюється тим, що чоловік і жінка обидва правші, але вони обидва несуть рецесивний алель ліворукості. Оскільки вони обидва несуть рецесивний алель, вони мають 25% шансів передати його своїй дитині і таким чином народити лівшу. Вправа 4. При схрещуванні чорного півня з білою куркою всі курчата були строкатими. В другому поколінні отримано: 24 строкатих, 12 чорних і 10 білих. Яким буде потомство від схрещування: а) строкатих курей з чорними півнями; б) строкатого півня з білою куркою? а) При схрещуванні строкатої курки з чорним півнем потомство буде сумішшю строкатих, чорно-білих курей. Це пояснюється тим, що строкаті кури гетерозиготні, тобто вони мають як домінантні, так і рецесивні алелі забарвлення. Нащадки матимуть 50/50 шансів успадкувати або домінантний, або рецесивний алель, що призведе до поєднання кольорів. б) При схрещуванні строкатого півня з білою куркою потомство буде сумішшю строкатих і білих курочок. Це тому, що строкатий півень є гомозиготним, тобто має дві копії одного алеля. Біла курка гомозиготна рецесивна, тобто має дві копії рецесивного алеля. В результаті у потомства буде тільки

домінантний алель, в результаті чого вийде суміш строкатих і білих курей. Вправа 5. Червоноквіткову форму нічної красуні схрестили з білоквітковою. Яким буде потомство від схрещування гібридів першого покоління з білоквітковою рослиною у разі неповного домінування? Потомство від схрещування гібридів першого покоління з білоквітковою рослиною при неповному домінуванні буде сумішшю червоноквіткових, білоквіткових і рожевоквіткових рослин. Це пояснюється тим, що неповне домінування відбувається, коли жоден алель не є повністю домінантним, тобто фенотип потомства буде сумішшю двох алелів. При цьому червоноквіткова форма є домінантним алелем, а білоквіткова — рецесивним. Таким чином, нащадки матимуть суміш обох рослин, у результаті чого одні рослини мають червоні квіти, деякі рослини з білими квітками

Якщо батько має групу крові I, а мати має групу крові III, а мати є гетерозиготною за ознакою, їхні діти можуть мати групу крові I або III. Це пояснюється тим, що батько має обидва алелі I і O, тоді як мати має обидва алелі I і II. Коли вони розмножуються, кожна дитина отримає один із цих алелів від матері та один від батька, тому можливі комбінації I та I, I та II та II та II, які призводять до групи крові I або групи крові. III. СТАВЛЕННЯ

У свій час професор ботаніки з Мюнхена К. Негелі порадив Г. Менделю

повторити досліди на інших видах. Мендель шанобливо погодився з цим. Але у дослідах на нечуйвітрі, а згодом і на бджолах Г. Мендель не отримав підтвердження відкритих ним фундаментальних законів спадковості. Поясніть, чому.

Експерименти, які Мендель проводив із вітровкою та бджолами, не підтвердили його основні закони спадковості, оскільки ці організми не дотримувалися тих самих моделей успадкування, що й рослини гороху, які він вивчав. Наприклад, вітровка не продемонструвала закон сегрегації Менделя, який стверджує, що дві копії одного гена розділяються, коли утворюються гамети, і що кожна гамета міститиме лише одну з двох копій гена. Крім того, бджоли не продемонстрували закон Менделя про незалежний асортимент, який стверджує, що гени, розташовані в різних хромосомах, сортуються незалежно один від одного під час утворення гамет. Таким чином, експерименти Менделя з вітровкою та бджолами не підтвердили його законів спадковості, оскільки ці організми не дотримувалися тих самих моделей успадкування, що й рослини гороху, які він вивчав. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке гібридологічний метод?

Гібридологічний метод - це техніка, яка використовується для вивчення успадкування ознак в організмах. Він заснований на принципах менделівської спадковості та передбачає схрещування різних організмів із відомими ознаками, а потім аналіз нащадків на наявність спадкових ознак. Цей метод використовується для виявлення генетичної основи ознак і вивчення закономірностей успадкування цих ознак. Він також використовується для ідентифікації подій рекомбінації та вивчення впливу взаємодії генів на спадковість.

2. Назвіть переваги гороху посівного як об’єкта генетичних досліджень. До переваг гороху польового як об’єкта генетичних досліджень можна віднести

shkola.in.ua

наступне: польовий горох має короткий життєвий цикл, що робить його ідеальним для експериментів, які вимагають вивчення кількох поколінь протягом короткого періоду часу. Польовий горох легко вирощувати та потребує мінімум місця, що робить його ідеальним для експериментів, які потребують великої кількості рослин. Польовий горох самозапильний, що полегшує вивчення закономірностей його успадкування. Польовий горох демонструє широкий спектр фенотипів, що робить його чудовим для вивчення генетичної основи різних ознак. Польовий горох має велику кількість хромосом, що робить його ідеальним для вивчення впливу хромосомних мутацій на різні ознаки.

3. Сформулюйте перший закон Менделя. Перший закон Менделя, також відомий як закон сегрегації, стверджує, що коли у двох батьків з різними версіями гена (алелей) є діти, кожна дитина матиме 50% шансів успадкувати один із двох алелів. Цей закон поширюється на всі організми, включаючи людину, і є основою генетики Менделя.

4. У чому суть другого закону Менделя? Другий закон Менделя, також відомий як закон незалежного асортименту, стверджує, що гени, розташовані в різних хромосомах, сортуються незалежно один від одного під час утворення гамет. Це означає, що алелі генів, розташовані в різних хромосомах, не впливають на успадкування один одного, і що кожна гамета має однакові шанси

містити будь-який алель гена. Цей закон поширюється на всі організми, включаючи людину, і є основою генетики Менделя.

5. Назвіть основні взаємодії алельних генів. Основні взаємодії алельних генів включають домінування та рецесивність, кодомінування, неповне домінування та епістаз. Домінантність і рецесивність відноситься до відносної експресії алелей в гені. При кодомінуванні обидва алелі гена виражаються у фенотипі одночасно. При неповному домінуванні фенотип демонструє характеристики обох алелей. Епістаз виникає, коли експресія одного гена впливає на експресію іншого гена. 7. Завдяки чому Г. Мендель досяг успіхів у дослідженні успадкування ознак? Мендель досяг успіху у вивченні успадкування ознак завдяки ретельним спостереженням і експериментам. Він був першим, хто систематично вивчав успадкування ознак в організмах шляхом схрещування різних рослин і аналізу нащадків на наявність спадкових ознак. Він використовував цей метод для визначення генетичної основи ознак і вивчення закономірностей успадкування цих ознак. Він також зміг ідентифікувати події рекомбінації та вивчити вплив взаємодії генів на спадковість.

8. Як відбувається успадкування ознак при моногібридному схрещуванні особин? При моногібридному схрещуванні особин успадкування ознак відбувається за законом сегрегації Менделя. Цей закон стверджує, що кожне потомство отримає один алель від кожного з батьків для певної ознаки, і що два алелі розділяться під час утворення гамет, так що кожна гамета міститиме лише один алель для цієї ознаки. Цей закон поширюється на всі організми, включаючи людину, і є основою генетики Менделя. 9. Якими є основні взаємодії алельних генів? Алельні гени взаємодіють різними способами. Одним із найпоширеніших є епістаз, який виникає, коли присутність одного гена впливає на експресію іншого гена. Цей тип взаємодії може призвести до різноманітних фенотипів, таких як домінантне придушення, надмірне домінування та недомінування. Крім того, алельні гени можуть взаємодіяти різними способами з точки зору регуляції генів. Наприклад, коли два алелі одного гена присутні в одній особині, вони можуть взаємодіяти, регулюючи експресію генів у феномені, що називається алельними або цис-регуляторними взаємодіями. У

деяких випадках алельні гени також можуть взаємодіяти, впливаючи на експресію

інших генів у феномені, відомому як трансрегуляторні або трансалельні взаємодії. 10. Чому закони Менделя мають статистичний характер? Закони спадковості Менделя є статистичними за своєю природою, оскільки вони описують очікуване співвідношення певних ознак, які будуть успадковані від одного покоління до наступного. Ці закони засновані на тому факті, що гени успадковуються незалежно один від одного і що кожен нащадок має рівні шанси успадкувати певний ген від кожного з батьків. Це призводить до передбачуваної статистичної моделі успадкування, яку закони Менделя можуть точно передбачити.

§ 35. Закономірності спадковості. Закон чистоти гамет. III закон Менделя Вступна вправа Що таке дигібридне схрещування?

Дигібридне схрещування — це експеримент зі спаровування двох організмів, які є ідентичними гібридами за двома ознаками. У цьому експерименті фенотипи двох генів відслідковуються шляхом спарювання особин, що несуть різні алелі для кожного гена. Результатом є фенотипове співвідношення 9:3:3:1, яке є класичним менделівським

співвідношенням для дигібридного схрещування. Це співвідношення є результатом того, що алелі двох різних генів незалежно об’єднуються в гамети.

Поміркуйте!

Перекладіть з англійської мови, зіставте поняття генетики з визначеннями та

отримайте назву міста, в якому на посаді абата Августинського монастиря

працював Г. Мендель.

Г. Мендель працював абатом августинського монастиря в Брно, Чехія. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Розв’язування типових вправ з генетики. Дигібридне схрещування Вправа 1. У людини ген кароокості домінує над геном блакитноокості, а вміння володіти правою рукою – над ліворукістю. Ці пари генів розміщені в різних хромосомах. Якими будуть діти, якщо: 1) мати гетерозиготна за обома ознаками, а батько – блакитноокий лівша; 2) мати блакитноока й гетерозиготна за праворукістю, а батько – лівша й гетерозиготний за кольором очей? У першому сценарії мати гетерозиготна за обома ознаками, тобто вона має як домінантний, так і рецесивний алелі для кольору очей і праворукості. Батько блакитноокий і лівша, тобто має два рецесивних алелі. Оскільки мати має домінантний і рецесивний алель, діти матимуть 50% шанс отримати або домінантний, або рецесивний алель. Оскільки у батька два рецесивних алелі, усі діти будуть блакитноокими і лівшами. У другому сценарії мати блакитноока і гетерозиготна за правшою, тобто вона має домінантний алель для кольору очей і домінантний і рецесивний алель для праворукості. Батько лівша і гетерозиготний за кольором очей, тобто він має два рецесивні алелі для кольору очей і домінантний і рецесивний алелі для правшості. У цьому випадку діти матимуть 25% шансів бути блакитноокими і правшами, 25% шансів бути кароокими і правшами, 25% шансів бути блакитноокими і лівшами, і 25% шанс бути карооким і лівшею. Вправа 2. Нормальні крила й червоні очі у дрозофіли – домінантні прояви ознак, відсутність крил і білоокість – рецесивні. Дигетерозиготну самку схрестили з гомозиготним безкрилим червонооким самцем. У першому поколінні дістали 320 особин. Скільки з них теоретично може бути: 1) білооких самок з нормальними крилами; 2) червонооких особин з нормальними крилами? Якщо припустити, що нормальні крила та червоні очі у дрозофіли є домінантними ознаками, відсутність крил і білі очі є рецесивними, тоді теоретично може бути 160 білооких самок із нормальними крилами (320 * 0,5) і 160 червонооких особин із нормальними крилами (320 * 0,5). Вправа 3. У суниць плоди можуть бути червоними (А), білими (а) або рожевими (Аа), а чашечка – нормальною (В), листкоподібною (b) і проміжною (Вb). Схрестили між собою рослини з рожевими плодами й проміжною чашечкою. Яка частина потомства матиме: 1) червоні плоди й нормальну чашечку; 2) рожеві плоди й проміжну чашечку?

У суниці плоди можуть бути червоними (А), білими (а) або рожевими (Аа), а чашечка - звичайною (B), листоподібною (b) і проміжною (Bb). Коли рослини з рожевими плодами та проміжною чашечкою схрещуються одна з одною, нащадки матимуть 25% ймовірність мати червоні плоди та нормальну чашечку та 25% ймовірність мати рожеві плоди та проміжну чашечку. Це пояснюється тим, що комбінація червоних плодів і звичайної чашечки вимагає, щоб обидва батьки мали домінантні алелі для обох ознак, тоді як комбінація рожевих плодів і проміжної чашечки вимагає, щоб

батьки мали один домінантний і один рецесивний алелі для кожної ознаки. Вправа 4. Самка шимпанзе має І групу крові за системою АВ0 та нормальну пігментацію, а у самця IV група крові й альбінізм. Яка вірогідність народження нащадків: 1) з ІІ групою крові й альбінізмом (самка гетерозиготна за ознакою пігментації); 2) з ІІІ групою крові й нормальною пігментацією (самка гомозиготна за ознакою пігментації)? Імовірність народження потомства з групою крові II і альбінізмом становить 25%, якщо припустити, що самка шимпанзе гетерозиготна за пігментацією (Аа). Імовірність мати потомство з групою крові III і нормальною пігментацією становить 50%, якщо припустити, що самка шимпанзе гомозиготна за пігментацією (AA). СТАВЛЕННЯ Латиниця – абетка латинської мови, що історично є відгалуженням етруської абетки, яка, в свою чергу, постала з грецької. Виникнення латинської абетки датують VII ст. до н. е. Літерами латиниці в генетиці позначають батьківські особини, дочірні особини, гамети, прояви ознак та ін. Запишіть літери сучасної латинської абетки, вкажіть їхню назву та розкодуйте відомий вираз Сенеки, який у перекладі з латини звучить як: «Навчаючи, ми самі вчимося». === Сучасний латинський алфавіт містить такі літери: A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U , V, W, X, Y, Z. Вираз «Docendo Discimus» Сенеки перекладається як «Навчаючи, ми самі вчимося».

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке закон чистоти гамет?

Закон чистоти гамет, також відомий як закон сегрегації, стверджує, що під час утворення гамет два алелі для даного гена розділяються, так що кожна гамета містить лише один алель. Це означає, що кожна гамета є чистою і несе лише один алель для кожного гена. Цей закон вперше був запропонований Грегором Менделем у середині 1800-х років і є фундаментальним принципом генетики.

shkola.in.ua

2. Назвіть основну умову дії закону чистоти гамет. Головною умовою закону чистоти гамет є те, що кожна гамета буде містити тільки один алель для кожного гена. Це означає, що під час утворення гамет два алелі для даного гена розділяться, так що кожна гамета містить лише один алель. Цей закон вперше був запропонований Грегором Менделем у середині 1800-х років і є фундаментальним принципом генетики.

3. Що таке закон незалежного успадкування ознак? Закон незалежного успадкування ознак, також відомий як другий закон Менделя, стверджує, що алелі двох різних генів будуть розділятися на гамети незалежно один від одного [1]. Це означає, що кожна гамета міститиме випадковий набір алелів, і алелі не будуть відсортовані в певному порядку. Цей закон також був запропонований Грегором Менделем у середині 1800-х років і є важливим принципом генетики.

4. Як розташовуються алельні гени у випадку незалежного успадкування ознак? При незалежному успадкуванні ознак алельні гени розташовуються окремо в кожній гаметі. Під час утворення гамет алелі двох різних генів відокремлюються незалежно один від одного, так що кожна гамета містить випадкову комбінацію алелів. Це означає, що кожна гамета міститиме різні комбінації алелів з двох різних генів, і алелі не будуть відсортовані в певному порядку. Цей закон був запропонований Грегором Менделем у середині 1800-х років і є важливим принципом генетики.

5. У якому році було сформульовано закони Менделя?

Закони Менделя були сформульовані в середині 1800-х років. Австрійському вченому Грегору Менделю приписують формулювання законів спадковості та принципів генетики. Він запропонував закони сегрегації та незалежного сортименту в 1865 році, і його робота була пізніше повторно відкрита та високо оцінена на початку 1900-х років.

6. Назвіть чотири закономірності, що є основою класичної генетики. Чотири закони, які є основою класичної генетики, це закон сегрегації, закон незалежного асортименту, закон домінування та закон одиничних ознак. Закон сегрегації стверджує, що під час утворення гамет два алелі для даного гена розділяються, так що кожна гамета містить лише один алель. Закон незалежного асортименту стверджує, що алелі двох різних генів будуть розділятися на гамети незалежно один від одного [1]. Закон домінування стверджує, що деякі алелі є домінантними і будуть виражені над рецесивними алелями. А закон одиничних ознак стверджує, що кожен ген відповідає за передачу однієї ознаки. Ці чотири закони були запропоновані Грегором Менделем у середині 1800-х років і є фундаментальними принципами генетики. 7. У чому полягає значення закону чистоти гамет? Закон чистоти гамет або закон сегрегації — це науковий принцип, запропонований Грегором Менделем, який пояснює, як генетичні ознаки передаються від одного покоління до іншого. Відповідно до закону, коли два організми розмножуються, два алелі (або версії) гена випадковим чином поділяються на гамети (або репродуктивні клітини) під час утворення гамет, так що кожна гамета містить лише один алель для кожного гена. Це гарантує, що коли дві гамети з’єднуються під час запліднення, отримане потомство міститиме два алелі для кожного гена, які можуть бути однаковими або різними алелями. Закон чистоти гамет є однією з основ сучасної генетики і допомагає пояснити, чому одні ознаки проявляються в одних індивідів, а інші ні.

8. Як відбувається успадкування двох й більше ознак? Успадкування двох і більше ознак визначається законом незалежного сортименту.

shkola.in.ua

Відповідно до цього закону, під час утворення гамет алелі різних генів роз’єднуються випадковим чином і незалежно один від одного. Це означає, що кожна гамета отримує випадковий набір алелів з генів, які кодують дві або більше ознак. Коли дві гамети поєднуються під час запліднення, отримане потомство міститиме два алелі для кожного гена, які можуть бути однаковими або різними алелями. Ця випадкова комбінація алелів батьків призводить до варіацій у нащадків, що є основою для успадкування багатьох ознак.

9. Які основні положення теорії успадкування Менделя? Основні положення теорії спадковості Менделя полягають у тому, що один ген може мати дві різні версії (алелі) і що ці алелі можуть випадково відокремлюватися під час

утворення гамет. Крім того, коли дві гамети поєднуються під час запліднення, отримане потомство міститиме два алелі для кожного гена, які можуть бути однаковими або різними алелями. Ця випадкова комбінація алелів батьків призводить до варіацій у нащадків, що є основою для успадкування багатьох ознак. Мендель

також запропонував закон незалежного асортименту, який стверджує, що алелі різних генів розділяються незалежно один від одного під час утворення гамет. 10. Які цитологічні основи третього закону Менделя?

Цитологічною основою третього закону Менделя є те, що алелі різних генів відокремлюються незалежно один від одного під час утворення гамет. Це означає, що кожна гамета отримує випадковий набір алелів з генів, які кодують дві або більше ознак. Під час мейозу батьківська та материнська хромосоми розділяються, а алелі з ознаками поділяються на дві різні гамети. Ця випадкова комбінація алелів батьків призводить до варіацій у нащадків, що є основою для успадкування багатьох ознак. § 36. Гібридологічний аналіз: основні типи схрещувань

Пригадайте!

Що таке гібридологічний метод?

Гібридологічний метод — це метод вивчення спадковості та генетичних ознак. Він був розроблений Грегором Менделем у середині 19 століття і базувався на схрещуванні рослин з різними ознаками для спостереження за результатами в потомстві. Гібридологічний метод передбачає вивчення характеристик гібридного потомства, відомого як покоління F1, для визначення генетичної основи спостережуваних ознак.

Цей метод все ще використовується в сучасній генетиці сьогодні, хоча він був удосконалений і вдосконалений із впровадженням більш прогресивних методів і технологій.

Поміркуйте!

Аналіз – вивчення об'єкта дослідження як сукупності елементів, що утворюють систему. У наукових дослідженнях він передбачає оцінювання поведінки об'єкта як системи з усіма чинниками, що впливають на його функціонування. Цей метод широко застосовується в економіці, психології, медицині, біохімії, математиці тощо і навіть у журналістиці. Що ж таке гібридологічний аналіз?

shkola.in.ua

Гібридологічний аналіз — це процес вивчення характеристик і ознак гібридного потомства, відомого як покоління F1, для визначення генетичної основи спостережуваних ознак. Цей метод використовується в генетиці для вивчення спадковості і генетичних особливостей того чи іншого організму. Схрещуючи два організми з різними ознаками, гібридне потомство можна використовувати для спостереження за генетичною основою ознак, що вивчаються. Гібридологічний аналіз використовується для вивчення генетичної основи широкого спектру ознак, від фізичних характеристик до моделей поведінки. ДІЯЛЬНІСТЬ Проаналізуйте закономірності моногібридного схрещування і заповніть таблицю кількісної характеристики ди-, три- і полігібридних схрещувань. Моногібридне схрещування — це тип генетичного схрещування, при якому схрещують два організми з різними фенотипами або генотипами з метою вивчення успадкування однієї ознаки. У моногібридному схрещуванні два організми зазвичай

гомозиготними за ознакою, що вивчається, тобто вони обидва мають дві копії одного гена. При дигібридному схрещуванні два організми схрещуються для вивчення

успадкування двох окремих ознак. Організми, як правило, гомозиготні за обома ознаками, що вивчаються. Тригібридне схрещування — це тип генетичного схрещування, який вивчає успадкування трьох ознак, і організми зазвичай гомозиготні за всіма трьома ознаками. Полігібридне схрещування — це тип генетичного схрещування, який вивчає успадкування чотирьох або більше ознак, і організми зазвичай гомозиготні за всіма ознаками, що вивчаються. Таблиця кількісних характеристик ди-, три- та полігібридних схрещувань буде залежати від конкретних

ознак, які вивчаються. Як правило, чим більше ознак вивчається, тим складнішими стають моделі успадкування. Єдиної таблиці кількісних характеристик, застосовної

всіх ди-, три- та полігібридних схрещувань, немає. Розв’язування типових вправ з генетики

Вправа 1*. Які типи гамет утворюють організми з такими генотипами: а) ААВВСС; б) ААВВСс; в) АаВbCC; г) АaВbCc?

Для генотипу AABCC організм вироблятиме два типи гамет: AABCC і AaBBCc. Для генотипу AABBSs організм вироблятиме два типи гамет: AABBSs і AaBbSs. Для генотипу AaBbCC організм вироблятиме чотири типи гамет: AABCC, AaBBCc, AABbCC і AaBbCc. Нарешті, для генотипу AaBbCc організм вироблятиме вісім типів гамет: AABCC, AaBBCc, AABbCC, AaBbCc, AaBBCC, AABbCc, AaBbCC і AaBbCc. Вправа 2*. У гороху жовтий колір насіння (А) домінує над зеленим, гладка форма насіння (В) – над зморшкуватою, біб простої форми (С) – над бобом із перетяжками. Схрещено рослину АaВbсc із рослиною аabbCc. Визначте розщеплення в наступному поколінні за фенотипом.

У наступному поколінні буде чотири можливі фенотипи: жовті гладкі боби (AABBSC), зелені гладкі боби (aabbCC), жовті нитчасті боби (AaBbCc) і зелені нитчасті боби (aabbcc). Жовте забарвлення насіння і гладка форма насіння будуть домінуючими, а жиласта форма бобів буде рецесивною. Вправа 3*. Кароокий, темноволосий, резус-позитивний чоловік одружується з блакитноокою, світловолосою резус-негативною жінкою. Визначте ймовірність народження блакитноокої світловолосої дитини, якщо батько гетерозиготний за домінантними проявами ознак. Імовірність народження блакитноокої світловолосої дитини, якщо батько гетерозиготний за домінантними проявами ознак, становить 25%. Це пояснюється тим, що батько має один алель для карих очей і один алель для блакитних очей, а також один алель для темного волосся і один алель для світлого волосся. Оскільки ці алелі є домінантними, дитина матиме 25% шансів успадкувати блакитні очі та світле волосся від батька.

shkola.in.ua

Мічурін нахилився над молодою рослиною, замислений і сумний, наче лікар над хворою дитиною. – Ні! До персика нам, видно, ще далеко. Сашо, запиши: дикий мигдаль з культурним персиком не схрещується… Пошукаємо обхідних шляхів» (О. Довженко. Мічурін). І науковець знайшов цей шлях. Так з’явився в селекції рослин метод східчастого схрещування, або метод посередника, що його застосовують для подолання несхрещуваності видів. У чому полягає суть методу посередника?

Суть проміжного методу, також відомого як поетапне схрещування, полягає у використанні третього виду як посередника між двома видами, які не здатні схрещуватися. Вводячи в рівняння третій вид, можна схрестити два види, які раніше вважалися несумісними. Цей метод використовується для створення нових сортів

рослин шляхом поєднання ширшого діапазону ознак, ніж це було б можливо за допомогою традиційних методів селекції. Проміжний метод також можна використовувати для введення бажаних ознак у існуючі сорти рослин, таких як стійкість до хвороб або підвищена врожайність. СТАВЛЕННЯ У живий куточок діти принесли двох чорних морських свинок (Cavia porcellus), вважаючи їх чистопородними. Проте в наступному поколінні серед їх потомства з’явились білі свинки. Установіть генотипи цих свинок, якщо відомо, що чорне забарвлення домінує над білим. Висловіть судження щодо практичного значення знань про види схрещувань. Чорні морські свинки повинні були бути гомозиготними за чорним алелем (BB), а білі морські свинки — гетерозиготними за чорним алелем (Bb). Цей тип схрещування, відомий як моногібридне схрещування, є корисним інструментом для розуміння принципів спадковості та може допомогти передбачити ймовірні результати майбутніх схрещувань. Цей тип знань має велике практичне значення, оскільки може допомогти селекціонерам виробляти бажані риси у своїх тварин.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке гібридологічний аналіз? Гібридологічний аналіз — це метод вивчення спадкових ознак і закономірностей в організмах шляхом вивчення нащадків двох різних видів або схрещування різних ліній одного виду. Це включає в себе схрещування різних типів організмів, щоб спостерігати отримані ознаки в потомстві. Цей метод можна використовувати, щоб отримати уявлення про генетичний склад різних організмів і вплив різних генетичних комбінацій на фенотип нащадків. Гібридологічний аналіз є корисним інструментом для розуміння принципів спадковості та може допомогти передбачити ймовірні результати майбутніх схрещувань.

2. Назвіть основні галузі застосування гібридологічного аналізу. Основними сферами застосування

гібридологічного аналізу є сільське господарство, тваринництво, біомедичні дослідження. У сільському господарстві гібридологічний аналіз можна використовувати для виведення нових сортів сільськогосподарських культур, підвищення врожайності та впровадження нових ознак. У селекції тварин гібридологічний аналіз може бути використаний для створення нових порід, поліпшення існуючих порід і впровадження бажаних ознак. У біомедичних дослідженнях гібридологічний аналіз можна використовувати для вивчення генетичної основи захворювання та розробки нових методів лікування.

3. Що таке схрещування в генетиці?

shkola.in.ua

Схрещування в генетиці - це процес розведення двох різних різновидів виду з метою створення потомства з бажаними ознаками. Цей тип розведення часто використовується для поєднання найкращих характеристик обох батьківських сортів і може використовуватися для збільшення розміру, витривалості та інших бажаних рис нащадків. Схрещування також можна використовувати для впровадження нових ознак у популяцію або для збільшення генетичної різноманітності популяції. 4. Назвіть основні типи схрещувань.

Основні типи схрещувань включають моногібридне схрещування, дигібридне схрещування та тестове схрещування. Моногібридне схрещування передбачає схрещування двох організмів, які відрізняються лише однією ознакою. Дигібридне схрещування передбачає схрещування двох організмів, які відрізняються за двома

ознаками. Тестове схрещування передбачає схрещування організму з невідомим

генотипом з організмом відомого генотипу. 5. Що таке зворотні схрещування?

Зворотні схрещування — це тип схрещування, при якому нащадки схрещуються з однією з вихідних батьківських ліній. Таким чином, нащадки будуть містити деякі риси вихідного батька, але також міститиме деякі ознаки іншого батьківського штаму. Зворотні схрещування можна використовувати для впровадження нових ознак у

популяцію або для збільшення генетичної різноманітності популяції.

6. Що таке аналізуюче схрещування?

Аналітичне схрещування - це тип схрещування, який використовується для аналізу успадкування певної ознаки. Він передбачає схрещування двох організмів із відомими генотипами, а потім аналіз отриманого потомства для визначення генотипів батьків. Аналітичні схрещування можна використовувати, щоб визначити вплив різних генів на ознаку, визначити, які гени є домінантними, а які рецесивними, і отримати уявлення про генетичний склад різних організмів.

7. Які принципи й значення гібридологічного аналізу? Принципи та значення гібридологічного аналізу ґрунтуються на вивченні генетики та розумінні того, як ознаки успадковуються від батьківських організмів. Гібридологічний аналіз передбачає вивчення генетики різних організмів для визначення їхніх генотипів і впливу різних генів на певні ознаки. Цей тип аналізу можна використовувати для створення нових сортів сільськогосподарських культур, підвищення врожайності та впровадження нових ознак. Він також використовується для створення нових порід, покращення існуючих порід і впровадження бажаних ознак у розведення тварин. У біомедичних дослідженнях гібридологічний аналіз використовується для вивчення генетичної основи захворювання та розробки нових методів лікування.

8. Які типи схрещувань застосовують для гібридологічного аналізу? Гібридологічний аналіз зазвичай використовує моногібридне схрещування, дигібридне схрещування та тестове схрещування. Моногібридне схрещування передбачає схрещування двох організмів, що відрізняються лише за однією ознакою, дигібридне схрещування передбачає схрещування двох організмів, які відрізняються двома ознаками, а тестове схрещування передбачає схрещування організму з невідомим генотипом з організмом із відомим генотипом. Зворотні схрещування також іноді використовуються в гібридологічному аналізі, оскільки вони передбачають схрещування потомства з одним із вихідних батьківських штамів.

shkola.in.ua

9. Для чого в генетиці застосовують зворотні схрещування? Зворотне схрещування використовується в генетиці, оскільки воно дозволяє дослідникам вводити бажані риси в популяцію або збільшувати генетичне різноманіття популяції. Це включає в себе схрещування нащадка з одним із вихідних батьківських штамів, щоб нащадки містили деякі риси вихідного батька, але також містили деякі ознаки іншого батьківського штаму. Цю техніку можна використовувати для вибіркового розведення за певними бажаними ознаками, а також для впровадження нових ознак у популяцію. 10. На конкретному прикладі продемонструйте практичне значення знань про типи схрещувань. Практичним прикладом цінності знань про типи схрещувань є використання моногібридних, дигібридних і тестових схрещувань для аналізу моделей

успадкування. Моногібридне схрещування передбачає схрещування двох організмів, що відрізняються лише за однією ознакою, дигібридне схрещування передбачає

схрещування двох організмів, які відрізняються двома ознаками, а тестове

схрещування передбачає схрещування організму з невідомим генотипом з організмом із відомим генотипом. Цей тип аналізу можна використовувати, щоб визначити вплив різних генів на ознаку, визначити, які гени є домінантними, а які рецесивними, і отримати уявлення про генетичний склад різних

використовувати для створення нових сортів.

§ 37. Сучасні молекулярно-генетичні методи досліджень спадковості людини Пригадайте!

Що таке спадковість і мінливість? Спадковість — це міра варіативності ознаки чи характеристики, яка зумовлена генетичними факторами. Мінливість — це кількість варіацій у значеннях ознаки чи характеристики. Мінливість може бути викликана як генетичними факторами, так і факторами середовища. Спадковість можна виразити у відсотках, і це вказує на відсоток мінливості ознаки або характеристики, яка зумовлена генетичними факторами. Наприклад, ознака може мати спадковість на 50%, що означає, що 50% варіацій цієї ознаки зумовлено генетичними факторами, тоді як інші 50% зумовлені факторами середовища. Поміркуйте! Елементом сучасного дизайну житла досить часто стають генопортрети (зображення ДНК) мешканців, за допомогою яких підкреслюють особливості стилю оформлення. Що є основою неповторності таких портретів і чому вони індивідуальні? Генні портрети, також відомі як зображення ДНК, унікальні тим, що вони засновані

генетичному коді людини. Вони індивідуальні, оскільки немає двох людей з однаковим генетичним кодом, тобто кожен генний портрет унікальний для окремої людини. Генні портрети можна використовувати для підкреслення особливостей того чи іншого дизайнерського стилю, оскільки вони підкреслюють індивідуальність і неповторність особистості. Зображення створюються шляхом виділення послідовності ДНК особи та використання її для створення унікального шаблону, який відображає генетичну інформацію особи. Це дозволяє дизайнеру створити генний портрет, який відображає особистість та унікальність особистості, а також включає риси обраного стилю дизайну.

ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Метод «генетичних відбитків пальців», або фінгерпринтинг (від англ. fingerprinting – зняття відбитків пальців) – метод розрізнення індивідуумів за допомогою використання зразків їхніх ДНК. Перший варіант методу був розроблений А. Джеффресом у Лестерському університеті в 1985 р. «Золотим стандартом» на сьогодні вважається дослідження індивідуальності людини за допомогою поліморфних генетичних маркерів. Поясніть перспективи застосування генетичних маркерів на практиці. Використання генетичних маркерів, або відбитків пальців, має широкий спектр застосування на практиці. Його можна використовувати для ідентифікації осіб, визначення батьківства чи материнства, визначення спорідненості осіб і виявлення генетичних захворювань і розладів. Він також може бути використаний у

організмів. Його також можна

кримінальних розслідуваннях, для ідентифікації жертв стихійних лих і для прив’язки підозрюваних до злочинів. Крім того, генетичні відбитки пальців можна використовувати у вивченні еволюції та популяційної генетики, для визначення

спорідненості різних видів і для вивчення моделей міграції людських популяцій. Ці програми демонструють численні можливості та потенціал використання генетичних маркерів на практиці, що робить їх цінним і універсальним інструментом у багатьох різних сферах.

СТАВЛЕННЯ

Фредерік Сенгер (1918–2013) – британський біохімік, двічі лауреат Нобелівської

премії з хімії (в 1958 р. «за встановлення структур білків, особливо інсуліну» і 1980 р. – «за внесок щодо визначення послідовності основ у нуклеїнових кислотах»). У 1977 р. запропонував метод розкодування первинної структури ДНК, заснований на ферментативному синтезі високорадіоактивної комплементарної послідовності ДНК на однонитковій ДНК, що досліджується, як на матриці. Назвіть цей метод та оцініть його значення для медицини й дослідження спадковості людини. Фредерік Сенгер запропонував метод секвенування Сенгера для розшифровки первинної структури ДНК. Цей метод використовує ферментативний синтез високорадіоактивної комплементарної послідовності ДНК на одноланцюговій ДНК, яка потім використовується як матриця. Цей метод був революційним на той час і був першим методом, який дозволив секвенувати ДНК. Метод секвенування Сенгера має велике значення як для медицини, так і для вивчення спадковості людини. Це дозволило вченим секвенувати весь геном людини та виявити генетичні варіації між окремими особами, що важливо для вивчення людської спадковості. Крім того, це дозволило дослідникам ідентифікувати гени, пов’язані з певними захворюваннями, і розробити цільове лікування цих захворювань. Загалом метод секвенування Сенгера дуже вплинув на розвиток нашого розуміння геному людини та мав значний вплив як на медицину, так і на дослідження спадковості людини. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке молекулярна генетика? Молекулярна генетика вивчає гени та способи, за допомогою яких їхні РНК і білкові продукти працюють разом, створюючи клітини та організми. Це підгалузь біології, яка розглядає те, як відмінності в структурах або експресії молекул ДНК проявляються як варіації серед індивідів. Молекулярна генетика також включає методи, що використовуються для вивчення та маніпулювання генами, такі як генна інженерія та технологія рекомбінантної ДНК.

shkola.in.ua

2. Назвіть основні галузі застосування досягнень молекулярної генетики. Основні галузі застосування досягнень молекулярної генетики включають біохімію та молекулярну біологію, клітинну біологію, еволюцію, екологію та біорізноманіття, генетику та геноміку, біологію людини, генну інженерію, технологію рекомбінантних ДНК, медичні дослідження та діагностику. Молекулярна генетика використовувалася для вивчення та маніпулювання генами, розуміння та діагностики захворювань, а також розробки методів лікування, ліків і вакцин. Крім того, молекулярна генетика також широко використовується в сільському господарстві для створення культур із бажаними властивостями та в судовій медицині для цілей ідентифікації.

3. Що таке молекулярно-генетичні методи?

Молекулярно-генетичні методи — це методи, які використовуються для вивчення та маніпулювання генами. Ці методи можна використовувати для вивчення структури та функції генів, а також для ідентифікації та діагностики захворювань. Загальні молекулярно-генетичні методи включають аналіз мутацій, клонування ДНК, секвенування ДНК і відбитки пальців ДНК. Молекулярно-генетичні методи також можна використовувати для створення генетично модифікованих організмів, таких як рослини та тварини, або для розробки нових методів лікування та терапії захворювань.

4. Назвіть сучасні молекулярно-генетичні методи дослідження спадковості. Сучасні молекулярно-генетичні методи вивчення спадковості включають

секвенування ДНК, клонування ДНК, мутаційний аналіз, ДНК-фінгерпринтинг і генну інженерію. Ці методи використовуються для вивчення структури та функції генів, ідентифікації та діагностики захворювань, а також розробки методів лікування, ліків і вакцин. Крім того, молекулярна генетика також використовується в сільському господарстві для створення сільськогосподарських культур із бажаними властивостями та в криміналістиці для цілей ідентифікації.

5. Що таке секвенування?

Секвенування — це техніка, яка використовується для аналізу порядку нуклеотидів у ланцюзі ДНК або РНК. Він використовується для визначення структури та функції генів, а також для виявлення генетичних захворювань і мутацій. Секвенування також можна використовувати для створення карт геномів, які можна використовувати для ідентифікації потенційних генів, що викликають захворювання, і для вивчення еволюційних зв’язків між організмами.

shkola.in.ua

6. Що таке генетичні маркери? Генетичні маркери — це послідовності ДНК, які можна використовувати для розрізнення різних форм гена або ідентифікації конкретного гена. Вони часто використовуються в молекулярній біології та генетиці для пошуку та аналізу цікавого гена. Загальні генетичні маркери включають однонуклеотидні поліморфізми (SNP), які є варіаціями в одному нуклеотиді в гені, і поліморфізми довжини рестрикційних фрагментів (RFLP), які є варіаціями довжини фрагмента ДНК. Генетичні маркери також можна використовувати для вивчення успадкування ознаки, ідентифікації осіб із ризиком певного захворювання або для визначення джерела певного типу їжі. 7. Що є предметом досліджень молекулярної генетики? Предметом молекулярно-генетичних досліджень є вивчення генів і пов’язаних з ними молекул, таких як ДНК і РНК. Молекулярно-генетичні дослідження включають вивчення структури та функції генів, а також того, як вони регулюються, успадковуються та експресуються. Ці дослідження можна використовувати для діагностики та лікування генетичних захворювань, розробки нових методів лікування та терапії та створення генетично модифікованих організмів. Крім того, молекулярногенетичні дослідження можна використовувати для розуміння еволюції та біорізноманіття організмів, ідентифікації та діагностики захворювань, а також для розробки ліків і вакцин. 8. Які особливості молекулярно-генетичних досліджень спадковості?

Молекулярно-генетичні дослідження спадковості включають використання генетичних маркерів, таких як послідовності ДНК, для вивчення структури та функції генів, а також моделей успадкування. Ці дослідження можуть бути використані для ідентифікації та діагностики генетичних захворювань, а також для створення генетично модифікованих організмів або для розробки методів лікування та терапії

захворювань. Крім того, молекулярно-генетичні дослідження можуть бути використані для вивчення еволюційних зв’язків між організмами, щоб відстежити джерело певного типу їжі або ідентифікувати осіб, яким загрожує певне захворювання.

9. Яке значення найпоширеніших молекулярно-генетичних методів?

Найпоширеніші молекулярно-генетичні методи використовуються для вивчення

структури та функціонування генів, ідентифікації та діагностики захворювань, розробки методів лікування, ліків і вакцин, а також створення генетично

модифікованих організмів. Ці методи також використовуються для вивчення

успадкування ознаки, відстеження джерела певного виду їжі та ідентифікації осіб, які мають ризик певного захворювання. Крім того, методи молекулярної генетики можна використовувати для розуміння еволюційних зв’язків між організмами, що може допомогти нам отримати уявлення про біорізноманіття життя на Землі.

10. Поясніть застосування генетичних маркерів. Генетичні маркери — це послідовності ДНК, які можна використовувати для розрізнення різних форм гена або ідентифікації конкретного гена. Вони часто використовуються в молекулярній

біології та генетиці для пошуку та аналізу цікавого гена. Загальні генетичні маркери включають поліморфізм одного нуклеотиду (SNP), який є варіаціями в одному нуклеотиді в гені, і поліморфізм довжини фрагмента рестрикції (RFLP), який є варіацією довжини фрагмента ДНК. Генетичні маркери також можна використовувати для вивчення успадкування ознаки, ідентифікації осіб

певного

або для визначення джерела певного типу їжі. Їх також можна використовувати для вивчення еволюційних зв’язків між організмами, для виявлення функцій і взаємодії генів, а також для ідентифікації та діагностики генетичних захворювань.

§ 38. Організація спадкового матеріалу еукаріотичної клітини та його реалізація Пригадайте!

Що таке еукаріотична клітина?

Еукаріотична клітина — тип клітини, що має чітко визначене ядро. Він оточений ядерною мембраною і містить пов’язані з мембраною органели, такі як ядро, мітохондрії та ендоплазматичний ретикулум. Цей тип клітин є основою як для одноклітинних, так і для багатоклітинних організмів, причому перші представлені найпростішими, грибами, рослинами і тваринами. Цикл поділу еукаріотичних клітин зазвичай складається з чотирьох скоординованих процесів, включаючи клітинний ріст, реплікацію ДНК, розподіл дубльованих хромосом між двома дочірніми клітинами та поділ клітин.

Поміркуйте!

shkola.in.ua

Найбільший геном виявлено в рослини вороняче око (Paris japonica). Він містить 149 млрд пар нуклеотидів. До цього відкриття найбільшим геномом вважався геном дводишної риби протоптеруса (Protopterus aethiopicus) – 130 млрд пар нуклеотидів. Геном людини складається з 3,2 млрд пар нуклеотидів. Чому ж тоді в людини організація будови, життєдіяльності й поведінки є складнішою? Розмір геному не обов’язково відповідає складності організму. Складність організму визначається різними факторами, такими як кількість і тип наявних генів, взаємодія між генами та середовище, в якому знаходиться організм. Людина має відносно невеликий геном порівняно з іншими організмами, але складність організації будови, життєдіяльності та поведінки набагато вища через кількість і тип генів, складність

захворювання

взаємодії між генами та навколишнього середовища в організмі. які існують люди. Наприклад, люди мають більшу кількість генів, пов’язаних із пізнанням і поведінкою, а також низку унікальних факторів навколишнього середовища, які впливають на

експресію цих генів. Крім того, люди мають складну систему спілкування та

соціальних взаємодій, якої немає в інших організмів. Ця складна система комунікацій і соціальних взаємодій є ключовим фактором у розвитку складної поведінки та організації структури, життєдіяльності та поведінки.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці визначте особливості організації спадкового матеріалу еукаріотичних клітин. Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть

загальний висновок про відмінності геному еукаріотів від геному архей та бактерій.

shkola.in.ua

Організація спадкового матеріалу еукаріотичних клітин характеризується наявністю ядра та наявності пов’язаних з мембраною органел. Це на відміну від геномів архей і бактерій, які не містять ядра і не організовані таким чином. Крім того, геноми еукаріот набагато більші та складніші, ніж геноми архей і бактерій, причому геноми еукаріот зазвичай містять тисячі або мільйони генів. Крім того, гени в еукаріотичних клітинах організовані в хромосоми, які відрізняються від кільцевої структури ДНК у бактерій і архей. Нарешті, хромосоми в еукаріотах далі організовані в хроматин, якого немає в бактеріях або археях. Підсумовуючи, організація спадкового матеріалу еукаріотичних клітин набагато складніша, ніж організація геномів архей і бактерій, і ця складність є важливим фактором складності самих організмів. В журналі Nature міжнародний науковий консорціум опублікував результати дослідження геному шимпанзе – тварини, яка найбільш схожа з Homo sapiens. Шимпанзе став четвертим ссавцем, геном якого повністю розшифрували вчені після геномів миші, щура та людини. Що таке геном людини? У чому полягають його особливості порівняно з геномом шимпанзе? Геном людини - це повний набір генетичної інформації, що міститься в ДНК людини. Він складається з понад 3 мільярдів пар основ ДНК, які організовані у 23 пари хромосом, включаючи 22 аутосомні хромосоми та одну статеву хромосому. За оцінками, геном людини містить близько 20 000-25 000 генів. Геном шимпанзе дуже схожий на геном людини, лише приблизно 1,2% різниці в парах основ. Ця різниця в основному виявляється в кількості транспозонів, які є фрагментами ДНК, які можуть переміщатися по геному та спричиняти генетичні варіації. Крім того, геном шимпанзе містить менше сімейств генів, ніж геном людини, що може вказувати на те, що геном шимпанзе зазнав менше еволюційних змін. Однак геном шимпанзе набагато більший за геном людини, із загальним оціночним розміром приблизно 3,4 мільярда пар основ. Крім того, геном шимпанзе містить більшу кількість повторюваних елементів, які можуть відповідати за збільшення розміру геному. СТАВЛЕННЯ Біочіп (англ. biochip) – матриця з нанесеними молекулами білків або нуклеїнових кислот для одночасного виконання великої кількості аналізів. Основна частка сучасних біочіпів припадає на ДНК-чіпи. ДНК-біочіпами називають також технології для ідентифікації молекул ДНК та аналізу експресії генів. ДНК-біочіпи створено аналогічно з електронними мікросхемами-чіпами, тобто в них різне походження й подібні функції. Яке ж призначення чіпів? В яких галузях біочіпи мають найширше застосування?

Біочіпи використовуються для різних цілей, від медичної діагностики до моніторингу навколишнього середовища. Найбільш поширеним застосуванням біочіпів є сфера медичної діагностики, де біочіпи використовуються для виявлення присутності певних білків, нуклеїнових кислот та інших молекул у зразку. Таким чином, біочіпи можуть забезпечити швидкий, точний і надійний спосіб діагностики захворювань та інших станів. Біочіпи також все частіше використовуються в інших галузях промисловості, таких як сільське господарство, харчова безпека та моніторинг навколишнього

середовища. У сільському господарстві біочіпи можна використовувати для виявлення патогенів харчового походження, тоді як у моніторингу навколишнього середовища біочіпи можна використовувати для виявлення домішок і забруднень. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке геном? Геном — це повний набір генетичного матеріалу, що міститься в живому організмі. Він складається з ДНК, яка містить генетичні інструкції для розвитку, функціонування, росту та розмноження організму. Геноми відрізняються за розміром і складністю, але всі мають однакову базову структуру: вони складаються з набору хромосом, які складаються з молекул ДНК. Кожна хромосома містить багато генів, які є інструкціями для створення білків та інших молекул. 2. Назвіть компоненти геному еукаріотичних клітин. Компоненти геному еукаріотичних клітин включають ДНК, РНК і білки. ДНК є основним компонентом і відповідає за перенесення генетичної інформації, яка використовується для створення білків та інших молекул. РНК також є важливим компонентом і бере участь у експресії генів і виробництві білків. Білки - це молекули, створені на основі інструкцій, що зберігаються в ДНК і РНК. 3. Наведіть приклади особливостей геному еукаріотичних клітин. Приклади особливостей геному еукаріотичних клітин включають гени, некодуючі послідовності ДНК, інтрони, екзони та регуляторні елементи. Гени є інструкціями для створення білків та інших молекул, тоді як некодуючі послідовності ДНК не містять жодних інструкцій. Інтрони - це послідовності ДНК, які не транскрибуються в мРНК, тоді як екзони - це частини ДНК, які транскрибуються в мРНК. Регуляторні елементи — це послідовності ДНК, які контролюють експресію генів.

shkola.in.ua

4. Що таке експресія? Експресія — це процес перетворення генетичної інформації, що зберігається в ДНК, на білки та інші молекули. Експресія контролюється регуляторними елементами, які є послідовностями ДНК, які можуть сприяти або пригнічувати експресію генів. Експресія може регулюватися факторами навколишнього середовища, такими як температура, світло та доступність поживних речовин, і може регулюватися гормонами та іншими сигнальними молекулами. На експресію також впливають епігенетичні модифікації, тобто хімічні зміни в ДНК, які можуть впливати на експресію генів без зміни фактичної послідовності ДНК. 5. Що є функціональними продуктами експресії генів? Основними функціональними продуктами експресії генів є білки та інші молекули. Білки - це молекули, які виконують більшість функцій у клітинах, і вони створюються на основі інструкцій, що зберігаються в ДНК. Інші молекули, такі як РНК, також відіграють важливу роль і створюються в результаті експресії генів. Крім того, експресія генів також може призводити до регуляції інших генів, дозволяючи створювати складні генні мережі.

6. Назвіть основні етапи експресії білкових генів. Основними етапами експресії білкового гена є транскрипція, препроцесинг мРНК, трансляція та посттрансляційні модифікації. Під час транскрипції ДНК копіюється в мРНК. Обробка попередньої мРНК передбачає додавання кепки та хвоста, видалення інтронів і додавання хвоста полі-А. Трансляція — це процес перетворення мРНК на білок. Посттрансляційні модифікації включають модифікацію білка після його створення, наприклад, додавання цукрової або фосфатної групи.

7. Які особливості організації спадкового матеріалу еукаріотичних клітин? До особливостей організації спадкового матеріалу еукаріотичних клітин відносять кілька шарів упаковки ДНК і наявність некодуючої ДНК. ДНК обертається навколо білків, які називаються гістонами, утворюючи хроматин. Це далі організовано в окремі структури, такі як хромосоми, теломери та центромери. Некодуюча ДНК також присутня в геномі, і вона відповідає за контроль експресії генів і регуляцію активності клітини.

8. Які особливості реалізації спадкового матеріалу еукаріотичної клітини? Особливості реалізації генетичного матеріалу еукаріотичної клітини включають упаковку ДНК, епігенетичні модифікації та експресію генів. Упаковка ДНК передбачає обгортання ДНК навколо білків для утворення хроматину, який далі можна організувати в окремі структури, такі як хромосоми, теломери та центромери. Епігенетичні модифікації — це хімічні зміни в ДНК, які можуть впливати на експресію генів без зміни фактичної послідовності ДНК. Експресія генів — це процес перетворення генетичної інформації, що зберігається в ДНК, на білки та інші молекули.

9. Чим експресія РНК-генів відрізняється від експресії білкових генів?

Гени РНК експресуються різними способами, ніж гени білків. По-перше, транскрипція генів РНК передбачає використання РНК-полімерази, а не ДНК-залежної РНК-

полімерази, яка використовується в транскрипції білкового гена. Крім того, гени РНК можуть транскрибуватися як в ядрі, так і в цитоплазмі, тоді як білкові гени зазвичай транскрибуються в ядрі. Гени РНК також використовують іншу форму посттранскрипційної обробки, включаючи додавання кепки та хвоста, видалення інтронів і додавання хвоста полі-А. Нарешті, гени РНК можуть бути експортовані з ядра та переведені в білки, тоді як гени білків не можуть. 10. У чому полягають відмінності геному еукаріотів від геному архей та бактерій? Геноми еукаріот і архей і бактерій відрізняються кількома ознаками. Геноми еукаріот, як правило, набагато більші, ніж геноми архей і бактерій, причому геноми еукаріот зазвичай мають у десятки чи сотні разів більше ДНК, ніж геноми архей або бактерій. Крім того, геноми еукаріотів містять набагато більший відсоток некодуючої ДНК, ніж геноми архей і бактерій. Еукаріоти також мають більш складну упаковку ДНК та епігенетичну регуляцію, що дозволяє краще контролювати та регулювати експресію генів. Нарешті, геноми еукаріот також містять набагато більший відсоток повторюваної ДНК, яка, як вважають, відіграє роль у регуляції експресії генів.

§ 39. Гени. Регуляція активності генів Пригадайте!

Що таке гени? Гени є основними одиницями спадковості, які передаються від батьків нащадкам. Вони складаються з послідовностей ДНК і розташовані одна за одною в певних місцях

хромосом. Гени несуть інформацію, яка визначає ваші риси, які є рисами чи характеристиками, успадкованими від ваших батьків. Ці риси можуть бути фізичними рисами, як-от колір волосся та очей, або це можуть бути складніші риси, наприклад ризик розвитку певних захворювань. Поміркуйте! Група науковців довела, що восьминоги та інші головоногі молюски здатні редагувати власну іРНК для регуляції синтезу білків, не змінюючи самих генів.

такий спосіб відбуваються швидка модифікація білків і зміна їхніх функцій, що забезпечує пластичність поведінки. А що таке гени і як регулюється їхня активність?

Гени є основними одиницями спадковості, які передаються від батьків нащадкам.

shkola.in.ua

Вони складаються з послідовностей ДНК і розташовані одна за одною в певних місцях хромосом. Гени несуть інформацію, яка визначає ваші риси, які є особливостями чи характеристиками, успадкованими від ваших батьків. Ці риси можуть бути фізичними рисами, як-от колір волосся та очей, або це можуть бути складніші риси, наприклад ризик розвитку певних захворювань. Активність генів регулюється різними способами. Наприклад, гени можна вмикати або вимикати у відповідь на певні сигнали або умови навколишнього середовища. Крім того, білки, які називаються факторами транскрипції, можуть зв’язуватися з ДНК і контролювати швидкість експресії гена. Крім того, до ДНК можна внести певні модифікації, наприклад метилювання та модифікацію гістонів, що може змінити активність генів. Нарешті, деякі гени регулюються некодуючими РНК, які діють як посередники між геном і навколишнім середовищем, дозволяючи більш точний контроль. ДІЯЛЬНІСТЬ Зіставте прізвища вчених у галузі біології із модельними організмами, яких вони використовували, та отримайте назву групи білків, необхідних для утворення хроматину. Дайте коротку характеристику цій групі білків. Як відбувається регуляція активності генів за їхньої участі? Активність генів регулюється різними механізмами, включаючи їх участь у факторах транскрипції, метилюванні ДНК, модифікації гістонів і регуляторних мікроРНК. Фактори транскрипції - це білки, які зв'язуються зі специфічними послідовностями ДНК і можуть активувати або пригнічувати експресію генів. Метилювання ДНК — це процес, за допомогою якого метильні групи додаються до певних генних послідовностей, що може заглушити гени та запобігти їх експресії. Модифікація гістонів - це процес, за допомогою якого певні білки додаються до ДНК, обгорнутої навколо білків гістонів, що також може впливати на експресію генів. Регуляторні мікроРНК — це малі некодуючі РНК, які можуть зв’язуватися з комплементарними послідовностями в мРНК інших генів, що може пригнічувати експресію генів. Усі ці механізми працюють разом, регулюючи активність генів. Нині науковцям уже відомо, що компоненти харчових продуктів чинять вплив на епігенетичні процеси. Майже всі жінки знають, що під час вагітності дуже важливо вживати достатню кількість фолієвої кислоти. Епігенетика допомагає зрозуміти важливість цього вітаміну в раціоні. Справа в тому, що фолієва кислота впливає на метилювання ДНК. Що таке фолієва кислота і в чому полягає її зв'язок з метилюванням? Фолієва кислота, також відома як вітамін B9, є важливим вітаміном, який міститься в різноманітних продуктах харчування. Це важливо для правильного росту та розвитку

клітин, а також для виробництва еритроцитів. Фолієва кислота також важлива для метилювання ДНК, що є процесом, за допомогою якого метильні групи додаються

молекул ДНК і можуть впливати на експресію генів. Цей процес важливий для нормального розвитку і для профілактики деяких захворювань. Фолієва кислота необхідна для виробництва ферменту, який додає метильні групи до ДНК, і без її достатньої кількості метилювання ДНК порушується, що призводить до різноманітних проблем зі здоров’ям.

СТАВЛЕННЯ На сьогодні домінантним (переважаючим) у діагностиці й лікуванні будь-яких захворювань є підхід, який ґрунтується на тому, що після встановлення діагнозу всі подальші зусилля лікаря спрямовано на лікування хвороби без урахування індивідуальних особливостей пацієнта. Але майбутнє за персоніфікованою медициною. Що таке персоніфікована медицина і яке значення у її розвитку може мати генетика? Персоналізована медицина – це вид медичної допомоги, який враховує індивідуальні особливості людини, такі як вік, стать, спосіб життя, сімейний анамнез і генетичний склад. Це допомагає пристосувати лікування до конкретних потреб людини, а не покладатися на загальні рекомендації, які можуть бути ефективними не для всіх. Генетика відіграє важливу роль у персоналізованій медицині, оскільки генетичне тестування може дати уявлення про ризик розвитку певних захворювань у людини та ефективність певних методів лікування. Наприклад, генетичне тестування може допомогти виявити мутації, які можуть підвищити ризик розвитку певних типів раку, і допомогти підібрати найбільш відповідне лікування для цієї особи. Крім того, деякі ліки можуть по-різному діяти на людей з певними варіантами генів, і генетичне тестування може допомогти визначити, які ліки будуть найбільш ефективними для конкретної людини.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке гени? Основною фізичною та функціональною одиницею спадковості є гени. Гени складаються з ДНК і містять інструкції, необхідні для створення білків і визначення фізичних рис, таких як колір очей і зріст. Гени передаються від батьків нащадкам і можуть бути успадковані, мутовані або змінені. Гени визначають такі характеристики, як колір волосся, колір очей, зріст та інші фізичні особливості. Гени також відіграють важливу роль у багатьох захворюваннях і станах, таких як рак, хвороби серця та діабет.

shkola.in.ua

2. Що таке регуляторні й структурні гени? Регуляторні гени — це гени, які кодують білки або інші молекули, які контролюють експресію інших генів, тоді як структурні гени кодують білки та більшість РНК, за винятком регуляторних факторів. Регуляторні гени контролюють експресію інших генів, активуючи або пригнічуючи їхню активність, тоді як структурні гени відповідають за виробництво білків та інших молекул, з яких складаються клітини, тканини та органи тіла.

3. Що таке регуляція активності генів? Регуляція активності генів — це процес, за допомогою якого гени вмикаються або вимикаються у відповідь на певні сигнали або сигнали. Цей процес має важливе значення для правильного розвитку та функціонування організму, оскільки він дозволяє експресію певних наборів генів адаптувати до потреб організму в будь-якій

ситуації. Регуляція активності генів може бути досягнута за допомогою різних механізмів, таких як метилювання ДНК, модифікація гістонів, ремоделювання

хроматину та активність мікроРНК. У всіх випадках кінцевим результатом генної регуляції є здатність контролювати експресію конкретних генів у відповідь на навколишні або внутрішні сигнали.

4. Що таке епігенетика?

Епігенетика — це дослідження того, як клітини контролюють активність генів, не змінюючи фактичної послідовності своєї ДНК. Епігенетичні зміни — це хімічні

модифікації ДНК, такі як метилювання ДНК або модифікація гістонів, які можуть впливати на експресію генів. Ці модифікації можуть передаватися дочірнім клітинам і зберігатися протягом тривалого періоду часу, навіть через поділ клітини. Епігенетичні зміни важливі для правильного розвитку та функціонування організму, оскільки вони дозволяють експресію певних наборів генів адаптувати до потреб організму в будьякій ситуації.

shkola.in.ua

5. Назвіть основний спосіб регуляції активності генів у прокаріотичних клітинах. Основним методом регуляції активності генів у прокаріотичних клітинах є використання регуляторних білків. Регуляторні білки зв’язуються зі специфічними послідовностями ДНК поблизу гена, який необхідно регулювати, і або активують, або пригнічують експресію гена. Ці регуляторні білки, як правило, є невеликими молекулами або білками, і їх зв’язування з послідовністю ДНК призведе до зміни експресії гена. Зв'язування регуляторних білків часто модулюється малими молекулами або іншими білками, які дозволяють точно налаштовувати експресію генів у відповідь на навколишні або внутрішні сигнали. 6. Назвіть найбільш універсальні механізми регуляції активності генів в еукаріотичній клітині. Найбільш універсальними механізмами регуляції активності генів в еукаріотичній клітині є фактори транскрипції та ремоделювання хроматину. Транскрипційні фактори — це білки, які зв’язуються зі специфічними послідовностями ДНК поблизу гена, що регулюється, і активують або пригнічують експресію гена. Ремоделювання хроматину — це процес, за допомогою якого структура хроматину, поєднання ДНК і білків, що утворюють хромосоми, змінюється, щоб зробити певні ділянки геному більш-менш доступними для транскрипції та інших процесів. Обидва ці процеси важливі для належної регуляції генів, оскільки вони дозволяють адаптувати експресію певних наборів генів до потреб організму в будь-якій ситуації. 7. Як організована діяльність генів? Активність генів зазвичай організована в групи споріднених генів, які відомі як генні кластери або оперони. У прокаріотів ці генні кластери часто організовані разом на одному ланцюзі ДНК, і експресія генів у кластері координується регуляторними білками. В еукаріот кластери генів можуть бути розділені великими відстанями, але все ще міцно корелюють з точки зору експресії генів. Експресія генів також регулюється епігенетичними модифікаціями, такими як метилювання ДНК, модифікація гістонів і ремоделювання хроматину. Ці епігенетичні модифікації можуть впливати на експресію генів, змінюючи структуру хроматину, роблячи певні ділянки геному більш-менш доступними для транскрипції та інших процесів. 8. Яке значення має регуляція активності генів для клітин? Регуляція активності генів необхідна для правильного розвитку та функціонування клітин. Контролюючи, які гени експресуються та коли, клітини можуть забезпечити

вироблення потрібних білків у потрібний час, що забезпечує правильний розвиток і функціонування організму. Крім того, регуляція генів дозволяє адаптувати експресію певних наборів генів до потреб організму в будь-якій ситуації. Наприклад, клітини можуть увімкнути певні гени, коли присутні певні навколишні чи внутрішні сигнали, дозволяючи виробляти білки, необхідні організму для відповіді або адаптації до ситуації. Без належної регуляції експресії генів організми не зможуть реагувати або адаптуватися до навколишнього середовища, що призведе до зниження придатності

потенційно навіть до вимирання.

9. Як регулюється активність генів в еукаріотичній клітині?

В еукаріотичній клітині активність генів регулюється за допомогою комбінації

транскрипційних і епігенетичних механізмів. Регуляція транскрипції

опосередковується транскрипційними факторами, які зв’язуються зі специфічними послідовностями ДНК поблизу гена, що регулюється, і або активують, або пригнічують експресію гена. Епігенетичне регулювання здійснюється за допомогою хімічних модифікацій, таких як метилювання ДНК або модифікація гістонів, які можуть впливати на експресію генів, не змінюючи фактичної послідовності ДНК. Ці модифікації можуть передаватися дочірнім клітинам і зберігатися протягом тривалого періоду часу, навіть через поділ клітини. Як транскрипційна, так і епігенетична регуляція важливі для належної регуляції генів, оскільки вони дозволяють адаптувати експресію специфічних наборів генів до потреб організму в будь-якій ситуації. 10. Обґрунтуйте значення епігенетики для розвитку медицини та профілактики захворювань. Епігенетика є ключовим напрямком досліджень для розвитку медицини та профілактики захворювань. Епігенетичні зміни — це спадкові модифікації геному, які можуть передаватися від одного покоління до наступного, і, як відомо, відіграють роль у багатьох захворюваннях, таких як рак і хвороба Альцгеймера. Розуміючи механізми епігенетичних змін, вчені можуть розробити більш ефективні методи лікування захворювань і, можливо, навіть знайти способи їх повної профілактики. Епігенетичні зміни також можна використовувати для виявлення факторів ризику захворювань і для розробки профілактичних стратегій, щоб зменшити ймовірність розвитку певного захворювання. Крім того, епігенетика може дати розуміння того, як фактори навколишнього середовища можуть впливати на розвиток захворювань, що може допомогти нам краще зрозуміти та запобігти їм.

§ 40. Каріотип людини. Хромосомний аналіз Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке каріотип й хромосоми? Каріотип - це повний набір хромосом, що міститься в клітинах організму. Хромосомице структури в клітинах, які містять генетичну інформацію. Вони складаються з ДНК і білків і розташовані за певною схемою в ядрі кожної клітини. Кожен вид має характерну кількість хромосом, і каріотип є візуальним зображенням цих хромосом. Людина має 23 пари хромосом, загалом 46. Хромосоми бувають парами, по одній від кожного з батьків, і кожна пара містить однакові гени в однаковому порядку. Інформація, закодована в хромосомах, визначає такі характеристики людини, як колір очей, колір волосся, зріст та інші риси.

ДІЯЛЬНІСТЬ Зіставте рівні організації хроматину із позначеннями на ілюстрації та заповніть у робочому зошиті таблицю. Поясніть, яким чином створюється дуже високий рівень ущільнення хромосом, що досягає 7 000 – 10 000 разів. Хромосоми сильно ущільнені, щоб вони могли поміститися в ядрі клітини. Це ущільнення досягається дією спеціалізованих

білків, званих гістонами, які зв’язуються з сегментами ДНК і допомагають сформувати структуру хроматину. Рівень

ущільнення може змінюватися залежно від типу клітини, але в цілому він може досягати рівнів від 7000 до 10 000 разів. Цей рівень ущільнення досягається за рахунок поєднання дії гістонів та інших білків, таких як конденсин I і гістони-лінкери, які допомагають у подальшому ущільнювати структуру хроматину. Ці білки взаємодіють з ДНК, утворюючи сильно конденсовану структуру, що дозволяє хромосомі

поміститися в ядро.

shkola.in.ua

Шимпанзе карликовий, або бонобо (Pan paniscus), – вид людиноподібних мавп з родини гомінідів. Живуть бонобо в тропічних лісах Центральної Африки на невеликій території між річками Конго і Луалаба. Чисельність становить лише близько 10 тисяч особин. Бонобо став широко відомим науці в 1960-х роках і поки залишається маловивченим видом. Доведіть за допомогою цитогенетичного методу, що шимпанзе карликовий є найближчим до Людини розумної з нині існуючих видів тварин. Цитогенетичний метод визначення видової близькості полягає в аналізі числа і структури хромосом у клітинах організму. У людини 46 хромосом у 23 парах, а у бонобо 48 хромосом у 24 парах. Ця схожість у кількості та структурі хромосом підтверджує гіпотезу про те, що бонобо є найближчим живим видом до людини. Крім того, аналіз мітохондріальної ДНК бонобо та людини показав, що ці два види більш тісно пов’язані один з одним, ніж обидва з шимпанзе. Це додатково підтверджує гіпотезу про те, що бонобо є найближчими живими видами до людини. СТАВЛЕННЯ Хромосомний аналіз є основою стандартного каріотипування, що пропонується медичними лабораторіями й центрами для оцінювання репродуктивного здоров’я подружніх пар. Такі цитогенетичні дослідження отримали назву «хромосомного паспорта». Яка інформація відображена в хромосомному паспорті? Висловіть свої судження щодо значення хромосомного аналізу для профілактики спадкових хвороб людини. Хромосомний паспорт — це стандартне дослідження каріотипу, яке дає інформацію про будову та кількість хромосом у клітинах людини. Цей тест може надати уявлення про репродуктивне здоров’я подружньої пари та може бути використаний для виявлення генетичних аномалій або хромосомних аномалій, таких як синдром Дауна та синдром Тернера. Хромосомний паспорт зазвичай містить інформацію про розмір, форму та кількість хромосом, а також про будь-які аномалії в структурі хромосом. Значення хромосомного аналізу для профілактики спадкових захворювань людини величезне. Аналіз хромосом дозволяє на ранній стадії виявити генетичні та хромосомні аномалії, що може стати основою для прийняття рішень щодо охорони здоров’я та допоможе запобігти передачі певних спадкових захворювань майбутнім поколінням. Аналіз хромосом також може дати уявлення про ризик розвитку певних захворювань і станів, дозволяючи парам приймати обґрунтовані рішення щодо репродуктивного здоров’я.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке каріотип людини?

Каріотип людини - це повний набір хромосом, що міститься в клітинах людини. Людина має 23 пари хромосом, загалом 46. Кожна пара містить однакові гени в однаковому порядку, причому кожна хромосома несе генетичну інформацію про людину. Каріотип є візуальним зображенням цих хромосом і використовується для ідентифікації та діагностики генетичних розладів. Каріотип також можна

використовувати для визначення хромосомних аномалій, таких як синдром Дауна, або для визначення статі плоду.

2. Якою є хромосомна формула каріотипу жінки й чоловіка?

Каріотип жінки зазвичай містить 46 хромосом, які складаються з двох наборів по 23 хромосоми, одного набору з 22 аутосом і однієї Х-хромосоми. Каріотип людини зазвичай містить 46 хромосом, які складаються з двох наборів по 23 хромосоми, одного набору з 22 аутосом і однієї Y-хромосоми. 3. Що таке хромосоми?

Хромосоми — це ниткоподібні структури, розташовані всередині ядра клітин тварин і рослин. Кожна хромосома складається з ДНК, щільно скрученої навколо білків, званих гістонами. ДНК містить генетичні інструкції для клітин, які організовані в гени. Людина має 23 пари хромосом, причому кожен батько вносить одну хромосому в кожну пару. 4. Що таке хроматин? Хроматин — це комплекс геномної ДНК з білками, які називаються гістонами, де кожна зв’язана з гістоном молекула ДНК називається хромосомою. Хроматин міститься в ядрі клітин тварин і рослин, де він щільно згорнутий навколо гістонів, утворюючи хромосоми. Хроматин допомагає упаковувати та організовувати генетичний матеріал, що міститься в ядрі, забезпечуючи ефективну реплікацію та транскрипцію генетичної інформації. Хроматин також відіграє певну роль у регуляції генів, допомагаючи контролювати, які гени експресуються в клітині. 5. Що таке хромосомний аналіз?

Хромосомний аналіз, також відомий як каріотипування, — це процес дослідження кількості та структури хромосом людини. Його можна використовувати для діагностики генетичних захворювань, пошуку хромосомних змін, пов’язаних з певними захворюваннями, або для дослідження причини безпліддя. Під час аналізу хромосом лікар бере зразок клітин з тіла людини, наприклад із зразка крові або біопсії шкіри, а потім досліджує хромосоми під мікроскопом. Після цього можна визначити кількість хромосом, а також будь-які структурні чи чисельні аномалії.

shkola.in.ua

6. Назвіть галузі застосування хромосомного аналізу. Хромосомний аналіз, або каріотипування, має широкий спектр застосувань у клінічних і дослідницьких умовах. Він використовується для діагностики генетичних захворювань, пошуку хромосомних змін, пов’язаних з певними захворюваннями, або для дослідження причини безпліддя. Він також використовується в медичних дослідженнях для вивчення генетичних захворювань, генетичного різноманіття та експресії генів. Хромосомний аналіз також можна використовувати для вивчення еволюційних зв’язків між різними видами та для кращого розуміння генетики певних видів. Нарешті, його можна використовувати в судово-медичних дослідженнях для ідентифікації людей за їхнім генетичним матеріалом. 7. Які особливості каріотипу людини?

Каріотип людини складається з 46 хромосом, організованих у 23 пари. Кожна пара складається з однієї хромосоми, успадкованої від батька, і однієї хромосоми, успадкованої від матері. Каріотип також включає дві статеві хромосоми, Ххромосому, успадковану від батька, і Х- або Y-хромосому, успадковану від матері. Кожна хромосома складається з генетичного матеріалу, який називається ДНК, який організований у гени. Гени розташовані в певному порядку, і зміни в цьому порядку можуть призвести до генетичних захворювань.

8. Як організовані хромосоми в каріотипі людини? Каріотип людини складається з 23 пар хромосом, кожна пара складається з однієї хромосоми, успадкованої від батька, і однієї хромосоми, успадкованої від матері. 23 пари пронумеровані від 1 до 22, причому пара 23 є статевими хромосомами.

Хромосоми всередині кожної пари структурно подібні, а гени, які вони містять, розташовані в певному порядку. Варіації в цьому порядку можуть призвести до генетичних захворювань.

9. Яке значення хромосомного аналізу?

Хромосомний аналіз, також відомий як каріотипування, — це процес дослідження кількості та структури хромосом людини. Його можна використовувати для діагностики генетичних захворювань, пошуку хромосомних змін, пов’язаних з певними захворюваннями, або для дослідження причини безпліддя. Під час аналізу хромосом лікар бере зразок клітин з тіла людини, наприклад із зразка крові або біопсії шкіри, а потім досліджує хромосоми під мікроскопом. Після цього можна визначити кількість хромосом, а також будь-які структурні чи чисельні аномалії.

10. Яке значення хромосомного аналізу для профілактики спадкових хвороб людини? Хромосомний аналіз важливий для профілактики спадкових захворювань людини, оскільки він може допомогти ідентифікувати генетичні мутації, які можуть бути причиною цих захворювань. Виявивши мутації в хромосомах людини, лікарі можуть краще зрозуміти причину хвороби та вжити заходів, щоб запобігти її виникненню в інших членів сім’ї. Хромосомний аналіз також можна використовувати для виявлення хромосомних аномалій у плода, що може допомогти діагностувати генетичні захворювання до народження та надати батькам можливість прийняти обґрунтоване рішення щодо вагітності.

§ 41. Геном людини Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке геном? Геном — це повний набір генетичної інформації в організмі. Він забезпечує всю інформацію, необхідну організму для функціонування. У деяких випадках геноми складаються з ДНК або РНК і складаються з нуклеотидних основ (A, T, C і G). Геном містить усі спадкові інструкції для створення та підтримки життя, від фізичних характеристик до метаболічних процесів. Поміркуйте! Міжнародний документ «Загальна декларація про геном людини і права людини» одноголосно прийнято Генеральною конференцією ЮНЕСКО на її 29-й сесії 11 листопада 1997 р. У вступній частині документа зазначається: «…Наукові дослідження щодо геному людини і практичне застосування їхніх результатів відкривають безмежні перспективи для поліпшення здоров’я окремих людей і

всього людства…». Що таке геном людини і яке значення мають його дослідження?

Геном людини — це повний набір генетичної інформації, що міститься в ДНК

людини. Він містить всю інформацію, необхідну для створення та підтримки життя, від фізичних характеристик до метаболічних процесів. Дослідження геному людини є неймовірно важливим, оскільки воно має потенціал для уявлення про широкий спектр захворювань і станів, а також забезпечує потенціал для лікування та терапії, які будуть розроблені для покращення здоров’я та добробуту людей. Дослідження геному людини також можна використати для розуміння генетичних факторів, які впливають на певні риси, а також для розробки генетичних тестів для виявлення певних захворювань. Крім того, це також може допомогти розкрити генетичну основу еволюції людини.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці визначте особливості геному людини. Заповніть у робочому зошиті таблицю та сформулюйте висновок про причини подібності й відмінностей геному людини й геному інших еукаріотичних організмів. Можна зробити висновок, що подібності та відмінності між геномом людини та геномом інших еукаріотичних організмів зумовлені еволюційною історією кожного виду. Люди та інші еукаріоти мають спільного предка, і з часом кожен вид накопичив мутації та зміни в генетичному матеріалі, які відрізняють їх один від одного. У результаті геном людини відрізняється від генома інших еукаріот, але все ще зберігає деякі подібності через їхню спільну еволюційну історію. Лауреатами Нобелівської премії в галузі фізіології і медицини 2017 р. стали троє американських учених – Д. Холл, М. Розбаш та М. Янг. Дослідники виявили гени, що контролюють добові біоритми і пояснили модель їх регуляції, що ґрунтується на принципі зворотного зв’язку між білками й інтенсивністю експресії генів: накопичення білка гальмує їхній синтез і навпаки. На прикладі цього відкриття оцініть наукове значення досліджень геному людини. Дослідження геному людини було неймовірно важливим для розуміння того, як працюють гени та як їх можна використовувати для регулювання нашого тіла. Відкриття трьох американських вчених - Д. Холла, М. Розбаша і М. Янга - чудовий тому приклад. Їхнє відкриття генів, які контролюють щоденні біоритми, і їхнє пояснення моделі їх регуляції, яка базується на принципі зворотного зв’язку між білками та інтенсивністю експресії генів, дає нам краще розуміння генетичної регуляції та того, як вона може маніпулювати для покращення здоров’я людини. Це відкриття було неймовірно важливим у розробці методів лікування та терапії хвороб, а також у розумінні генетичної основи еволюції. СТАВЛЕННЯ

shkola.in.ua

Проект «Геном людини» вартістю в 3 млрд доларів був запущений в 1990 р. Міністерством енергетики США й Інститутом охорони здоров’я. Окрім США до міжнародного консорціуму ввійшли генетики Китаю, Франції, Німеччини, Японії й Великої Британії. Чому для реалізації проекту було поєднано зусилля багатьох науковців? Чому на емблемі проекту «Геном людини» названо такі науки, як біологія, хімія, фізика, етика, інформатика та інженерія? Проект «Геном людини» (HGP) — велика міжнародна ініціатива, розпочата в 1990 році з метою секвенування геному людини. Причини, чому до проекту було залучено стільки науковців і дисциплін, є подвійними. По-перше, секвенування геному людини

є складним завданням, яке вимагає досвіду в багатьох галузях, включаючи біологію, хімію, фізику, етику, інформатику та техніку. Щоб досягти успіху, проект мав спиратися на знання та досвід вчених із різних дисциплін. По-друге, проект був міжнародним, тому було сенс залучити науковців із різних країн, щоб забезпечити успіх проекту. Завдяки залученню вчених зі Сполучених Штатів, Китаю, Франції, Німеччини, Японії та Великої Британії проект зміг використати різноманітні точки зору та досвід широкого кола країн.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке геном людини?

Геном людини - це весь набір генетичних інструкцій, які містяться в клітинах людини. Він містить всю інформацію, необхідну для побудови та підтримки людського тіла. Геном людини містить понад 3 мільярди пар основ або одиниць інформації, організованих у 23 пари хромосом. Кожна хромосома містить сотні чи тисячі генів, які є основними одиницями спадковості, які передають ознаки від батьків до дітей. 2. Наведіть приклади особливостей геному людини.

Геном людини складається приблизно з 3 мільярдів пар основ ДНК, які містять інструкції для розвитку та функціонування людини. Він складається з 24 різних хромосом, які містять як кодуючі, так і некодуючі ділянки. Зокрема, некодуючі ділянки важливі для регуляції експресії генів та інших біологічних процесів. Приклади особливостей геному людини включають: Гени – послідовності ДНК, які кодують білки; Регуляторні елементи – ділянки ДНК, які контролюють експресію генів; Інтрони – некодуючі ділянки в генах; Повторювані елементи – послідовності ДНК, які повторюються в усьому геномі; Переміщувані елементи – послідовності ДНК, які можуть переміщатися по геному; SNPs – однонуклеотидні поліморфізми, які можуть спричиняти генетичні варіації.

3. Що таке геноміка? Геноміка — це наука про структуру, функції, еволюцію та картографування геномів. Він передбачає аналіз усіх генів в організмі та їх взаємодію один з одним і середовищем. Геноміка є галуззю, що швидко розвивається, і вона має застосування

багатьох галузях, від медицини до сільського господарства та біотехнологій. Геноміка може допомогти нам зрозуміти, як експресуються гени та як генетичні варіації впливають на здоров’я окремих людей і популяцій. Його також можна використовувати для ідентифікації нових генів і вивчення еволюції видів.

4. Яка головна мета проекту «Геном людини»? Основна мета проекту «Геном людини» — створити повну та точну послідовність усього геному людини, а також ідентифікувати та нанести на карту всі гени, що містяться в ньому. Крім того, проект має на меті зрозуміти структуру та функцію геному людини та дослідити наслідки цих знань для медицини, науки та суспільства. 5. Наведіть приклади практичного застосування результатів дослідження геному людини.

shkola.in.ua

Прикладами практичного застосування результатів дослідження геному людини є: діагностика та лікування генетичних захворювань, таких як муковісцидоз і серповидно-клітинна анемія; Розробка методів лікування на основі генів, таких як генна терапія та терапія стовбуровими клітинами; Ідентифікація генетичних маркерів захворювань, таких як рак і хвороба Альцгеймера; Розвиток персоналізованої медицини, наприклад, персоналізованого лікування раку та індивідуальної лікарської терапії; Проектування кращих сільськогосподарських культур і худоби, наприклад

стійких до хвороб культур і високопродуктивної худоби; Ідентифікація походження людини, наприклад, відстеження міграційних шляхів людей у часі; Розробка криміналістичних тестів для використання в кримінальних розслідуваннях; Виявлення

генетичних факторів ризику захворювань, таких як хвороби серця та діабет; Розробка

нових ліків на основі даних про експресію генів.

6. Назвіть галузі застосування знань про геном людини. Знання про геном людини мають широкий спектр застосувань у таких галузях, як біотехнологія, генна інженерія, персоналізована медицина, судова медицина, сільське господарство та еволюційна біологія. У біотехнології знання про геном людини використовуються для створення нових ліків і методів лікування, а також для кращого розуміння того, як успадковуються та розвиваються хвороби. У генній інженерії знання про геном людини використовуються для модифікації існуючих організмів для різних цілей. У персоналізованій медицині знання про геном людини використовуються для розробки методів лікування, адаптованих до генетичного складу людини. У криміналістиці знання про геном людини використовуються для ідентифікації осіб і для розкриття злочинів. У сільському господарстві знання про геном людини використовуються для підвищення врожайності та створення нових сортів рослин. В еволюційній біології знання про геном людини використовуються для кращого розуміння історії та розвитку життя на Землі. 7. Які найзагальніші особливості геному людини? Найпоширеніші ознаки геному людини включають наявність приблизно від 20 000 до 25 000 генів, той факт, що геном організований у хромосоми, і наявність повторюваних послідовностей. Крім того, геном людини містить велику кількість однонуклеотидних поліморфізмів (SNP), які є варіаціями послідовності ДНК, що відбуваються на рівні однієї пари основ. Нарешті, геном людини також містить велику кількість некодуючої ДНК, яка, як було встановлено, відіграє певну роль у регуляції генів.

8. Якими є основні напрями досліджень геному людини? Основні напрямки дослідження геному людини включають розуміння зв’язку між структурою та функцією геному людини, виявлення та характеристику генетичних варіацій, вивчення генетичної основи захворювання та використання геномної інформації для розробки нових методів лікування та профілактичних стратегій. Крім того, дослідники вивчають етичні, правові та соціальні наслідки генетичного тестування та розробляють нові технології для аналізу та інтерпретації геномних даних.

shkola.in.ua

9. Яке наукове й практичне значення досліджень геному людини? Наукове і практичне значення дослідження геному людини величезне. З наукової сторони це допомогло розкрити структуру та функцію геному людини та дало розуміння генетичної основи здоров’я та хвороб. З практичної сторони це дозволило розробити нові методи лікування та профілактичні стратегії, а також виявити нові шляхи покращення виробництва продуктів харчування та сільськогосподарської практики. Крім того, це сприяло кращому розумінню етичних, правових і соціальних наслідків генетичного тестування. Зрештою, дослідження геному людини дозволило нам краще зрозуміти себе та своє місце у світі. 10. Чому на емблемі проекту «Геном людини» названо такі науки, як біологія, хімія, фізика, етика, інформатика та інженерія?

Науки, названі на емблемі проекту геному людини, представляють багато дисциплін, залучених до проекту. Біологія, хімія та фізика беруть участь у розумінні структури та функціонування геному людини. Етика важлива для розуміння етичних, правових і соціальних наслідків генетичного тестування. Інформатика та інженерія необхідні для розробки нових технологій для аналізу та інтерпретації геномних даних. Усі ці

дисципліни повинні працювати разом, щоб зрозуміти складність людського геному.

§ 42. Властивості живого

Пригадайте!

Що таке генетика?

Генетика — це наукове вивчення генів і спадковості або того, як певні якості чи риси передаються від батьків нащадкам у результаті генетичної спадковості. Це область

біології, яка вивчає, як живі організми взаємодіють із навколишнім середовищем і як генетична інформація передається від одного покоління до іншого. Генетика може допомогти пояснити розвиток певних ознак в організмах, а також те, як хвороби успадковуються або передаються від одного покоління до іншого. Поміркуйте!

Середня тривалість активного життя людини безперервно зростає. Наприклад, в багатьох країнах Європи середня тривалість життя становить 76 років для чоловіків і 81 рік – для жінок. Це на 30 років більше, ніж століття тому. Якщо нинішня тенденція збережеться, половина дітей, народжених після 2000 р., доживе до ста, а окремі і й до ста п`ятдесяти років. А яку роль у цій тенденції відіграє генетика людини як наука? Генетика людини відіграла важливу роль у збільшенні середньої тривалості активного життя людини. Завдяки вивченню генетики дослідники змогли визначити й зрозуміти генетичну основу певних захворювань і розладів, а також розробити лікування та терапію для зменшення їх поширеності. Крім того, генетичні дослідження також допомогли ідентифікувати певні генетичні маркери, які можна використовувати для прогнозування ризику певних захворювань і розробки стратегій запобігання або відстрочення настання таких станів. Таким чином, генетичні дослідження відіграли важливу роль у покращенні тривалості життя та здоров’я людей.

shkola.in.ua

ДІЯЛЬНІСТЬ Зіставте методи генетики людина із їхнім визначенням та отримайте термін, яким позначають вчення про спадкове здоров’я людини та шляхи його поліпшення. Підготуйте повідомлення про це вчення, що стало одним із розділів генетики людини. Термін, яким позначають вчення про спадкове здоров'я людини та шляхи його поліпшення, відомий як євгеніка. Євгеніка — це дослідження того, як покращити генетичну якість людської популяції, заохочуючи розведення людей із бажаними рисами та перешкоджаючи розведенню людей із небажаними рисами. Він став одним із розділів генетики людини, і його застосування використовується в різних галузях, таких як медицина, охорона здоров’я та соціальна інженерія. Звіт про це вчення має включати коротку історію галузі, обговорення різних методів і технік, що використовуються в євгеніці, вивчення етичних наслідків євгеніки та огляд поточного стану досліджень у цій галузі. Єгипетська синь – здавна відома синя фарба для живопису, являє собою

подрібнене мідне скло. Для її приготування сплавляють пісок із крейдою, содою

купрум(ІІ) оксидом. Нещодавні дослідження виявили, що яскраво-синій порошок має ще одну властивість, яка робить його ідеальним для зняття відбитків пальців. Що таке дерматогліфічний метод? У яких галузях метод застосовується найширше?

Дерматогліфічний метод, також відомий як метод підрахунку гребнів, — це техніка, яка використовується для ідентифікації та запису відбитків пальців. Ця методика використовується для порівняння візерунків виступів і борозен на кінчиках пальців окремих людей. Метод найбільш широко використовується в системі кримінального правосуддя, а також у галузях генетики людини, антропології та археології. Він також широко використовується в автомобільній та аерокосмічній промисловості, а також у сфері охорони здоров’я для вивчення дерматогліфічних розладів.

СТАВЛЕННЯ

З 2005 р. реалізується міжнародний проект «Генографія», що займається дослідженням мітохондріальної (мтДНК) та Y-хромосом населення на території Землі з метою складання детального генетичного атласу народів світу та

вивчення давніх міграцій людей. Що таке геногеографія та яке практичне значення проекту «Генографія»? Висловіть судження щодо необхідності зв’язків генетики людини з іншими науками. Геногеографія — наука про географічний розподіл генетичного різноманіття. Генографічний проект — це міжнародна спроба скласти карту подорожі людини за останні 60 000 років шляхом збору та аналізу ДНК людей у всьому світі. Проект уже дав цінну інформацію про давні міграції людей і поширення певних генетичних маркерів. Практичне значення Генографічного проекту полягає в тому, що він може допомогти дослідникам отримати краще розуміння історії та еволюції людей та їхніх міграційних моделей. Він також може надати уявлення про генетичне різноманіття різних популяцій і допомогти ідентифікувати певні генетичні маркери, пов’язані з хворобами та розладами. Потреба в зв’язках між генетикою людини та іншими науками очевидна, оскільки генетика може дати цінну інформацію в багатьох областях дослідження. Наприклад, вивчення генетики може допомогти зрозуміти еволюцію певних видів, поширення певних хвороб або розвиток певних ознак в організмах. Крім того, генетику можна використовувати для надання доказів у судових справах та ідентифікації осіб. Тому розуміння зв’язку між генетикою людини та іншими науками має важливе значення для багатьох сфер досліджень.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке генетика людини?

Генетика людини вивчає спадковість у людському організмі. Він охоплює

shkola.in.ua

різноманітні поля, що перетинаються, включаючи класичну генетику, молекулярну генетику, популяційну генетику, еволюційну генетику, епігенетику та експресію генів. Генетика людини зосереджена на розумінні генетичної основи людських рис і того, як вони успадковуються від покоління до покоління. Це міждисциплінарна галузь науки, яка спирається на знання з інших дисциплін, таких як біологія, медицина та антропологія.

2. Що таке євгеніка? Євгеніка — це набір вірувань і практик, спрямованих на покращення генетичної якості людської популяції. Спочатку він був розроблений наприкінці 19 століття Френсісом Ґалтоном як спосіб заохотити розмноження серед людей з бажаними рисами та перешкоджати розмноженню серед людей з небажаними рисами. Відтоді євгеніка

використовувалася для підтримки різноманітних соціальних і політичних планів, включаючи примусову стерилізацію, імміграційні обмеження, расизм і геноцид. За останні десятиліття євгенічний рух значною мірою дискредитувався, і більшість країн відмовилися або обмежили практику, пов’язану з ним. 3. Чому людина є біосоціальним видом? Людина є біосоціальним видом, оскільки вона одночасно є біологічною і соціальною істотою. На біологічному рівні людина має тісний генетичний зв'язок з тваринним світом і багато спільних рис з вищими приматами. На соціальному рівні людина є надзвичайно складним, взаємозалежним і взаємопов’язаним видом, виживання якого залежить від міжособистісних стосунків і культури. Поєднання цих двох елементів — біології та суспільства — робить людину унікальним і відмінним видом.

4. Наведіть приклади особливостей людини як генетичного об’єкта.

Деякі приклади характеристик людини як генетичного об’єкта включають колір очей, колір волосся, зріст, тон шкіри, групу крові та генетичні захворювання. Крім того, ризик певних захворювань людини, наприклад раку, може визначатися її генетичним складом. Інші генетичні риси, такі як інтелект і особистість, також можуть бути спадковими, хоча їх складніше кількісно визначити.

shkola.in.ua

5. З якими науками найтісніше «співпрацює» генетика людини? Найбільш тісно генетика людини взаємодіє з біологією, медициною та антропологією. Ці дисципліни створюють основу для генетики людини, оскільки вони забезпечують краще розуміння генетичної основи людських рис і того, як вони успадковуються від покоління до покоління. Крім того, генетика людини також співпрацює з іншими науками, такими як психологія, інформатика та статистика, щоб допомогти краще зрозуміти генетику людини. 6. Назвіть основні методи генетики людини. Основні методи генетики людини включають сімейні дослідження, аналіз генетичних зв’язків, асоціаційні дослідження, загальногеномні асоціаційні дослідження та секвенування. Сімейні дослідження включають вивчення моделей успадкування в сім’ях, щоб визначити, які риси успадковуються та як вони успадковуються. Аналіз генетичного зчеплення можна використовувати, щоб визначити, чи успадковуються два гени разом. Дослідження асоціацій використовуються для виявлення генетичних варіантів, які пов’язані з певною ознакою. Дослідження пов’язаних геномів використовуються для виявлення генетичних варіантів, які пов’язані з певною ознакою в усьому геному. Секвенування використовується для визначення точного порядку нуклеотидів у гені. 7. Яке значення має генетика людини як наука? Значення генетики людини як науки полягає в тому, що вона дає нам глибоке розуміння генетичної основи людських рис і того, як вони успадковуються від покоління до покоління. Ці знання можуть бути використані для діагностики та лікування генетичних захворювань, розуміння еволюційної історії людського виду, а також для розробки терапії та методів лікування для покращення якості людського життя. Крім того, вивчення генетики людини допомагає нам краще зрозуміти різноманіття людських видів і може допомогти прийняти інформовані рішення, пов’язані з охороною здоров’я, медициною та соціальною політикою. 8. Назвіть особливості людини як об’єкта генетичних досліджень. Характеристики людини як об’єкта генетичного дослідження включають колір очей, колір волосся, зріст, відтінок шкіри, групу крові, генетичні захворювання та ризик

певних захворювань, наприклад раку. Крім того, інтелект і особистість також можуть бути спадковими, хоча їх складніше кількісно визначити. 9. Якими є зв’язки та основні методи досліджень у генетиці людини?

Зв’язки та основні методи дослідження в генетиці людини включають сімейні дослідження, аналіз генетичних зв’язків, асоціаційні дослідження, загальногеномні

асоціаційні дослідження та секвенування. Сімейні дослідження включають вивчення моделей успадкування в сім’ях, щоб визначити, які риси успадковуються та як вони успадковуються. Аналіз генетичного зчеплення можна використовувати, щоб визначити, чи успадковуються два гени разом. Дослідження асоціацій використовуються для виявлення генетичних варіантів, які пов’язані з певною ознакою. Дослідження пов’язаних геномів використовуються для виявлення

генетичних варіантів, які пов’язані з певною ознакою в усьому геному. Секвенування використовується для визначення точного порядку нуклеотидів у гені. Крім того, дослідники можуть використовувати такі методи, як метилювання ДНК, транскриптоміка та протеоміка, щоб отримати подальше розуміння генетичної основи ознаки.

10. Чому Людина розумна є особливим й цікавим об’єктом генетичних досліджень?

Розумна людина є особливим і цікавим об'єктом генетичних досліджень, оскільки інтелект є однією з найбільш складних і важливих рис, що визначають поведінку людини. Генетичні дослідження можна використовувати для виявлення генетичних варіантів, пов’язаних з інтелектом, і механізмів, що стоять за ним, що може дати розуміння того, як інтелект успадковується та як на нього можна впливати. Крім того, розуміння генетичної основи інтелекту може допомогти нам краще зрозуміти відмінності в інтелекті між окремими людьми та між популяціями.

§ 43. Успадкування ознак у людини Пригадайте!

Що таке спадковість? Спадковість — це сукупність усіх біологічних процесів, за допомогою яких певні характеристики передаються від батьків нащадкам. Гени є основними фізичними та функціональними одиницями спадковості, і кожна хромосома містить багато генів. Спадковість відіграє важливу роль у визначенні таких рис, як колір очей, колір волосся та зріст, а також більш складних рис, таких як інтелект та особистість. Спадковість також впливає на розвиток певних захворювань і станів, таких як діабет і хвороби серця. Поміркуйте!

shkola.in.ua

У народі ямочки на щоках називають «міткою щастя» і «поцілунком ангела». Зазвичай ямочки з’являються на обох щоках, але в деяких випадках западинка виникає тільки з одного боку. Вони можуть бути різної форми, розміру і глибини. Вчені стверджують, що це генетична особливість, як і колір очей чи форма рота. А як успадковуються ямки на щічках? Ямочки на щоках – це спадкова риса, яка виникає, коли певні м’язи обличчя коротші, ніж зазвичай. Ямочки зазвичай з’являються з обох сторін обличчя, але можуть з’являтися лише з одного боку. Вважається, що вони викликані одним геном, але точний механізм успадкування невідомий. Ямочки можуть бути успадковані від будьякого з батьків, але якщо ямочки є в обох батьків, шанси, що ямочки будуть у їхніх

дітей, збільшуються. Успадкування ямочок є складним і до кінця не вивченим, але вважається, що наявність ямочок є спадковою ознакою. ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці порівняйте моногенне та полігенне успадкування ознак у людини. Зробіть висновок про подібність та відмінності цих видів успадкування ознак.

Моногенне успадкування ознак має місце, коли один ген відповідає за прояв ознаки. Полігенне успадкування ознак має місце, коли в прояві ознаки беруть участь декілька генів. Подібність між моногенним і полігенним успадкуванням ознак полягає в тому, що обидва передбачають передачу генетичної інформації від одного покоління до наступного. Крім того, обидва типи успадкування можуть призвести до вираження певних рис в особини. Основна відмінність між моногенним і полігенним успадкуванням ознак полягає в тому, що моногенне успадкування включає лише один ген, тоді як полігенне успадкування включає кілька генів. Це означає, що полігенне успадкування є більш складним і може призвести до більшого діапазону можливих проявів ознаки. Крім того, полігенне успадкування часто призводить до того, що ознака виражається більш тонким чином, ніж моногенне успадкування, оскільки вплив кожного гена зазвичай набагато менший, ніж вплив одного гена.

Самостійна робота 5

Завдання 1. Для складання родоводів користуються стандартними позначеннями. Визначте сутність основних умовних позначень для роботи зі схемами родоводів. Стандартні позначення використовуються для складання родоводів, щоб легко ідентифікувати особин у родовій лінії. Нижче наведено основні умови для роботи з родоводами: Символи: квадрат використовується для представлення чоловіка, а коло використовується для зображення жінки. Напівзатінений символ використовується для представлення особи невідомої статі. Лінії: горизонтальна лінія з’єднує двох осіб, які перебувають у шлюбі, тоді як вертикальна лінія з’єднує двох осіб у стосунках «батьки-діти». Покоління: кожне покоління зазвичай позначається горизонтальною лінією з числом у кінці. Цифри починаються з одиниці для першого покоління і збільшуються для кожного наступного покоління. Позначення: абревіатури використовуються для позначення певних характеристик осіб, наприклад «m» для одружених, «u» для неодружених і «d» для померлих. Інші позначення також можуть використовуватися для позначення захворювань або інших ознак.

Завдання 3. Створіть схему родоводу за умовою задачі. «Пробанд – дівчинка, яка має симпатичні ямки на щоках. Брат і сестра її – ямок не мають. Мати дівчинки також має ямки на щоках, а батько – ні. У матері дівчинки два брати, один із них – з ямками, другий – ні. Бабуся пробанда за материнською лінією – з ямками, а дід – ні. Які генотипи усіх членів сім’ї?». Визначте характер успадкування ознаки. Для створення діаграми родоводу для цього стану можна використовувати такі символи: Чоловік: Квадрат. Жінка: Коло. Ямочки: невелике зафарбоване коло. Відсутність ямочок: невелике незаповнене коло. Схема буде виглядати так: [Діаграма родоводу]. Виходячи з наданої інформації, успадкування цієї ознаки, ймовірно, буде

аутосомно-домінантним, оскільки всі уражені члени мають принаймні одного батька з цією ознакою. Це означає, що генотипи членів родини будуть такими: Дівчинка: DD Брат: dd. Сестра: dd. Мати: Dd. Батько: dd. Дядько по матері 1: Dd. Дядько по матері 2: dd. Бабуся по матері: DD. Дідусь по матері: dd. СТАВЛЕННЯ Система «Резус» була відкрита у 1940 р. К. Ландштейнером і О. Вінером за допомогою крові макаки-резус. Вагітним жінкам із резус-негативною кров’ю (за умови, якщо їхній чоловік є резус-позитивним) рекомендовано проведення профілактики антирезус D-імуноглобуліном у терміні 28 – 30 тижнів вагітності. А як успадковується резус-фактор? Резус-фактор – це спадкова ознака, яка успадковується за аутосомно-домінантним типом. Це означає, що якщо один або обидва батьки резус-позитивні, то і дитина буде резус-позитивним. Якщо обоє батьків резус-негативні, то і дитина буде резуснегативною. Важливо відзначити, що резус-негативні матері, які мають резуспозитивну дитину, знаходяться в групі ризику розвитку захворювання під назвою гемолітична хвороба новонароджених (ГБН). Щоб запобігти цьому, резус-негативна мати може отримати ін’єкцію імуноглобуліну анти-D під час вагітності, який перешкоджає виробленню в організмі антитіл, які можуть завдати шкоди її дитині. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке моно- й полігенне успадкування? Моно- та полігенне успадкування — це два різні типи успадкування. Моногенне успадкування відноситься до одного гена, який відповідає за певну ознаку, тоді як полігенне успадкування відноситься до кількох генів, які сприяють розвитку ознаки. При моногенному успадкуванні один ген відповідає за певну ознаку, і ознака виражається однаково в усіх особин, які нею володіють. Цей тип успадкування часто спостерігається в таких ознаках, як колір очей, колір волосся та колір шкіри. При полігенному успадкуванні у визначенні ознаки беруть участь декілька генів. Кожен ген має незначний вплив на ознаку, і сукупний вплив кількох генів визначає, як виражається ознака. Цей тип успадкування часто спостерігається у складних рисах, таких як зріст, інтелект і ожиріння.

2. Наведіть приклади моногенних й полігенних ознак у людини.

Приклади моногенних ознак у людей включають колір очей, колір волосся та колір шкіри. Приклади полігенних ознак у людей включають зріст, інтелект і ожиріння.

3. Назвіть основні типи успадкування ознак у людини.

Основними типами успадкування ознак у людини є аутосомно-домінантне, аутосомнорецесивне, Х-зчеплене та мітохондріальне успадкування. Аутосомно-домінантне успадкування виникає, коли однієї копії мутованого гена достатньо для прояву ознаки. Аутосомно-рецесивне успадкування виникає, коли для прояву ознаки необхідні дві копії мутованого гена. Х-зчеплене успадкування виникає, коли ген у Х-хромосомі

shkola.in.ua

відповідає за експресію ознаки. Нарешті, мітохондріальна спадковість виникає, коли ген у мітохондріальному геномі відповідає за експресію ознаки. 4. Наведіть приклади ознак, що успадковуються за цими типами. Приклади ознак, які успадковуються за основними типами успадкування у людини, такі: Аутосомно-домінантний: хвороба Гентінгтона, синдром Марфана, нейрофіброматоз. Аутосомно-рецесивний: муковісцидоз, серповидно-клітинна анемія, хвороба ТеяСакса.

Х-зчеплені: гемофілія А, м’язова дистрофія Дюшена, колірна сліпота Мітохондріальні: спадкова нейропатія зорового нерва Лебера, синдром Пірсона, синдром MELAS. 5. Що таке аутосомне успадкування?

Аутосомне успадкування — це тип успадкування, при якому ознака передається від батьків до дитини через хромосоми, що складають ядро клітин (так звані аутосоми). При аутосомному успадкуванні ознака визначається геном, розташованим в одній із 22 пар хромосом, які не визначають стать. Аутосомне успадкування проявляється в таких ознаках, як колір очей, колір волосся, колір шкіри, зріст і інтелект.

6. Що таке зчеплене зі статтю успадкування?

Спадкування, зчеплене зі статтю, — це тип успадкування, при якому ознака передається від батьків до дитини через X- або Y-хромосому. При успадкуванні, зчепленому зі статтю, ознака визначається геном, розташованим або в X-, або в Yхромосомі. Зчеплене зі статтю успадкування спостерігається в таких ознаках, як дальтонізм і гемофілія.

7. Чим різняться моногенне й полігенне успадкування ознак людини?

Різниця між моногенним і полігенним успадкуванням ознак людини полягає в тому, що моногенне успадкування зумовлене одним геном, тоді як полігенне успадкування зумовлене кількома генами. Моногенні ознаки зазвичай успадковуються за домінантним або рецесивним типом і, швидше за все, передаються від батьків до дітей. Полігенні ознаки, з іншого боку, визначаються взаємодією багатьох генів і мають тенденцію бути більш варіабельними, причому ознаки з’являються у різних індивідів у різних комбінаціях. Прикладами моногенних ознак є колір очей, колір волосся та колір шкіри, тоді як прикладами полігенних ознак є зріст, інтелект та ожиріння. 8. Якими є основні типи успадкування ознак у людини? Основними типами успадкування ознак у людини є аутосомно-домінантне, аутосомнорецесивне, Х-зчеплене та мітохондріальне успадкування. Аутосомно-домінантне успадкування виникає, коли однієї копії мутованого гена достатньо для прояву ознаки. Аутосомно-рецесивне успадкування виникає, коли для прояву ознаки необхідні дві копії мутованого гена. Х-зчеплене успадкування виникає, коли ген у Х-хромосомі відповідає за експресію ознаки. Нарешті, мітохондріальна спадковість виникає, коли ген у мітохондріальному геномі відповідає за експресію ознаки.

shkola.in.ua

9. Як визначити тип успадкування ознаки у людини? Щоб визначити тип успадкування ознаки в людини, потрібно ознайомитися з сімейною історією ознаки та характером успадкування. Аутосомно-домінантне успадкування характеризується тим, що ознака з’являється в кожному поколінні та в обох статей, тоді як аутосомно-рецесивне успадкування характеризується ознакою, що з’являється лише в деяких поколіннях і/або лише в однієї статі. Х-зчеплене успадкування характеризується тим, що ознака проявляється лише у чоловіків, а мітохондріальне успадкування характеризується ознакою, що передається від матері до дочки. Крім того, вам може знадобитися провести генетичне тестування, щоб виявити будь-які мутації, які можуть бути пов’язані з ознакою. 10. На конкретному прикладі доведіть значення знань про типи успадкування ознак.

Конкретним прикладом цінності знань про типи успадкування ознак є хвороба Гентінгтона (ХГ). ХГ є моногенним розладом, тобто він спричинений мутацією одного гена. Знати тип успадкування цієї ознаки важливо з ряду причин. По-перше, це

допомагає визначити, хто з членів сім’ї має ризик розвитку розладу. По-друге, це дає змогу проводити точніші генетичні консультації та тестування, щоб визначити, чи є у людини ризик розвитку розладу. Нарешті, це допомагає інформувати про розробку методів лікування, оскільки люди з різними генами можуть по-різному реагувати на певну терапію. Таким чином, знання про тип успадкування ознак може бути неоціненним у вивченні та лікуванні генетичних розладів.

§ 44. Зчеплене успадкування. Позахромосомна спадковість у людини

Пригадайте!

Що таке успадкування ознак?

Успадкування ознак – це процес, за допомогою якого генетична інформація

передається від батьків до нащадків під час розмноження. Ознаки закодовані в ДНК організму і успадковуються від обох батьків. Успадкування ознак може впливати на фізичні характеристики та поведінку організму, а також на його сприйнятливість до певних захворювань. Поміркуйте!

Т. Х. Морган схрещував дрозофіл і спостерігав за успадкуванням великої кількості їхніх ознак. Аналіз результатів допоміг дійти висновку, що деякі ознаки передаються нащадкам разом. Через те Морган припустив, що гени, які визначають ці «поєднані» ознаки, не розкидано по всій клітині, а зібрано в особливих острівцях. Через те виходило, що всі спадкові ознаки дрозофіл поділяються на чотири групи. Поясніть, чому. Експерименти Моргана з дрозофілами допомогли йому зробити висновок про те, що певні ознаки успадковуються разом, що свідчить про те, що гени, які визначають ці ознаки, розташовані близько один до одного в одній хромосомі. Це явище тепер відоме як генетичне зчеплення, і воно загалом описує схему успадкування, за якої два гени, розташовані в безпосередній близькості один до одного, з більшою ймовірністю успадковуються разом, ніж якби вони були в різних хромосомах. Аналізуючи результати своїх експериментів, Морган зміг розділити всі спадкові ознаки дрозофіли на чотири групи, виходячи з того, в якій хромосомі кожна ознака була розташована. Це дозволило йому визначити, які риси були пов’язані, а які ні. ДІЯЛЬНІСТЬ Розв’язування типових вправ з генетики. Успадкування, зчеплене зі статтю Вправа 1. Дальтонізм – рецесивний прояв ознаки, ген якої розташований в Ххромосомі. Яких дітей можна очікувати від шлюбу: а) чоловік з нормальним колірним зором, жінка з геном дальтонізму в генотипі; б) чоловік з дальтонізмом, жінка з нормальним кольоровим зором; в) чоловік з дальтонізмом, жінка з геном дальтонізму в генотипі.

shkola.in.ua

Для а) чоловіка з нормальним кольоровим зором і жінки з геном дальтонізму в генотипі всі їхні діти матимуть нормальний колірний зір у своєму генотипі, але дочки будуть носіями гена дальтонізму. Для б) чоловіка з дальтонізмом і жінки з нормальним кольоровим зором всі їхні діти матимуть нормальний колірний зір у генотипі, але сини будуть носіями гена дальтонізму. Для в) чоловіка з дальтонізмом і жінки з геном дальтонізму в генотипі всі їхні діти матимуть нормальний колірний зір у своєму генотипі, але обидва сини і дочки будуть носіями гена дальтонізму. Вправа 2. Чоловік з дальтонізмом одружується з жінкою з нормальним колірним зором, батько якої був з дальтонізмом. Яким буде зір у їхніх дітей?

Імовірність того, що діти чоловіка з дальтонізмом і жінки з нормальним кольоровим зором, чий батько був дальтоніком, матимуть дальтонізм, становить 25%. Це пояснюється тим, що жінка має 50% шансів бути носієм рецесивного

гена

дальтонізму, який вона може передати своїм дітям. Якщо вона справді є носієм гена, то кожна з її дітей матиме 50% шансів успадкувати його.

Вправа 3*. Здорова за фенотипом жінка, у матері якої був дальтонізм, а в батька –гемофілія, одружена з чоловіком, який має обидва захворювання. Визначте

ймовірність народження в цій сім’ї дітей, які також матимуть обидві ці хвороби (іл. 109).

Ймовірність того, що дитина, яка народиться в цій сім'ї, буде хворіти дальтонізмом

гемофілією - 0,25. Це тому, що жінка є носієм рецесивного гена дальтонізму та рецесивного гена гемофілії, які вона може передати своїм дітям. Кожна з її дітей має 25% шансів успадкувати обидва ці гени, що призводить до 25% шансів мати дальтонізм і гемофілію. СТАВЛЕННЯ Прикладом генеалогічного дерева, у якому простежується зчеплене зі статтю успадкування гемофілії, є родовід англійської королеви Вікторії, у генотипі якої був ген цього захворювання. Через нащадків королеви Вікторії гемофілія передалась у королівські родини не тільки Великої Британії, а й Іспанії та Росії. Що таке гемофілія? За допомогою схеми визначте тип успадкування гемофілії. Гемофілія — це генетичний розлад, при якому хвора людина не здатна виробляти достатню кількість специфічного білка, який сприяє згортанню крові, що призводить до надмірної кровотечі та труднощів у загоєнні травм. У королеви Англії Вікторії був ген гемофілії, який вона передала своїм нащадкам. Тип успадкування в цьому випадку – Х-зчеплений рецесивний, що означає, що ген знаходиться в Х-хромосомі і передається від матерів до синів. У цьому випадку сини королеви Вікторії

успадкували б ген, а її дочки були б носіями.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке зчеплене успадкування?

shkola.in.ua

Зчеплена спадковість — це тип генетичної спадковості, де ознаки або порушення визначаються генами, розташованими в одній хромосомі. Зчеплене успадкування може бути або Х-зчепленим, коли ген розташований на Х-хромосомі, або Yзчепленим, коли ген розташований на Y-хромосомі. При Х-зчепленому успадкуванні ознака або розлад передається від матері до сина, тоді як при Y-зчепленому успадкуванні ознака або розлад передається від батька до сина. В обох випадках ознака або розлад не передається від батька до дочки або від матері до дочки. 2. Наведіть приклади ознак, що успадковуються зчеплено в людини. Приклади рис, які успадковуються зчеплено у людей, включають гемофілію, дальтонізм, м’язову дистрофію Дюшенна та синдром крихкої X. Гемофілія - це Хзчеплене рецесивне захворювання, спричинене мутацією гена фактора згортання VIII або IX. Дальтонізм - це Х-зчеплене рецесивне захворювання, викликане мутацією гена кольорового зору. М'язова дистрофія Дюшенна - це Х-зчеплене рецесивне захворювання, спричинене мутацією гена дистрофіну. Синдром крихкої Х-хромосоми – це Х-зчеплене домінантне захворювання, спричинене мутацією гена FMR1. 3. Що таке зчеплене зі статтю успадкування ознак? Зчеплене зі статтю успадкування ознак відноситься до ознак, які передаються від батьків до дитини через X- або Y-хромосому. При Х-зчепленому успадкуванні ознака

передається від матері до сина, тоді як при Y-зчепленому успадкуванні ознака передається від батька до сина. В обох випадках ознака не передається від батька до дочки або від матері до дочки. Наприклад, кольорова сліпота є Х-зчепленою рецесивною ознакою, що означає, що вона передається від матерів до синів, і син повинен успадкувати дві копії гена, щоб проявити цю ознаку. 4. Наведіть приклади ознак, що успадковуються зчеплено зі статтю в людини. Приклади ознак, пов’язаних зі статтю у людей, включають дальтонізм, гемофілію, м’язову дистрофію Дюшенна та синдром крихкої X. Дальтонізм - це Х-зчеплене рецесивне захворювання, викликане мутацією гена кольорового зору. Гемофілія - це Х-зчеплене рецесивне захворювання, спричинене мутацією гена фактора згортання VIII або IX. М'язова дистрофія Дюшенна - це Х-зчеплене рецесивне захворювання, спричинене мутацією гена дистрофіну. Синдром крихкої Х-хромосоми – це Хзчеплене домінантне захворювання, спричинене мутацією гена FMR1.

5. Що таке цитоплазматичне успадкування? Цитоплазматичне успадкування – це передача генів, що відбуваються поза ядром. Воно зустрічається у більшості еукаріотів і відрізняється від ядерної спадковості, тобто передачі генетичної інформації через ядро. Гени, які переносяться органелами, такими як мітохондрії та хлоропласти, успадковуються через цитоплазматичну спадковість. У рослин передача цитоплазматичних ознак може відбуватися або через успадковані від матері ендосимбіотичні органели, або через цитоплазматичну передачу, опосередковану пилком. У тварин цитоплазматична спадковість в основному передається яйцеклітиною і визначає характеристики потомства. Цитоплазматична спадковість також може бути використана для пояснення певних явищ, наприклад, чому деякі ознаки не успадковуються за менделівським принципом, або чому деякі ознаки передаються лише нащадкам чоловічої або жіночої статі. 6. Наведіть приклади цитоплазматичного успадкування ознак. Приклади цитоплазматичного успадкування ознак включають успадковані від матері ендосимбіотичні органели в рослинах, а також ознаки, що передаються через яйцеклітину у тварин. У рослин цитоплазматичну спадковість можна побачити в передачі таких ознак, як форма хлоропласту, колір квітки, строкатість листя та плоди без насіння. У тварин цитоплазматичну спадковість можна побачити в передачі таких ознак, як колір шерсті та ознаки, зчеплені зі статтю. Інші приклади цитоплазматичної спадковості включають передачу таких ознак, як цитоплазматична чоловіча стерильність і цитоплазматична несумісність, які спричинені елементами в цитоплазмі клітин.

7. Скільки груп зчеплення в людини? Люди зазвичай мають дві групи зчеплення залежно від статі: жінки мають 23 парні групи, а чоловіки – 22. Це тому, що чоловіки мають додаткову Х-хромосому, яка містить повний набір генів.

shkola.in.ua

8. Які особливості зчепленого зі статтю успадкування ознак у людини? У людини ознаки, зчеплені з Х-хромосомою, називають ознаками, зчепленими зі статтю. Ці ознаки успадковуються по-різному залежно від статі батька. У людини нащадки жіночої статі успадковують по одній Х-хромосомі від кожного з батьків, тоді як нащадки чоловічої статі успадковують одну Х-хромосому від матері та одну Yхромосому від батька. Ця різниця в моделях успадкування означає, що ознаки, зчеплені з Х-хромосомою, частіше виражаються у чоловіків, ніж у жінок. Крім того,

оскільки Y-хромосома містить дуже мало генів, будь-які ознаки, пов’язані з нею, набагато рідше виражаються. 9. Чим визначається цитоплазматичне успадкування?

Цитоплазматична спадковість визначається внеском батьківської матері. ДНК органели батька блокується від проникнення в яйцеклітину, а ДНК органели матері є єдиною, яка передається потомству. Це означає, що цитоплазматичне успадкування нащадків визначається внеском матері. Крім того, на цитоплазматичну спадковість

також впливають фактори навколишнього середовища, такі як температура, вологість і світло.

10. На конкретному прикладі доведіть важливість вивчення зчепленого успадкування ознак.

Щоб продемонструвати важливість вивчення зчепленого успадкування ознак, розглянемо приклад серповидноклітинної анемії. Серповидно-клітинна анемія — це генетичне захворювання, спричинене мутацією гена, відповідального за вироблення гемоглобіну, білка, який переносить кисень у еритроцитах. Мутація змушує гемоглобін утворювати аномальну форму, що може призвести до того, що червоні кров’яні клітини набувають серповидної форми та не можуть ефективно переносити кисень. Схема успадкування серповидно-клітинної анемії є яскравим прикладом важливості вивчення зчепленого успадкування ознак. Розлад успадковується рецесивним способом, що означає, що людина повинна успадкувати дві копії мутованого гена (по одній від кожного з батьків), щоб розвинути розлад. Це означає, що якщо один із батьків є носієм мутованого гена (що може статися, навіть якщо вони самі не мають розладу), існує ймовірність, що їх дитина успадкує дві копії гена та розвине розлад. Тому розуміння зчепленого успадкування ознак є важливим для того, щоб визначити, наскільки ймовірно, що дитина успадкує генетичний розлад, такий як серповидно-клітинна анемія.

§ 45. Закономірності мінливості людини Пригадайте!

Що таке мінливість? Що таке неспадкова й спадкова форми мінливості? Мінливість — це схильність ознаки змінюватися в особин у межах популяції. Неспадкові форми мінливості виникають через фактори навколишнього середовища, такі як дієта, спосіб життя або вплив різних умов. З іншого боку, спадкові форми мінливості зумовлені генетичними відмінностями, які можуть передаватися від одного покоління до наступного та призводити до прояву різних ознак. Прикладами спадкових форм мінливості є мутації, відмінності в кількості або структурі хромосом, відмінності в розташуванні молекул ДНК. Поміркуйте!

shkola.in.ua

Однояйцеві близнята є генетично однорідними, у них подібна й життєва програма. Навіть якщо діти були розлучені відразу після народження, згодом виявляється, що в них однакові смаки й захоплення, вони приблизно в тому самому віці одружуються, у них народжуються діти однієї статі (наприклад, сини), і вони дають їм близькі за звучанням імена. А як між ними виникають відмінності?

Хоча однояйцеві близнюки можуть бути генетично ідентичними, вони все одно піддаються впливу різних середовищ, коли ростуть. Це означає, що, незважаючи на спільну генетичну структуру, вони все одно матимуть різний досвід і розвинуть різні

інтереси, звички та характери. Крім того, хоча вони можуть мати певні фізичні риси, вони також можуть мати різні таланти та навички, які розвиваються під час

перебування в різних середовищах. Нарешті, хоча вони можуть мати схожі смаки та інтереси, вони також можуть мати різні думки з різних тем через різний досвід, який вони мали. СТАВЛЕННЯ Близнюковий метод дає змогу дає змогу встановити вплив генотипу та умов середовища на формування певної ознаки. У близнюкових дослідженнях

використовуються як монозиготні, так і дизиготні близнята. Чим вони різняться між собою? Яке значення досліджень близнят для вивчення мінливості в людини?

Монозиготні близнюки, також відомі як ідентичні, розвиваються з однієї заплідненої яйцеклітини та мають 100% однакового генетичного матеріалу. Дизиготні близнюки, також відомі як різнойменні, розвиваються з двох окремо запліднених яйцеклітин і мають лише 50% спільного генетичного матеріалу. Дослідження близнюків дозволяють дослідникам порівнювати подібності та відмінності між монозиготними та дизиготними близнюками, щоб визначити відносний вплив генетики та середовища на розвиток певних ознак. Порівнюючи схожість між монозиготними та дизиготними близнюками, дослідники можуть визначити, наскільки на ознаку впливає генетика, а наскільки – фактори навколишнього середовища. Результати досліджень близнюків дають цінне уявлення про відносний внесок генетики та навколишнього середовища в розвиток різноманітних фізичних і психічних рис.

РЕЗУЛЬТАТ 1. Що таке мінливість? Мінливість у біології — це поява відмінностей у величині відповіді серед особин однієї популяції за однакових умов середовища. Мінливість може виникнути через відмінності в генетичному складі, вплив навколишнього середовища або поєднання того й іншого. Варіація є головним фактором еволюції, оскільки вона дозволяє популяціям адаптуватися до нових умов навколишнього середовища та підвищити свої шанси на виживання. Варіації також можна використовувати для ідентифікації популяцій, які тісно пов’язані, і можуть допомогти вченим зрозуміти, як пов’язані між собою різні види.

shkola.in.ua

2. Які є форми мінливості? Мінливість у біології може приймати різні форми, включаючи генетичні варіації, варіації середовища та поєднання обох. Генетичні варіації викликані відмінностями в генетичному складі особин, які можуть бути успадковані від батьків або виникнути через мутацію. Різниця в навколишньому середовищі спричинена відмінностями в навколишньому середовищі, наприклад різною температурою, висотою або рівнем сонячного світла. Варіації також можуть бути спричинені поєднанням генетичних факторів і факторів середовища. Приклади мінливості в біології включають відмінності в кольорі очей, хутра, розмірі тіла або поведінці. 3. Що таке неспадкова мінливість? Неспадкова мінливість — це мінливість, спричинена не генетичними факторами, а скоріше впливом середовища. Це може включати зміни в харчуванні, температурі, сонячному світлі та інших факторах навколишнього середовища. Неспадкова мінливість також може бути спричинена поєднанням генетичних факторів і факторів

середовища. Приклади неспадкової мінливості в біології включають відмінності в розмірі та поведінці.

4. Наведіть приклади модифікаційної мінливості в людини.

Приклади модифікаційної мінливості у людей включають відмінності в кольорі очей, кольорі волосся, кольорі шкіри, зрості, вазі та інших фізичних характеристиках. Крім того, може спостерігатися мінливість щодо розумових здібностей, таких як інтелект, пам’ять і здатність до навчання. Крім того, можлива мінливість у поведінці, рисах

особистості та вподобаннях.

5. Що таке спадкова мінливість?

Спадкова мінливість — це мінливість, спричинена генетичними факторами, такими як мутації або зміни в генетичному коді. Цей тип мінливості може передаватися від батьків нащадкам і часто проявляється у таких фізичних характеристиках, як колір очей або волосся. Спадкову мінливість також можна побачити в таких розумових здібностях, як інтелект, пам’ять і здатність до навчання. Спадкова мінливість є важливим фактором еволюції, оскільки вона дозволяє популяціям адаптуватися до нових умов навколишнього середовища та підвищити свої шанси на виживання. 6. Наведіть приклади комбінаційної та мутаційної мінливості в людини. Комбінаційна мінливість у людини зумовлена поєднанням різних генетичних факторів, наприклад генів обох батьків. Приклади комбінаційної мінливості включають відмінності в кольорі очей, кольорі волосся, кольорі шкіри та інших фізичних характеристиках. Мутаційна мінливість зумовлена мутаціями в генетичному коді, які можуть призвести до змін фізичних характеристик або розумових здібностей. Приклади мутаційної мінливості включають зміни кольору очей, волосся, шкіри, зросту, ваги та інших фізичних характеристик. Мутації також можуть спричинити зміни розумових здібностей, таких як інтелект, пам’ять і здатність до навчання. 7. Назвіть молекулярні механізми мінливості. Молекулярні механізми мінливості включають зміни в послідовності ДНК, мутації та епігенетичні модифікації. Зміни в послідовності ДНК можуть бути спричинені точковими мутаціями, вставками, делеціями та іншими генетичними змінами. Мутації — це зміни в генетичному коді, які можуть успадковуватися або виникати через випадкові помилки в реплікації ДНК. Епігенетичні модифікації — це зміни в експресії генів, які не викликані змінами в послідовності ДНК. Ці зміни можуть бути викликані факторами навколишнього середовища, такими як дієта, стрес і вплив токсинів.

8. Які закономірності модифікаційної мінливості людини? Моделі модифікаційної мінливості в людини можуть включати генетичні варіації, такі як колір очей, колір волосся, колір шкіри, зріст, вага та інші фізичні характеристики. Крім того, може спостерігатися мінливість щодо розумових здібностей, таких як інтелект, пам’ять і здатність до навчання. Крім того, можлива мінливість у поведінці, рисах особистості та вподобаннях. Модифікаційна мінливість також може бути викликана факторами навколишнього середовища, такими як дієта, стрес і вплив токсинів.

shkola.in.ua

9. Яке значення спадкової мінливості для людини? Під спадковою мінливістю для людини розуміють відмінності її фізичних і психічних характеристик, які передаються від батьків. Це включає відмінності у фізичних характеристиках, таких як колір очей, колір волосся, колір шкіри, зріст, вага та інші фізичні характеристики, а також відмінності в розумових здібностях, таких як інтелект, пам’ять і здатність до навчання. Ці відмінності можуть бути викликані

генетичними факторами, такими як мутації або зміни в генетичному коді. Спадкова мінливість має важливе значення в еволюції, оскільки дозволяє популяціям

адаптуватися до нових умов навколишнього середовища та підвищити їхні шанси на виживання.

10. Оцініть значення близнюкового методу для вивчення мінливості людини.

Метод близнюків є потужним дослідницьким інструментом для вивчення мінливості людини, оскільки він дозволяє порівнювати однояйцевих і неідентичних близнюків.

Цей метод дозволяє дослідникам визначати вплив як генетичних, так і екологічних факторів на мінливість людини, що може бути корисним у багатьох сферах, наприклад, для розуміння генетичної основи поведінки та психічних захворювань. Крім того, метод близнюків можна використовувати для вивчення спадковості ознак, що може дати цінну інформацію про вплив генетичної варіації на популяцію. Однак метод близнюків не позбавлений обмежень, оскільки він базується на припущенні, що близнюки виховуються в схожих умовах, що не завжди може бути так. Крім того, метод близнюків може бути не в змозі точно визначити наслідки рідкісних генетичних варіантів.

§ 47. Захист геному людини від шкідливих мутагенних впливів Пригадайте!

Що таке мутації? Мутації — це зміни в генетичній послідовності, і вони є основною причиною різноманітності організмів. Ці зміни відбуваються на багатьох різних рівнях, від змін однієї пари основ до більших хромосомних перебудов. Мутації однієї пари основ є найменшим і найпоширенішим типом мутації, і вони можуть бути корисними, нейтральними або шкідливими, залежно від гена та конкретної мутації. Більші мутації, такі як хромосомні перебудови, можуть призвести до більш різких змін у генетичній послідовності та спричинити різноманітні захворювання. ДІЯЛЬНІСТЬ Заповніть у робочому зошиті таблицю й сформулюйте основні заходи щодо захисту людини від шкідливих мутагенних впливів. Для захисту людини від шкідливого мутагенного впливу необхідно вжити таких заходів: уникайте впливу відомих мутагенів, таких як хімічні речовини, радіація та ліки. Одягайте захисний одяг, такий як рукавички та маски, під час роботи з хімікатами. Дотримуйтесь правил безпеки при роботі з хімічними речовинами та радіацією. Уникайте контакту з токсичними матеріалами. Дотримуйтеся здорового харчування, щоб забезпечити достатнє споживання вітамінів і мінералів. Регулярно займайтеся спортом, щоб зменшити стрес і підтримувати здорову імунну систему.

shkola.in.ua

Зменшіть або виключіть алкоголь, тютюн та інші наркотики. Проходьте регулярні медичні огляди, щоб завчасно виявити будь-які генетичні мутації. Адаптогени – це група препаратів, що підтримують роботу імунної системи людини на достатньому рівні й підвищують його стійкість проти шкідливих фізичних, хімічних та біологічних мутагенів. Ці природні засоби стимулюють захисні сили організму людини, пристосовують його до змін погоди, коливань атмосферного тиску, підвищують стійкість до стресів, фізичну й розумову працездатність. Адаптогенні властивості мають такі рослини, як імбир, астрагал, родіола рожева, обліпиха, лимонник, ехінацея. Створіть буклет, постер або

презентацію цих адаптогенних рослин і визначте загальний механізм їхньої дії на організм людини. Адаптогени - це група природних засобів, які підтримують здатність організму

справлятися зі стресом і протистояти хворобам. Це потужні трави та рослини, які використовувалися протягом століть, щоб допомогти організму відновити баланс і покращити загальний стан здоров’я. Адаптогенні рослини допомагають організму адаптуватися до фізичних і психічних стресів. Вони допомагають організму

регулювати свою гормональну та імунну реакцію та підтримують природну здатність організму боротися з інфекцією та стресом. Вони також можуть допомогти покращити настрій і розумову ясність, підвищити фізичну працездатність, зменшити втому та підвищити загальний рівень енергії. Загальний механізм дії адаптогенів на організм людини такий: вони допомагають організму регулювати гормональні та імунні реакції та підтримують природну здатність організму боротися з інфекцією та стресом. Адаптогени допомагають покращити настрій і розумову ясність, зменшити втому та підвищити загальний рівень енергії. Вони допомагають підтримувати природну здатність організму справлятися з фізичними та психічними стресами. Адаптогени також можуть допомогти зменшити запалення, знизити артеріальний тиск і покращити кровообіг. Вони можуть допомогти покращити когнітивні здібності, зменшити тривогу та депресію та сприяти здоровішому способу життя. СТАВЛЕННЯ Бензен (бензол) – перший представник гомологічного ряду ароматичних вуглеводнів, молекулярна формула C6H6. Із середини ХХ сторіччя практично весь промисловий обсяг бензену виробляють способом дегідрогенізації нафтової сировини. Бензен має цінні властивості як розчинник, але через його високу токсичність і канцерогенність таке використання нині дуже обмежено. Який механізм шкідливого мутагенного впливу бензену на організм людини? Механізм шкідливої мутагенної дії бензолу на організм людини досі до кінця не вивчений. Однак вважається, що це пов’язано з метаболізмом бензолу в різні токсичні метаболіти, які можуть пошкодити ДНК і викликати мутації, які можуть призвести до раку. Основними токсичними метаболітами бензолу є бензолоксид та його похідні, а також гідрохінон та його похідні. Оксид бензолу та його похідні вважаються найважливішими мутагенними метаболітами, і вони можуть спричинити пошкодження ДНК, утворюючи адукти з основами ДНК та викликаючи модифікації основ. Гідрохінон та його похідні також можуть викликати пошкодження ДНК, утворюючи адукти з основами ДНК. Крім того, бензол може викликати

окислювальний стрес і пошкодити ДНК шляхом утворення активних форм кисню. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке мутагени?

shkola.in.ua

Мутагени - це агенти, які можуть викликати зміни в ДНК, що призводить до генетичних мутацій. Це може призвести до різноманітних наслідків, таких як підвищення ризику раку, зміна фізичних характеристик і зміни в поведінці. Типовими прикладами мутагенів є певні типи радіації, хімічні речовини та віруси. Мутагени також можна класифікувати за різними категоріями залежно від того, як викликана мутація, наприклад точкові мутації, мутації зсуву кадрів і вставки/видалення. 2. Назвіть основні групи мутагенів. Основними групами мутагенів є фізичні мутагени, хімічні мутагени та біологічні мутагени. Фізичні мутагени включають радіацію, таку як ультрафіолетове світло,

рентгенівські та гамма-промені. Хімічні мутагени включають хімічні речовини, які можуть викликати зміни в ДНК, такі як певні пестициди, промислові хімікати та компоненти бензину. До біологічних мутагенів належать віруси, бактерії та інші мікроорганізми, здатні викликати генетичні мутації. 3. Наведіть приклади мутагенів з кожної групи. Наведіть приклади мутагенів з кожної групи. До фізичних мутагенів належать ультрафіолетове світло, рентгенівські та гамма-промені. До хімічних мутагенів належать певні пестициди, промислові хімікати та компоненти бензину. До біологічних мутагенів належать віруси, бактерії та інші мікроорганізми. Деякі приклади конкретних мутагенів з кожної групи включають: Фізичні мутагени: УФ-випромінювання, рентгенівські промені, гамма-промені, космічне випромінювання.

Хімічні мутагени: азбест, тютюновий дим, миш'як, бензол.

Біологічні мутагени: ВІЛ, ВПЛ, вірус Епштейна-Барр, вірус простого герпесу. 4. Що таке антимутагени?

Антимутагени — це речовини, здатні зменшувати або запобігати мутагенну дію мутагенів. Вони можуть блокувати дію мутагенів на ДНК або зменшувати вироблення мутагенних метаболітів. Приклади антимутагенів включають антиоксиданти, вітаміни та певні дієтичні компоненти, такі як омега-3 жирні кислоти та фітохімічні речовини. Антимутагени можна використовувати для зниження ризику, пов’язаного з впливом мутагенів, і для зменшення потенціалу розвитку генетичних мутацій. 5. Наведіть приклади антимутагенів. Приклади антимутагенів включають антиоксиданти, такі як вітаміни А, С і Е; омега-3 жирні кислоти; і фітохімічні речовини, такі як флавоноїди, каротиноїди та поліфеноли. Ці речовини можуть допомогти захистити клітини від пошкодження ДНК, викликаного мутагенами, а також можуть допомогти зменшити вироблення мутагенних метаболітів. Крім того, вважається, що деякі харчові компоненти, такі як хрестоцвіті овочі та часник, мають антимутагенні властивості. 6. Що таке комутагени? Комутагени - це речовини, які можуть викликати мутації в ДНК, але не викликають постійних змін у генетичному матеріалі. Натомість вони можуть спричинити тимчасові зміни в структурі молекул ДНК, які можуть бути скасовані після видалення речовини. Приклади комутагенів включають певні види радіації, хімічні речовини та ліки.

shkola.in.ua

7. Які механізми шкідливого впливу мутацій? Механізми шкідливого впливу мутацій можуть відрізнятися залежно від типу мутації та організму, в якому вона виникає. Деякі з потенційних шкідливих наслідків включають: зниження працездатності організму, підвищення рівня захворювань і підвищений ризик раку. Мутації також можуть призвести до зниження здатності організму пристосовуватися до мінливих умов навколишнього середовища, а також можуть викликати зміни у фенотипі організму. У багатьох випадках мутації можуть призвести до втрати важливої генетичної інформації та призвести до втрати життєздатності організму. 8. Якими є соціальні заходи захисту геному людини від шкідливих мутагенних впливів? Соціальні заходи захисту геному людини від шкідливих мутагенних впливів включають зменшення впливу мутагенів, наприклад уникнення або обмеження впливу

радіації, токсичних хімічних речовин та інших забруднень навколишнього середовища. Також важливо інформувати громадськість про ризики мутагенних впливів і сприяти змінам способу життя, які можуть зменшити ризик мутації, наприклад, кинути палити та дотримуватися здорового харчування. Крім того, генетичне тестування та консультування можуть допомогти виявити осіб, які мають підвищений ризик генетичної мутації, і можуть допомогти їм прийняти обґрунтовані рішення щодо свого здоров’я.

9. Якими є індивідуальні заходи захисту від мутагенів? Індивідуальні заходи захисту від мутагенів включають уникнення або обмеження впливу відомих мутагенів, таких як радіація, токсичні хімікати та інші забруднення навколишнього середовища. Також важливо носити захисне спорядження та одяг під час роботи з потенційними мутагенами або поблизу них, а також дотримуватися протоколів безпеки під час роботи з потенційно небезпечними матеріалами. Крім того, люди повинні знати про потенційні фактори ризику та вживати заходів для зменшення впливу мутагенів, наприклад, кинути палити, дотримуватися здорової дієти та уникати певних ліків і наркотиків.

10. Назвіть та обґрунтуйте основні заходи щодо захисту людини від шкідливих мутагенних впливів.

Основні заходи захисту людини від шкідливих мутагенних впливів включають зменшення впливу мутагенів, наприклад уникнення або обмеження впливу радіації, токсичних хімічних речовин та інших забруднень навколишнього середовища; інформування населення про ризики мутагенних впливів; сприяння змінам способу життя, які можуть знизити ризик мутації; генетичне тестування та консультування; а також заходи індивідуального захисту, такі як носіння захисного спорядження та одягу під час роботи з потенційними мутагенами або поблизу них, а також дотримання протоколів безпеки під час роботи з потенційно небезпечними матеріалами. Зменшення впливу мутагенів є важливим, оскільки це може допомогти запобігти виникненню мутацій. Навчання громадськості є важливим, оскільки це може допомогти людям приймати обґрунтовані рішення щодо свого здоров’я та зменшити ризик мутації. Сприяння зміні способу життя також може допомогти зменшити ризик мутації, як і генетичне тестування та консультування. Нарешті, індивідуальні заходи захисту можуть допомогти зменшити ризик впливу мутагенів і можуть допомогти людям захистити себе під час роботи з потенційними мутагенами або поблизу них.

§ 48. Генетичний моніторинг у людських спільнотах Пригадайте!

Які є методи біологічних досліджень?

shkola.in.ua

У біологічних дослідженнях використовуються численні методи, включаючи експерименти, спостереження, моделювання та моделювання, збір і аналіз даних, а також математичний і статистичний аналіз. Експерименти використовуються для перевірки гіпотез і теорій, тоді як спостереження використовуються для систематичного збору даних. Моделювання та симуляція використовуються для створення уявлень про фізичні та біологічні системи, тоді як збір і аналіз даних використовуються для висновків на основі даних. Нарешті, математичний і статистичний аналіз використовується для прогнозування та висновків з даних. Поміркуйте!

Слово «моніторинг» запозичене

з англійської мови. Його значення – це відслідковування, постійне спостереження. Термін означає системи чи методи організації досліджень з метою визначення динаміки в різних галузях діяльності людини. Так, є екологічний моніторинг, фінансовий моніторинг, освітній моніторинг. А що таке генетичний моніторинг?

Генетичний моніторинг — це процес збору та аналізу генетичних даних з метою виявлення змін у генетичному складі певної популяції з часом. Цей вид моніторингу

використовується для відстеження здоров’я населення, виявлення можливих

генетичних розладів та виявлення причин спадкових захворювань. Генетичний

моніторинг також можна використовувати для відстеження поширення генетичного матеріалу між видами та моніторингу впливу змін навколишнього середовища на генетичне різноманіття.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Зіставте названі методи медичного діагностування з органами, що досліджуються та отримайте латинське слово, яким позначають хворобу. Як класифікують хвороби?

Захворювання класифікуються відповідно до причини або етіології, характеру ознак і симптомів, а також реакції організму на хворобу. Причини захворювань включають інфекції, генетичні мутації, вплив навколишнього середовища, спосіб життя та харчові звички. Захворювання також можна класифікувати за ступенем тяжкості, як гострі та хронічні, і за перебігом захворювання, як гострий, періодичний або рецидивуючий. Крім того, захворювання часто класифікують за системами організму, такими як серцево-судинні, дихальні чи шлунково-кишкові. Скринінг у медицині – це проведення низки безпечних і простих досліджень великої групи населення, що дають змогу виявити групи ризику щодо розвитку будь-якого захворювання. Скринінг новонароджених – це обстеження всіх народжених дітей для виявлення певних важких спадкових захворювань. У світі скринінгове дослідження охоплює близько 40 спадкових хвороб. Для чого і як здійснюють скринінг-програми новонароджених? Програми скринінгу новонароджених проводяться з метою якнайшвидшого виявлення деяких серйозних спадкових захворювань у новонароджених дітей. Виявивши ці захворювання на ранніх стадіях, можна забезпечити раннє лікування та втручання, які можуть допомогти покращити віддалені результати для дитини. Скринінг зазвичай проводиться за допомогою тесту на укол п’яти, під час якого на п’яту беруть кілька крапель крові дитини та перевіряють на наявність певних маркерів, пов’язаних із захворюваннями. Якщо маркери виявлено, можуть бути рекомендовані додаткові тести та моніторинг. Скринінгові тести також можна використовувати для виявлення інших захворювань, таких як метаболічні розлади та муковісцидоз. СТАВЛЕННЯ В Україні в 2012 р. завдяки успішній роботі програми «Зупинимо туберкульоз в Україні» вперше почали застосовуватися інноваційні молекулярно-генетичні методи діагностики туберкульозу. Застосування таких методів дає змогу вже в день здачі аналізів поставити людині діагноз і своєчасно розпочати курс лікування. А як за допомогою досліджень ДНК виявляють туберкульоз? Оцініть переваги молекулярно-генетичних методів перед туберкуліновою пробою, в основі якої – тест Манту.

Молекулярно-генетичні методи діагностики туберкульозу мають ряд переваг перед традиційною туберкулінодіагностикою на основі проби Манту. Однією з переваг є його здатність виявляти наявність ДНК Mycobacterium tuberculosis у зразку пацієнта, що неможливо за допомогою проби Манту. Крім того, молекулярно-генетичні методи більш чутливі, ніж проба Манту, тобто вони здатні виявляти ширший спектр туберкульозних інфекцій. Вони також більш специфічні, тобто здатні точніше відрізнити активні випадки туберкульозу від тих, хто зазнав впливу бактерій туберкульозу, але не має активної інфекції. Нарешті, молекулярно-генетичні методи дають результати за набагато коротший термін, ніж проба Манту, для отримання

результатів якої може знадобитися до 48 годин. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке генетичний моніторинг? Генетичний моніторинг — це використання молекулярних маркерів для ідентифікації особин, видів чи популяцій або для кількісної оцінки змін у генетичній структурі популяції з часом. Він може бути використаний для виявлення змін у чисельності та/або різноманітності видів і став важливим інструментом у збереженні, управлінні та моніторингу диких популяцій видів, що знаходяться під загрозою зникнення. Генетичний моніторинг також може бути використаний для оцінки успішності стратегій збереження та управління, а також для визначення та визначення територій високої цінності для збереження. Крім того, генетичний моніторинг можна використовувати для оцінки впливу діяльності людини на генетичну структуру популяцій.

2. Назвіть основні напрями генетичного моніторингу. Основні сфери генетичного моніторингу включають: визначення генетичного різноманіття, відстеження поширення генетичних змін, виявлення генетичних мутацій і моніторинг генетичних захворювань і розладів. Крім того, генетичний моніторинг також можна використовувати для аналізу впливу факторів навколишнього середовища на генетичні зміни та для визначення ефективності зусиль щодо збереження.

3. Що таке скринінг? Скринінг — це процес тестування популяції або групи осіб для виявлення наявності певного стану чи захворювання. Скринінгові тести, як правило, неінвазивні, їх можна зробити за допомогою простого аналізу крові, сечі або сканування зображень. Метою скринінгових тестів є виявлення захворювання або станів на ранній стадії, до того, як симптоми захворювання стануть очевидними, і коли лікування, ймовірно, буде успішним. Скринінгові тести зазвичай використовуються для таких захворювань, як рак, діабет, хвороби серця та інші захворювання. 4. Яка мета генетичного скринінгу?

Метою генетичного скринінгу є виявлення осіб, які мають ризик розвитку генетичного захворювання. Його також можна використовувати для виявлення генетичних

shkola.in.ua

захворювань у новонароджених і визначення того, чи є людина носієм генетичного захворювання. Генетичний скринінг, як правило, використовується для надання окремим особам і сім’ям необхідної інформації для прийняття обґрунтованих рішень щодо свого здоров’я та підготовки до будь-яких потенційних проблем зі здоров’ям, які можуть виникнути через генетичний розлад. 5. Що таке молекулярно-генетична діагностика?

Молекулярно-генетична діагностика — це тип генетичного тестування, який використовується для виявлення генетичних мутацій, пов’язаних із певним генетичним розладом або захворюванням. Цей тип тестування використовується для

виявлення змін в ДНК людини, які потім можна використовувати для діагностики ряду генетичних захворювань або розладів. Молекулярно-генетичну діагностику

також можна використовувати для визначення статусу носія індивіда, а також для прогнозування ризиків, пов’язаних із певними генетичними захворюваннями.

6. Назвіть методи молекулярно-генетичної діагностики?

Методи молекулярно-генетичної діагностики включають секвенування цілого екзома, тестування одного гена, панельне тестування, тестування біомаркерів, профілювання пухлини та генетичне тестування пухлини. Крім того, пренатальні скринінгові тести можна використовувати для визначення ймовірності того, що плід матиме певні типи генетичних розладів. У деяких випадках генетичне тестування також може використовуватися в установах охорони здоров’я або первинної медичної допомоги. 7. Яка мета й напрями генетичного моніторингу? Цілями та напрямками генетичного моніторингу є виявлення та відстеження генетичних змін у популяціях, виявлення причин генетичних змін, розробка стратегій запобігання, контролю та лікування генетичних захворювань. Крім того, генетичний моніторинг також можна використовувати для оцінки впливу факторів навколишнього середовища на генетичні зміни та для оцінки ефективності зусиль щодо збереження. 8. Для чого здійснюють скринінг у медицині? Скринінг проводиться в медицині для виявлення захворювань або станів на ранній стадії, до того, як симптоми стануть очевидними, коли лікування, ймовірно, буде успішним. Скринінгові тести можуть допомогти виявити захворювання або стани, які в іншому випадку могли б залишитися непоміченими, дозволяючи ранішу діагностику та втручання. У багатьох випадках скринінгові тести також можуть допомогти знизити ризик розвитку певних захворювань шляхом виявлення осіб, які мають вищий ризик. Скринінгові тести також можна використовувати, щоб визначити, чи є людина носієм певного генетичного захворювання чи має підвищений ризик розвитку конкретного захворювання. 9. У чому перевага методів молекулярно-генетичної діагностики? Переваги методів молекулярно-генетичної діагностики полягають у тому, що вони точніші та точніші, ніж традиційні методи генетичного тестування, вони надають більш детальну та конкретну інформацію про генетичні зміни в індивідуумі та їх можна використовувати для діагностики широкого спектру генетичних захворювань. Крім того, методи молекулярно-генетичної діагностики можуть бути використані для виявлення генетичних змін у плода та визначення носійства особи. Цей тип тестування часто використовується для виявлення та відстеження змін у популяціях, а також для оцінки впливу факторів навколишнього середовища на генетичні зміни та для оцінки ефективності зусиль щодо збереження.

shkola.in.ua

10. Для чого і як здійснюють скринінг-програми новонароджених? Програми скринінгу новонароджених проводяться для виявлення генетичних і метаболічних захворювань у новонароджених, які можуть спричинити тривалу інвалідність або навіть смерть, якщо їх не лікувати. Як правило, невеликий зразок крові дитини береться і перевіряється на різноманітні генетичні та метаболічні маркери. Якщо результати скринінгу вказують на наявність генетичного або метаболічного захворювання, можна провести подальше тестування, щоб підтвердити

діагноз і рекомендувати варіанти лікування. Скринінг новонароджених може допомогти виявити потенційні ризики для здоров’я на ранній стадії, дозволяючи вжити ранніх заходів і покращити результати.

§ 49. Особливості генофонду людських спільнот

Пригадайте!

Що таке популяції?

Популяції — це групи особин одного виду, які мешкають в одній географічній зоні. Популяції можуть охоплювати широкий діапазон розмірів, від кількох особин до мільйонів. Популяції можна далі розділити на субпопуляції, які є групами особин у більшій популяції. Популяції також можна розділити за географічними межами або за генетичними характеристиками. Популяції вивчають екологія, генетика та еволюційна біологія. Динаміка популяції описує зміни в популяції з часом, такі як ріст, зменшення та вимирання. Поміркуйте!

Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського – найбільша за обсягом фонду та площею приміщень бібліотека України. Її бібліотечний фонд як головного науково-інформаційного центра держави становить близько 15 млн одиниць зберігання. А що таке генофонд людських популяцій? Генофонд людських популяцій — це загальна генетична інформація в популяції. Це загальна сума всіх різних алелів (варіацій гена) у популяції. Генофонд постійно змінюється, оскільки вводяться нові алелі та видаляють існуючі алелі шляхом природного відбору. На генофонд також впливають міграція, мутації та генетичний дрейф. Генофонд популяції важливий для розуміння різноманітності популяції та для прогнозування реакції популяції на зміни середовища. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

За допомогою таблиці порівняйте популяції людини й тварин. Що є спільного й відмінного між ними? Зробіть висновок про причини подібності й відмінностей. Популяції людей і тварин мають однакові основні характеристики: усі вони складаються з особин, що належать до одного виду, вони зазвичай географічно обмежені та піддаються генетичним змінам через мутації та природний відбір. Однак існують деякі ключові відмінності між популяціями людей і тварин. Наприклад, люди мають набагато складнішу соціальну систему, ніж тварини, і вони мають здатність мігрувати, тоді як тварини зазвичай залишаються в межах певної географічної території. Крім того, люди мають здатність брати участь у просунутому вирішенні проблем і прийнятті рішень, тоді як тварини в основному обмежені інстинктивною поведінкою. Подібність між популяціями людей і тварин можна пояснити тим фактом, що вони обидві підпорядковані тим самим еволюційним силам, таким як генетична мінливість і природний відбір. Ці відмінності можна пояснити вищим рівнем інтелекту, складною соціальною структурою та здатністю до міграції, які є у людей. У стародавні часи в багатьох царських династіях укладалися тільки сімейні або, як говорять у генетиці, інбредні шлюби. З покоління в покоління в судинах багатьох єгипетських фараонів, правителів греко-македонської династії, вождів інків текла тільки «блакитна» кров. На жаль, як виявилось, вона не гарантувала народження мудрих, сильних духом і тілом нащадків. Так, у Тутанхамона було кілька генетичних відхилень, включаючи хворобу кісток і клишоногість. Поясніть, чому в таких сім'ях з'являлися діти з психічними та фізичними вадами.

Основною причиною появи в цих сім'ях дітей з розумовими та фізичними вадами є наслідки інбридингу. Інбридинг — це коли дві особини, які є близькими родичами, наприклад брати і сестри або двоюрідні брати, спаровуються і дають потомство.

Інбридинг може збільшити ймовірність передачі генетичних розладів нащадкам, а також фізичних і розумових вад. Це пояснюється тим, що інбридинг збільшує ймовірність прояву рецесивних генів у нащадків, які можуть викликати певні генетичні порушення. Крім того, інбридинг також може призвести до зниження рівня генетичної різноманітності, що також може збільшити ймовірність передачі генетичних розладів і інвалідності. СТАВЛЕННЯ Соціальна спільність – група людей, що склалася об'єктивно в процесі історичного розвитку, реально існує, характеризується відносною цілісністю і самостійним суб'єктом соціальної та історичної дії. Чи є відмінності між термінами «популяція людей» та «людські спільноти»? Які групи людей можна вважати популяціями? Основна відмінність між термінами «людська популяція» та «людські спільноти» полягає в тому, що популяція — це група особин, як правило, одного виду, які проживають на одній території та мають спільні характеристики, такі як вік, стать тощо, тоді як спільнота – це група людей, які сформували спільну ідентичність, зазвичай через спільну культуру, мову чи релігію. Популяції можуть включати людей, тварин, рослини або навіть мікроорганізми. Наприклад, популяція людей може бути групою людей, що живуть у певному містечку чи регіоні, або це може бути група людей, які мають спільну етнічну приналежність, національність чи релігію. Подібним чином популяція тварин може бути групою тварин, що живуть на певній території, або групою тварин спільного виду. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке популяція людей? Людська популяція — це група людей, як правило, одного виду, які проживають на одній території та мають спільні характеристики, такі як вік, стать, етнічна приналежність, національність або релігія. Людські популяції також можна визначити на основі інших характеристик, таких як мова, релігія чи рівень доходу.

2. Що таке генетична характеристика популяції? Генетична характеристика популяції - це сукупність генів, які присутні в популяції. Ці гени визначають фізичні характеристики, такі як колір очей, колір волосся, колір шкіри тощо, які спостерігаються в популяції. Генетичний склад популяції може змінюватися з часом внаслідок мутацій, природного відбору чи інших еволюційних факторів. Важливо відзначити, що один і той самий ген може по-різному впливати на різні популяції через різний тиск навколишнього середовища, якому піддається популяція.

3. Що таке генофонд популяцій? Генофонд популяції - це сукупний набір генів, наявних у популяції. Це включає всі різні версії гена, відомі як алелі, які присутні в популяції. Генофонд популяції може змінюватися з часом внаслідок мутацій, природного відбору чи інших еволюційних факторів. Важливо відзначити, що один і той самий ген може по-різному впливати на різні популяції через різний тиск навколишнього середовища, якому піддається популяція. 4. Назвіть основні властивості генофонду.

Основні властивості генофонду включають генетичне різноманіття, генетичну мінливість, частоти алелів і генотипові частоти. Генетичне різноманіття відноситься до різноманітності різних генів, знайдених у популяції, тоді як генетична варіація

стосується відмінностей між цими генами. Частоти алелів відносяться до відносних частот різних алелів гена в популяції, тоді як генотипові частоти відносяться до відносних частот різних генотипів у популяції. 5. Назвіть рушійний чинник формування популяцій. Рушійним фактором формування популяції є передусім генетичний дрейф, який стосується випадкових коливань частоти алелів у популяції з часом. Генетичний дрейф може мати значні наслідки, коли популяція різко зменшується в розмірі, і може призвести до формування нових популяцій з частотою генів, відмінною від вихідної популяції. Крім того, процес природного відбору також може призвести до

формування нових популяцій, оскільки організми з більш вигідними ознаками матимуть більше шансів на виживання та розмноження. 6. Назвіть елементарні чинники формування популяцій.

shkola.in.ua

До елементарних факторів формування популяції належать генетичний дрейф, мутація, потік генів, природний відбір і невипадкове спаровування. Генетичний дрейф — це випадкові коливання частоти алелів у популяції з часом, тоді як мутація — це випадкова зміна генетичного коду організму. Потік генів — це переміщення генів у популяцію або з неї, тоді як природний відбір — це процес, завдяки якому організми з кращими ознаками мають більше шансів на виживання та розмноження. Невипадкове спарювання відноситься до процесу, за допомогою якого організми вибирають партнерів на основі своїх генетичних ознак. 7. Що відрізняє популяції людини? Популяції людей відрізняються унікальним генетичним складом, культурними звичаями, мовами та фізичними характеристиками. Люди мають довгу історію міграції та схрещування, що призвело до величезного генетичного різноманіття серед різних популяцій. Крім того, культурні звичаї, мови та фізичні характеристики значно відрізняються серед різних груп населення. Усі ці фактори сприяють унікальності людських популяцій. 8. Які особливості генофонду людських популяцій? Генофонд людських популяцій характеризується високим ступенем генетичної мінливості з широким діапазоном алелів і генотипів, присутніх у популяції. Люди мають довгу історію міграції та схрещування, що призвело до величезного спектру генетичного різноманіття між різними популяціями. Це розмаїття відображається у фізичних характеристиках і культурних звичаях різних груп населення. Крім того, генофонд людських популяцій постійно розвивається завдяки процесам мутації, потоку генів, генетичного дрейфу та природного відбору. 9. Які чинники впливають на формування генофонду популяцій людини? На формування генофонду людських популяцій впливають різні фактори, включаючи мутації, потік генів, генетичний дрейф і природний відбір. Мутація — це випадкова зміна генетичного коду організму, тоді як потік генів — це переміщення генів у популяцію або з неї. Генетичний дрейф — це випадкові коливання частоти алелів у популяції з плином часу, тоді як природний відбір — це процес, за допомогою якого організми з кращими ознаками мають більше шансів на виживання та розмноження. Крім того, невипадкове спарювання, при якому організми вибирають партнерів на основі своїх генетичних ознак, також може вплинути на формування генофонду.

10. Що спільного й відмінного між популяціями людини й тварин?

Люди та тварини мають багато спільних характеристик щодо формування популяції, таких як генетичний дрейф, мутація, потік генів і природний відбір. Однак люди унікальні тим, що вони також мають здатність до цілеспрямованої міграції та схрещування, що призводить до величезного генетичного різноманіття між різними популяціями. Крім того, люди також мають здатність використовувати мову та розвивати складні культурні практики, які можуть мати великий вплив на формування людських популяцій.

§ 50. Закономірності розподілу алелів у популяції Пригадайте!

Що таке популяції? Популяція визначається як група особин одного виду, що живуть і схрещуються на певній території. Члени популяції часто покладаються на однакові ресурси, і, таким чином, їх популяції можуть конкурувати за ті самі ресурси. Популяції також можуть взаємодіяти одна з одною через міграцію або схрещування, що може призвести до змін у генофонді популяції. Популяції також піддаються природному відбору та іншим еволюційним силам, які з часом можуть призвести до змін у розмірі та складі популяції.

Поміркуйте!

Луїджі Лука Каваллі-Сфорца (нар. 1922) – італійський генетик, один із найвідоміших у світі сучасної популяційної генетики. Узагальнивши різну генетичну, археологічну й лінгвістичну інформацію, створив теорію походження рас й народів. Результати його праці зібрано в книжках «Історія й географія генів людини» та «Гени, народи й мови». А для яких іще галузей мають значення дослідження генетики популяцій?

Дослідження популяційної генетики важливі для багатьох галузей, включаючи еволюційну біологію, медичну генетику, антропологію та криміналістику. В еволюційній біології популяційна генетика допомагає нам зрозуміти динаміку адаптації та видоутворення, а також може дати розуміння історії виду. У медичній генетиці популяційна генетика може допомогти дослідникам ідентифікувати генетичні варіанти, пов’язані з конкретними захворюваннями, і може дати розуміння генетичної основи складних захворювань. В антропології популяційна генетика може допомогти простежити міграції різних популяцій, а також може пролити світло на історію та походження різних народів. Нарешті, у криміналістиці популяційна генетика може допомогти ідентифікувати індивідів і може використовуватися для визначення спорідненості різних індивідів.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота 8

shkola.in.ua

Вправа 2. До складу популяції людей входять 9 % гомозигот АА, 49 % гомозигот аа і 42 % гетерозигот Аа. Визначте частоту алелів А і а в популяції.

Частоту алеля А в популяції можна визначити, поділивши кількість гомозигот АА (9%) на загальну кількість особин (100%) і помноживши на два, оскільки кожна особина має два алелі. Таким чином, частота алелі А становить 18%. Частоту алеля

можна визначити таким же чином, поділивши кількість гомозигот аа (49%) на загальну кількість особин (100%) і помноживши на два. Таким чином, частота алелі а становить 98%.

Вправа 3*. У популяції лисиць на певній території виявлено 9 991 рудих особин і 9 лисиць-альбіносів. Альбінізм кодується рецесивним алелем, а руде забарвлення – домінантним. Визначте генетичну структуру цієї популяції лисиць.

У цій популяції лисиць алель рудого забарвлення є домінантним, тому частота рудого алеля становить 1,00 (100%). Частота алеля альбіноса визначається діленням кількості лисиць-альбіносів (9) на загальну кількість лисиць (9991) і множенням на два, оскільки кожна особина має два алелі. Так, частота алелі альбіноса становить 0,01 (1%). Генетичну структуру цієї популяції лисиць можна підсумувати таким чином: частота червоного алеля (A) = 1,00 (100%), частота алеля (a) альбіноса = 0,01 (1%). Наведені формула й визначення є окремим випадком бінома Ньютона. Назвіть і поясніть цю алгебраїчну закономірність. В яких ще інших галузях біології окрім генетики популяцій застосовуються знання алгебри? Наведена формула та визначення є окремим випадком бінома Ньютона, який стверджує, що сума двох доданків, піднесених до будь-якого степеня, дорівнює сумі кожного доданка, піднесеного до цього степеня. Ця алгебраїчна закономірність використовується в популяційній генетиці для розрахунку частот різних алелів у популяції. Знання алгебри також використовуються в інших галузях біології, таких як екологія, де вони використовуються для розрахунку чисельності популяції, темпів росту та іншої динаміки популяції. Алгебра також використовується в еволюційній біології для обчислення генетичних відстаней між різними видами та популяціями, а також у молекулярній біології для обчислення розміру та складності послідовностей ДНК. Алгебраїчні рівняння також використовуються в епідеміології для вивчення поширення хвороб і моделювання взаємодії між різними інфекційними агентами та їх господарями. СТАВЛЕННЯ Закон гомологічних рядів М. І. Вавилова порівнюють із Періодичним законом Д. І. Менделєєва. Поясніть, чому. Яке практичне значення мають знання закономірностей розподілу алелів у популяціях? Яке значення Періодичного закону Д. І. Менделєєва? М.І. Закон гомологічних рядів Вавилова стверджує, що різні різновиди виду мають подібні характеристики і що ці характеристики, як правило, слідують шаблону успадкування. Цей закон часто порівнюють з Д.І. Періодичний закон Менделєєва, який є шаблоном, який описує, як хімічні елементи розташовані в періодичній системі на основі їхніх властивостей. Практичне значення знання закономірностей розподілу алелів у популяціях полягає в тому, що воно може допомогти нам краще зрозуміти генетичне різноманіття в межах даної популяції та може використовуватися для прогнозування того, як популяція може реагувати на зміни навколишнього

середовища. Ці знання також можуть бути використані в цілях збереження, оскільки розуміння моделі алелів у популяції може допомогти нам визначити, які популяції більше схильні до ризику зникнення. Значення діяльності Д.І. Періодичний закон Менделєєва полягає в тому, що він дозволяє передбачити властивості хімічних елементів на основі їх положення в періодичній системі. Ці знання можна використовувати різними способами, від розуміння поведінки хімічних реакцій до розробки нових матеріалів.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що вивчає генетика популяцій?

Популяційна генетика — розділ генетики, який вивчає генетичний склад популяцій і те, як він змінюється з часом. Він розглядає частоту різних алелів (варіантів гена) у популяції та те, як на різні частоти впливає природний відбір, генетичний дрейф та інші еволюційні сили. Популяційна генетика також вивчає вплив потоку генів, мутацій і інбридингу на генетичний склад популяції. 2. Назвіть основні галузі застосування популяційної генетики. Основні сфери застосування популяційної генетики включають еволюційну біологію, природоохоронну біологію, судову експертизу, медицину та сільське господарство. В еволюційній біології популяційна генетика може бути використана для вивчення еволюційної історії виду та різних сил, які формують його еволюцію. У природоохоронній біології популяційна генетика може бути використана для розуміння генетичного різноманіття виду та визначення популяцій, яким загрожує зникнення. У криміналістиці популяційна генетика використовується для ідентифікації людей за їх ДНК. У медицині популяційна генетика може бути використана для ідентифікації захворювань, викликаних генетичними мутаціями, і для розуміння того, як різні групи населення реагують на ліки. Нарешті, у сільському господарстві популяційна генетика може бути використана для ідентифікації та відбору бажаних ознак у культурах, які можна використовувати для селекції.

3. Хто і в якому році сформулював закон генетичної рівноваги? Закон генетичного балансу, який стверджує, що генетична різноманітність популяції зберігається протягом тривалого часу, був сформульований біологом Сьюоллом Райтом у 1931 році.

4. Як формулюється закон генетичної рівноваги в популяціях?

Закон генетичного балансу, також відомий як теорія змінного балансу Сьюолла Райта, стверджує, що генетична різноманітність популяції зберігається з часом. Цей закон стверджує, що генетичний склад популяції є результатом балансу між силами випадкового генетичного дрейфу, мутації та природного відбору. Для того, щоб популяція зберегла свою генетичну різноманітність, ці сили повинні залишатися в рівновазі. Закон генетичного балансу допомагає нам зрозуміти, як еволюціонують популяції та чому одні популяції більш стійкі до змін середовища, ніж інші. 7. Яке значення має генетика популяцій?

Важливість популяційної генетики полягає в її здатності допомогти нам краще зрозуміти генетичне різноманіття популяції та те, як воно змінюється з часом.

Популяційна генетика може бути використана для виявлення моделей успадкування, прогнозування того, як популяція може реагувати на зміни навколишнього

shkola.in.ua

середовища, виявлення популяцій, яким загрожує зникнення, і розробки кращих програм розведення в сільському господарстві. Його також можна використовувати для розуміння наслідків мутацій і потоку генів, а також для виявлення захворювань, спричинених генетичними мутаціями. Розуміння популяційної генетики має важливе значення для розуміння того, як еволюціонують популяції та як різні види взаємодіють один з одним. 8. В чому суть закону генетичної рівноваги?

Суть закону генетичної рівноваги полягає в тому, що генетична різноманітність популяції зберігається протягом тривалого часу завдяки рівновазі між силами випадкового генетичного дрейфу, мутації та природного відбору. Цей закон стверджує, що для того, щоб популяція зберегла свою генетичну різноманітність, ці сили повинні залишатися в рівновазі. Закон генетичного балансу допомагає нам

зрозуміти, як еволюціонують популяції та чому одні популяції більш стійкі до змін середовища, ніж інші. 9. Яке значення закону гомологічних рядів спадкової мінливості?

Закон гомологічних рядів спадкової мінливості стверджує, що зміни в генетичному складі популяції відбуваються передбачувано, поетапно. Цей закон стверджує, що мутації в одному гені можуть призвести до широкого діапазону змін у фенотипі організму, і що ці зміни можна класифікувати за серією різних форм або фенотипів. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості допомагає нам краще зрозуміти, як мутації можуть призвести до еволюції нових видів і появи нових ознак.

10. Яке практичне значення мають знання закономірностей розподілу алелів у популяціях?

Практичне значення знань про закономірності розподілу алелів у популяціях полягає в тому, що їх можна використовувати для ідентифікації популяцій із ризиком

генетичних розладів, визначення та розуміння факторів, які впливають на швидкість еволюції, а також для розробки кращих програм селекції в сільському господарстві. Знання про алелі в популяціях також можна використовувати для оцінки ймовірності певних генетичних захворювань, що виникають у популяції, для виявлення областей високого генетичного різноманіття та ідентифікації генів, пов’язаних з різними ознаками. Ці знання також можна використати для розробки кращих стратегій збереження та розуміння впливу змін навколишнього середовища на населення.

§ 51. Сучасні завдання методичної генетики Пригадайте!

Що таке генетика? Генетика — це наукове вивчення генів і спадковості, тобто процес передачі певних якостей або ознак від батьків нащадкам. Він включає вивчення структури, функції та експресії генів, які є сегментами ДНК, які містять інструкції для розвитку та функціонування організмів. Генетика використовується для розуміння того, як успадковуються риси та хвороби, а також як їх можна змінювати та лікувати.

shkola.in.ua

ДІЯЛЬНІСТЬ Самостійна робота 9 Вправа 2. Одна з форм шизофренії успадковується як рецесивна ознака. Визначте ймовірність народження дитини із шизофренією від батьків, які не мають цього захворювання, якщо відомо, що бабуся з боку батька і дід з боку матері мали це захворювання. Імовірність того, що дитина з шизофренією народиться у батьків, які не мають розладу, якщо відомо, що і бабуся по батькові, і дідусь по материнській лінії мали це захворювання, становить 25%. Це пояснюється тим, що ген шизофренії успадковується як рецесивна ознака, тобто обидва батьки повинні бути носіями цього гена, щоб дитина захворіла. Якщо лише один із батьків є носієм гена, дитина не буде хворіти на шизофренію, але буде носієм гена. У цьому випадку кожен з батьків має 50% шансів бути носієм гена, а оскільки обидва батьки повинні бути носіями, щоб дитина захворіла, ймовірність того, що дитина, народжена цими батьками, хвора на шизофренію, становить 25%.

Вправа 3. У людини ген, що спричиняє одну з форм спадкової глухонімоти, рецесивний відносно до гена нормального слуху. Від шлюбу глухонімої жінки з

чоловіком, у якого нормальний слух, народився глухонімий хлопчик. Визначте генотипи всіх членів сім'ї. За наданою інформацією можна визначити генотипи всіх членів родини. Мати глухонімого хлопчика є рецесивною гомозиготою (dd) за геном, що викликає спадкову глухоту, оскільки у неї захворювання. Батько хлопчика є гетерозиготним (Dd) за геном, оскільки він не має розладу, але є носієм однієї копії рецесивного гена. Хлопчик також гомозиготний рецесивний (dd) за геном, який викликає спадкову глухоту, оскільки у нього є захворювання. Отже, генотипи всіх членів сім'ї: мати: dd, батько: Dd, син: dd.

СТАВЛЕННЯ Терапія – це комплекс заходів, спрямованих на усунення якого-небудь захворювання, полегшення його симптомів або відновлення після травми. Зіставте види терапії з відповідними чинниками лікування та отримайте термін, яким позначають у медицині процес оздоровлення, відновлення здоров’я. Чим генотерапія відрізняється від інших видів терапії? Генна терапія — це вид терапії, який передбачає маніпулювання генами для лікування хвороби. Він відрізняється від інших типів терапії тим, що працює шляхом введення в організм здорових генів для заміни або доповнення дефектних. Хоча інші форми терапії можуть допомогти полегшити симптоми, генна терапія має потенціал фактично вилікувати основне захворювання. Крім того, генна терапія також запобігає передачі хвороби майбутнім поколінням. РЕЗУЛЬТАТ 1. Що таке медична генетика? Медична генетика – розділ медицини, який займається діагностикою та лікуванням спадкових захворювань. Він передбачає вивчення генів, їхніх функцій і способів успадкування, а також діагностику та лікування генетичних захворювань. Медичні генетики використовують генетичне тестування для діагностики та моніторингу генетичних захворювань, а також надають генетичні консультації окремим особам і сім’ям, які мають ризик розвитку генетичного захворювання.

2. Що є предметом досліджень медичної генетики? Предметом медико-генетичних досліджень є вивчення причин і успадкування генетичних порушень, а також діагностика та лікування цих станів. Це включає дослідження генетичної основи захворювань, розробку та використання нових генетичних тестів, а також використання генетичної інформації для покращення догляду за пацієнтами. Крім того, дослідження медичної генетики досліджують етичні та соціальні наслідки генетичного тестування та наслідки генетичної інформації, а також розробку нових методів лікування та терапії.

shkola.in.ua

3. Що таке медико-генетичне консультування? Медико-генетичне консультування – це процес надання інформації та підтримки особам і сім’ям, які мають або можуть мати генетичний розлад. Він включає обговорення причин, успадкування, діагностики та лікування генетичних захворювань, а також надання інформації про доступні ресурси та служби підтримки. Генетичні консультанти допомагають людям зрозуміти ризики та наслідки генетичного тестування та приймати обґрунтовані рішення щодо свого здоров’я. 4. Назвіть основні етапи медико-генетичного консультування. Основними етапами медико-генетичного консультування є: збір та оцінка сімейної історії та медичної інформації. Пояснення ризиків генетичних захворювань, варіантів

тестування та інших доступних ресурсів. Допомога в процесі прийняття рішень.

Пропозиція емоційної підтримки, допомога впоратися з результатами тестів і надання рекомендацій щодо подальшого догляду.

5. Що таке генотерапія?

Генна терапія — це медичний підхід, який лікує або запобігає хворобам шляхом корекції основної генетичної проблеми замість використання ліків чи хірургічного втручання. Генна терапія включає введення нормального гена в організм для заміни дефектного гена, який викликає захворювання, або введення нового гена в організм для боротьби з хворобою. Це потенційно потужний інструмент для лікування

широкого спектру генетичних захворювань, включаючи деякі типи раку, ВІЛ/СНІД

спадкові генетичні розлади.

6. Наведіть приклади успішних генотерапевтичних технологій.

shkola.in.ua

Приклади успішних технологій генної терапії включають використання вірусних векторів для введення генів у клітини, технології редагування генів, такі як CRISPRCas9, і використання генної терапії для лікування раку та інших спадкових захворювань. Генна терапія вірусним вектором успішно використовується для лікування таких захворювань, як муковісцидоз, гемофілія та деякі види раку. Технології редагування генів, такі як CRISPR-Cas9, використовуються для успішного лікування таких захворювань, як серповидноклітинна анемія, хвороба Гентінгтона та м’язова дистрофія Дюшенна. Генна терапія також використовується для успішного лікування деяких видів раку, включаючи лейкемію та лімфому. 7. Які сучасні завдання медичної генетики? Сучасні завдання медичної генетики включають ідентифікацію та діагностику генетичних розладів, розробку нових методів лікування та терапії, використання генетичної інформації для покращення догляду за пацієнтами, вивчення етичних і соціальних наслідків генетичного тестування та використання генетичних інформація для просування ініціатив у сфері охорони здоров'я. Крім того, сучасна медична генетика також включає застосування генетики до персоналізованої медицини, розвиток діагностики на основі генів, вивчення генетичної основи захворювань, розробку нових методів генної терапії та дослідження використання стовбурових клітин. для лікування захворювання. 8. Як організовується медико-генетичне консультування? Медико-генетичне консультування зазвичай складається з кількох етапів. По-перше, консультант збере інформацію про сімейну історію хвороби пацієнта, включаючи будь-які відомі генетичні захворювання. Ця інформація буде використана для оцінки ризику генетичних захворювань у пацієнта та його родини. Далі консультант пояснить ризики генетичних захворювань, доступні варіанти тестування та інші доступні ресурси. Вони також допоможуть пацієнту прийняти обґрунтовані рішення щодо свого здоров’я. Нарешті, вони нададуть емоційну підтримку, допоможуть впоратися з результатами тестів і нададуть рекомендації щодо подальшого лікування. 9. Якими є успіхи та перспективи генотерапії? Успіхи та перспективи генної терапії в останні роки неухильно зростають. Успішні методи генної терапії були розроблені для ряду генетичних захворювань, включаючи муковісцидоз, гемофілію та деякі типи раку. Крім того, технології редагування генів, такі як CRISPR-Cas9, використовувалися для лікування таких захворювань, як серповидноклітинна анемія, хвороба Гентінгтона та м’язова дистрофія Дюшенна. Перспективи генної терапії залишаються багатообіцяючими, і очікується, що в

майбутньому можна буде успішно лікувати більше захворювань. Крім того, генна терапія може бути використана для лікування низки інших станів, включаючи

генетичні розлади, спадкові захворювання та навіть деякі види раку.

10. Оцініть перспективи генотерапії.

Перспективи генної терапії багатообіцяючі, оскільки вже розроблено успішні методи лікування ряду генетичних захворювань, включаючи муковісцидоз, гемофілію та деякі види раку. Крім того, технології редагування генів, такі як CRISPR-Cas9, використовувалися для лікування таких захворювань, як серповидноклітинна анемія, хвороба Гентінгтона та м’язова дистрофія Дюшенна. Ці успіхи показали, що генна терапія є життєздатним варіантом лікування генетичних захворювань, і очікується, що в майбутньому буде успішно лікувати більше захворювань. Крім того, генна терапія може бути використана для лікування низки інших станів, включаючи генетичні

розлади, спадкові захворювання та навіть деякі види раку. Таким чином, перспективи генної терапії дуже багатообіцяючі.

§ 52. Хвороби спадкового походження Пригадайте!

Що вивчає медична генетика? Медична генетика вивчає вплив генів на хворобливі стани та захворювання. Він охоплює широкий спектр тем, від молекулярних основ генетичних розладів до розробки терапій і методів лікування. Медична генетика також вивчає те, як успадковується генетична інформація, як вона виражається в індивідах і як її можна використовувати для діагностики та лікування захворювань. Поміркуйте!

shkola.in.ua

Спадкові хвороби відомі здавна. Так, арахнодактилія («павучі пальці») зображена на картині С. Боттічеллі «Портрет юнака», ахондроплазія («карликовість») – на картині Д. Веласкеса «Дон Себастьяно дель Морра». Які ж особливості та причини цих захворювань і чому вони виникають знову й знову? Арахнодактилія – це стан, що характеризується незвично довгими тонкими пальцями рук і ніг, відомим як синдром павукових пальців або кігтів омара. Це викликано генетичною мутацією гена FBN1, який зазвичай кодує білок фібрилін-1. Цей білок необхідний для структури та стабільності сполучної тканини. Мутація в FBN1 може призвести до ослаблення сполучної тканини, що викликає довгі та тонкі пальці рук і ніг, пов’язані з арахнодактилією. Ахондроплазія — це форма карликовості, спричинена мутацією гена FGFR3, який кодує білковий рецептор фактора росту фібробластів 3. Ця мутація перешкоджає нормальному розвитку хряща та кістки, що призводить до аномального росту кісток і низького зросту, пов’язаного з ахондроплазією. Спадкові захворювання мають тенденцію повторюватися в родинах через генетичні фактори. Якщо обоє батьків мають однакову генетичну мутацію, існує більший шанс, що їхні діти успадкують мутацію та розвинуть пов’язане захворювання. ДІЯЛЬНІСТЬ Самостійна робота 10 Вправа 1. До якого типу мутацій (А – генні, Б – хромосомні, В – геномні) належать такі хвороби: 1) синдром Дауна; 2) синдром Патау; 3) короткозорість; 4) альбінізм; 5) синдром «котячого крику»; 6) синдром Едвардса; 7) «філадельфійська» хромосома; 8) муковісцидоз. 1) Синдром Дауна: хромосомний.

2) Синдром Патау: хромосомний.

3) Короткозорість: генний.

4) Альбінізм: генний.

5) Синдром «котячого крику»: хромосомний.

6) Синдром Едвардса: хромосомний.

7) Хромосома «Філадельфія»: геномний.

8) Муковісцидоз: генний.

Вправа 2. У людини дальтонізм (порушення колірного зору) кодується

рецесивним геном, локалізованим у Х-хромосомі. Чоловік з нормальним колірним зором одружився з гетерозиготною за цією ознакою жінкою. Яка ймовірність народження в цій сім’ї дітей з дальтонізмом?

У цьому випадку ймовірність народження дитини з дальтонізмом становить 25%. Це пояснюється тим, що жінка є носієм рецесивного гена, відповідального за дальтонізм, що означає, що вона має один нормальний алель і один рецесивний алель для цього гена. Коли чоловік і жінка народжують дитину, дитина має 50% шансів успадкувати рецесивний алель від матері, і оскільки дальтонізм є рецесивною ознакою, дитина матиме кольорову сліпоту, лише якщо вона успадкує рецесивний алель від обох батьки. Таким чином, ймовірність того, що у малюка дальтонізм, становить 25%. Вправа 3*. У людини гемофілія – рецесивна, зчеплена з Х-хромосомою ознака. Альбінізм (відсутність пігментації) зумовлений аутосомним рецесивним геном. В одній родині, де чоловік та жінка нормально пігментовані та мають нормальне зсідання крові, народився син з обома аномаліями. Укажіть генотипи батьків. Якою може бути ймовірність прояву обох аномалій у другого сина? Якою може бути ймовірність народження наступного разу дівчинки з нормальною пігментацією та нормальним зсіданням крові? При цьому у чоловіка повинен бути генотип XHXh, що означає, що він є носієм гена гемофілії, а у жінки генотип АА, що означає, що вона є носієм гена альбінізму. Імовірність того, що другий син матиме обидві аномалії, становить 25%, оскільки рецесивне успадкування вимагає, щоб дитина успадкував два рецесивні алелі від обох батьків.

Ймовірність народження дівчинки наступного разу

з нормальною

shkola.in.ua

пігментацією та нормальним згортанням крові становить 50%, оскільки існує 50% ймовірність того, що дитина успадкує один із алелів від будь-якого з батьків. СТАВЛЕННЯ Під час вагітності в людини виокремлюють певні періоди, коли формування органів і систем плоду відбувається найбільш інтенсивно, і він особливо чутливий до дії зовнішніх чинників, таких як хімічні (наприклад, талідомід, алкоголь, нікотин), біологічні (наприклад, вірус кіру чи краснухи), фізичні (наприклад, радіація). Періоди ембріогенезу, для яких характерна підвищена чутливість до впливу пошкоджувальних чинників, називають критичними періодами. Коли спостерігаються критичні періоди ембріогенезу в людини? Обґрунтуйте судження щодо впливу шкідливих чинників на формування спадкових вад розвитку.

Критичними періодами ембріогенезу у людини зазвичай вважаються періоди між 16 і 56 днями вагітності для органогенезу та між 56 і 244 днями для росту та розвитку плоду. У ці періоди ембріон і плід особливо чутливі до впливу тератогенів, які є зовнішніми агентами, які можуть викликати вроджені дефекти. Ці агенти можуть включати хімічні, біологічні та фізичні агенти, такі як талідомід, алкоголь, нікотин,

вірус кору, радіація та інші забруднювачі навколишнього середовища. Вплив цих агентів у критичні періоди ембріогенезу може спричинити широкий спектр вад розвитку, включаючи фізичні вади розвитку, розумову відсталість, а також порушення

поведінки та навчання. Важливо відзначити, що ефекти тератогенів можуть сильно відрізнятися залежно від кількості впливу, часу впливу та сприйнятливості окремого ембріона чи плоду. РЕЗУЛЬТАТ

1. Назвіть основні групи хвороб, що їх вивчає медична генетика. Основними групами захворювань, які вивчає медична генетика, є моногенні

захворювання, хромосомні порушення, мітохондріальні порушення, багатофакторні захворювання та рак. Моногенні захворювання викликаються мутаціями в одному гені і можуть успадковуватися за домінантним або рецесивним типом. Хромосомні порушення викликані змінами в структурі або кількості хромосом. Мітохондріальні розлади викликані мутаціями в мДНК. Багатофакторні захворювання спричинені взаємодією кількох генів і факторів зовнішнього середовища. Рак спричинений

накопиченням генетичних та епігенетичних змін у клітинах.

2. Що таке спадкові хвороби? Спадкові захворювання - це генетичні захворювання, які передаються від батьків до дитини через гени. Ці захворювання можуть спричинити вроджені дефекти, фізичні аномалії та психічні розлади. Прикладами спадкових захворювань є муковісцидоз, серповидноклітинна анемія, хвороба Гентінгтона та хвороба Тея-Сакса. Спадкові захворювання можуть бути викликані мутаціями в одному гені або змінами в декількох генах. Діагностика спадкових захворювань часто передбачає генетичне тестування, яке може допомогти ідентифікувати причинний ген і надати інформацію про ризик передачі розладу майбутнім поколінням. 3. Назвіть дві групи спадкових захворювань. Дві основні групи спадкових захворювань - це моногенні хвороби та хромосомні аномалії. Моногенні захворювання викликаються мутаціями в одному гені і можуть успадковуватися за домінантним або рецесивним типом. Хромосомні порушення викликані змінами в структурі або кількості хромосом. Приклади моногенних захворювань включають муковісцидоз, серповидно-клітинну анемію, хворобу Гентінгтона та хворобу Тея-Сакса. Приклади хромосомних розладів включають синдром Дауна, синдром Клайнфельтера та синдром Тернера.

shkola.in.ua

4. Наведіть приклад спадкових захворювань. Прикладом спадкового захворювання є муковісцидоз, який викликається мутацією в гені CFTR. Цей ген відповідає за виробництво білка, який допомагає регулювати рух солі та води в клітинах і з них. Люди з кістозним фіброзом мають дефект цього білка, який викликає утворення густого, липкого слизу в дихальних шляхах та інших органах і може призвести до проблем з диханням, травленням та інших проблем зі здоров’ям. Інші приклади спадкових захворювань включають серповидно-клітинну анемію, хворобу Гентінгтона та хворобу Тея-Сакса. 5. Які мутації є причиною спадкових хвороб? Спадкові захворювання можуть бути спричинені мутаціями в одному гені, змінами в кількох генах або змінами в структурі чи кількості хромосом. Приклади мутацій, які можуть викликати спадкові захворювання, включають точкові мутації, делеції, вставки, інверсії, дуплікації та транслокації. Точкові мутації є найпоширенішою причиною генетичних захворювань і виникають при зміні одного нуклеотиду в

послідовності гена. Делеції та вставки передбачають видалення або додавання нуклеотиду або частини гена. Інверсії включають реверсування ділянки генної послідовності. Дублювання відбувається, коли частина гена копіюється та

вставляється кілька разів. Транслокації включають переміщення ділянки генної послідовності з однієї хромосоми в іншу. 6. Що таке критичні періоди зародкового розвитку? Критичні періоди ембріонального розвитку — це періоди, коли для нормального

розвитку ембріона має відбутися певний тип розвитку. Ці критичні періоди зазвичай відбуваються протягом певних проміжків часу, протягом яких мають бути завершені певні процеси, щоб ембріон міг нормально розвиватися. Під час ембріонального розвитку критичні періоди важливі для розвитку нервової системи, формування органів та розвитку інших систем організму. У ці критичні періоди навколишнє

середовище має забезпечити необхідні поживні речовини та гормони для забезпечення належного розвитку. Якщо ці критичні періоди порушуються або не дотримуються, це може призвести до вад розвитку та інших порушень розвитку. 7. Які хвороби вивчає сучасна медична генетика? Сучасна медична генетика вивчає широкий спектр захворювань, включаючи порушення одного гена, хромосомний дисбаланс, епігенетичні захворювання, рак, метаболічні розлади, інфекційні та дегенеративні захворювання. Порушення одного гена спричинені змінами в одному гені, наприклад, кістозний фіброз і серповидноклітинна анемія. Хромосомний дисбаланс включає зміни в структурі або кількості хромосом і може спричинити такі захворювання, як синдром Дауна та синдром Клайнфельтера. Епігенетичні умови включають зміни в експресії генів, спричинені факторами навколишнього середовища, і можуть призвести до таких захворювань, як ожиріння та діабет 2 типу. Рак спричинений мутаціями в ДНК, які можуть призвести до неконтрольованого росту клітин, тоді як метаболічні порушення включають зміни в метаболізмі організму. Інфекційні захворювання викликаються вірусами, бактеріями або іншими збудниками, тоді як дегенеративні захворювання передбачають прогресуюче руйнування тканин організму з часом.

8. Назвіть основні групи та особливості спадкових захворювань. Основними групами спадкових хвороб є моногенні хвороби та хромосомні аномалії. Моногенні захворювання викликаються мутаціями в одному гені і можуть успадковуватися за домінантним або рецесивним типом. Хромосомні порушення викликані змінами в структурі або кількості хромосом. Особливості спадкових захворювань включають широкий спектр фізичних, психічних проблем і проблем розвитку, які можуть бути легкими або серйозними. Це можуть бути фізичні деформації, когнітивні порушення та затримка розвитку.

shkola.in.ua

9. Якими є заходи профілактики й діагностики спадкових хвороб людини? Заходи профілактики та діагностики спадкових захворювань людини включають генетичне обстеження, пренатальний скринінг і передімплантаційну генетичну діагностику (ПГД). Генетичне тестування передбачає тестування ДНК людини для виявлення генетичних варіантів, пов’язаних із захворюванням. Пренатальний скринінг передбачає дослідження крові або амніотичної рідини вагітної жінки для виявлення генетичних варіантів, пов’язаних із захворюванням у плода. Передімплантаційна генетична діагностика (PGD) — це форма генетичного тестування, яке проводиться на ембріонах, створених за допомогою запліднення in vitro (IVF). PGD можна використовувати для ідентифікації генетичних варіантів, пов’язаних із

захворюванням, у ембріонів до їх імплантації в матку. Інші заходи профілактики

спадкових захворювань включають консультування та зміну способу життя.

10. Обґрунтуйте судження щодо впливу шкідливих чинників на формування

спадкових вад розвитку.

Значний вплив на формування спадкових вад розвитку можуть мати шкідливі фактори. Такі фактори можуть включати вплив певних хімічних речовин, радіації та певних вірусів, які можуть порушити нормальне функціонування генів. Крім того, певну роль можуть відігравати спосіб життя та дієта, а також певна генетична схильність. Усі ці фактори можуть сприяти підвищенню ризику розвитку спадкових вад. Крім того, наслідки цих факторів можуть посилюватися, якщо є сімейна історія таких дефектів. Тому при судженні про вплив шкідливих факторів на формування спадкових вад розвитку важливо враховувати всі можливі причини.

Узагальнення теми 3. Спадковість і мінливість Тест 4. Спадковість та мінливість

1. Схрещування, за якого батьківські особини різняться різними станами двох ознак, називається:

В) дигібридним

2. Укажіть об’єкт дослідження Т. Х. Моргана. А) муха-дрозофіла

3. Сукупність усіх особин популяції називається: Г) біотопом

4. Метод вивчення успадкування ознак, що полягає в схрещуванні організмів, які різняться певними станами ознак, називається: Б) гібридологічним

5. Модифікації – це: Б) реакції на зміну умов середовища

6. Укажіть роль мутацій для еволюції. Б) збільшення мінливості

7. Укажіть розщеплення за фенотипом при моногібридному схрещуванні гетерозиготних батьківських особин. Б) 1 : 2 : 1

8. Кросинговер – це: А) обмін ділянками гомологічних хромосом

9. До хімічних мутагенів відносять: Г) алкалоїд колхіцин

10. У гарбуза білий колір плодів домінує над жовтим. Визначте колір у F1 при схрещуванні гомозиготних особин з білим і жовтим кольорами.

Б) усі жовті

11. Скільки алельних генів, що визначають групи крові системи АВ0, є в зрілій статевій клітині людини?

shkola.in.ua

Б) 2

12. Із запропонованих понять укажіть одне, зайве за значенням.

Г) геномні мутації

§ 53. Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів Пригадайте!

Що таке розмноження?

Розмноження — це процес, за допомогою якого організми створюють більше організмів, схожих на себе. Він передбачає поєднання генетичного матеріалу двох батьків для створення нового, генетично унікального потомства. При статевому розмноженні це відбувається шляхом злиття чоловічих і жіночих статевих клітин, тоді як при нестатевому розмноженні це робиться одним організмом, який створює свій клон. Розмноження має важливе значення для продовження життя, оскільки це єдиний

спосіб для виду вижити в довгостроковій перспективі. ДІЯЛЬНІСТЬ

shkola.in.ua

Порівняйте ознаки нестатевого й статевого розмноження та сформулюйте висновок про їхню роль у забезпеченні безперервності існування видів. Нестатеве розмноження — це процес, у якому організм виробляє потомство без участі іншого організму, тоді як статеве розмноження — це процес, у якому два організми об’єднуються для створення потомства. Безстатеве розмноження є перевагою, оскільки воно дозволяє виду відтворюватися швидко та з меншими витратами енергії, тоді як статеве розмноження є перевагою, оскільки воно забезпечує більшу генетичну варіативність виду. Обидві форми розмноження мають важливе значення для забезпечення безперервності існування виду, оскільки обидві дозволяють передачу ознак і збереження виду. Пригадайте цикл відтворення папоротей та назвіть його стадії. Яке значення має наявність у їхньому циклі поколінь, що розмножуються нестатево (спорофіта) та статево (гаметофіта)? Оцініть переваги нестатевої та статевої репродукції у природі. Чому багато видів рослин поєднують у своєму циклі відтворення нестатеве й статеве розмноження? Папороті мають двостадійний життєвий цикл із чергуванням поколінь диплоїдних спорофітів і гаплоїдних гаметофітів. Стадія гаметофіту виробляє джгутикові сперматозоїди та яйцеклітини, які вивільняються у воду та згодом зливаються, утворюючи диплоїдну зиготу. Потім ця зигота росте і розвивається в спорофіт, який виробляє гаплоїдні спори. Ці спори розвиваються в гаметофіти, і цикл починається знову. Наявність у життєвому циклі папороті як нестатевого (спорофіт), так і статевого (гаметофіт) поколінь забезпечує безперервність виду, оскільки обидві форми розмноження необхідні для виживання виду. Безстатеве розмноження є перевагою, оскільки воно дозволяє виду відтворюватися швидко та з меншими витратами енергії, тоді як статеве розмноження є перевагою, оскільки воно забезпечує більшу генетичну варіативність виду. Багато видів рослин поєднують у своєму життєвому циклі безстатеве та статеве розмноження, оскільки обидві форми розмноження мають свої переваги. Безстатеве розмноження є перевагою, оскільки воно дозволяє виду розмножуватися швидко та з меншими витратами енергії, тоді як статеве розмноження дозволяє більшу генетичну варіативність виду. Поєднання двох форм відтворення в їхньому життєвому циклі дозволяє їм отримувати користь від обох форм відтворення, забезпечуючи виживання свого виду. СТАВЛЕННЯ Порівняйте репродукції картин «Соняшники» Клода Моне, Ван Гога і Марії Приймаченко із природним соняхом – результатом біологічної репродукції. Що є спільного й відмінного між художньою й біологічною репродукцією?

І художнє, і біологічне відтворення соняшників мають схожість і відмінність. Спільне між ними те, що соняшник є джерелом натхнення для обох. Клод Моне, Ван Гог і Марія Приймаченко використовували соняшник як предмет своїх творів мистецтва, а натуральний соняшник є результатом біологічного розмноження. Відмінності між художнім і біологічним відтворенням соняшників полягають в інтерпретації та зображенні квітки. Художні зображення соняшників часто дуже стилізовані та можуть передати різноманітні настрої та емоції. З іншого боку, біологічне розмноження соняшників — це процес, який суворо базується на генетичному матеріалі батьківської квітки та призначений для забезпечення виживання виду. Колір і форма квітки, а також інші характеристики визначаються генетичним матеріалом материнської

рослини.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке репродукція?

Розмноження — це процес, за допомогою якого організми створюють більше організмів, схожих на себе. Він передбачає поєднання генетичного матеріалу двох різних організмів для отримання потомства, яке містить генетичний матеріал обох батьків. Статеве розмноження включає злиття чоловічих і жіночих статевих клітин, тоді як нестатеве розмноження передбачає народження потомства від одного батька. 2. На яких рівнях відбувається репродукція біологічних видів? Біологічні види розмножуються як на індивідуальному, так і на популяційному рівнях. На індивідуальному рівні відтворення передбачає поєднання генетичного матеріалу двох різних організмів для отримання потомства, яке містить генетичний матеріал обох батьків. На популяційному рівні репродуктивна ізоляція може виникнути, коли особини або популяції демонструють різну поведінку, яка перешкоджає відтворенню між двома видами. Крім того, репродуктивна ізоляція може бути спричинена фізичними бар’єрами, такими як географічна відстань, які перешкоджають контакту двох видів.

3. Що таке нестатеве розмноження? Нестатеве розмноження — це тип розмноження, який не передбачає злиття гамет або зміни кількості хромосом. Потомство, яке виникає в результаті нестатевого розмноження, генетично ідентично батьківському організму. Нестатеве розмноження може відбуватися як в одноклітинних, так і в багатоклітинних організмах, і може мати різні форми, включаючи поділ, брунькування, фрагментацію та партеногенез. Нестатеве розмноження часто є кращим у середовищах з обмеженими ресурсами, оскільки воно не потребує об’єднання двох організмів, щоб створити потомство.

shkola.in.ua

4. Назвіть основні форми нестатевого розмноження. Основними формами нестатевого розмноження є бінарний поділ, брунькування, фрагментація та партеногенез. Бінарне поділ передбачає поділ організму на дві однакові половини, тоді як брунькування передбачає ріст «бруньки», яка згодом стає окремим організмом. Фрагментація передбачає поділ організму на кілька окремих частин, кожна з яких здатна вирости в новий організм. Нарешті, партеногенез — це форма нестатевого розмноження, при якому яйцеклітина розвивається в потомство без запліднення самцем. 5. Що таке статеве розмноження? Статеве розмноження — це тип розмноження, який передбачає злиття двох різних гамет від двох різних організмів для отримання потомства. Цей процес часто передбачає зміну кількості хромосом і може призвести до генетичних відмінностей

між батьками та нащадками. Статеве розмноження необхідне для еволюції видів, оскільки воно створює генетичні варіації, які дозволяють розвивати нові ознаки та адаптації.

6. Назвіть основні форми статевого розмноження.

Основними формами статевого розмноження є внутрішнє запліднення, зовнішнє запліднення та гермафродитне розмноження. Внутрішнє запліднення включає злиття гамет в організмі одного з батьків і поширене у ссавців і птахів. Зовнішнє запліднення

полягає у виході гамет у зовнішнє середовище і поширене у риб і земноводних.

Гермафродитне розмноження включає злиття гамет між двома організмами одного виду і поширене у безхребетних.

7. Як забезпечується безперервність існування видів у часі?

Безперервність існування видів у часі забезпечується процесом еволюції, який

обумовлений природним відбором і генетичним дрейфом. Природний відбір відбувається, коли організми з певними перевагами мають більшу ймовірність вижити та розмножуватися, ніж ті, що їх не мають, таким чином передаючи переваги наступному поколінню. Генетичний дрейф — це випадкова зміна частоти алелів у популяції, яка з часом може призвести до появи нових видів. Ці сили діють разом, щоб рухати процес еволюції та забезпечувати безперервність видів у часі. 8. Які особливості нестатевої форми розмноження?

До особливостей нестатевого розмноження відносяться: нестатеве розмноження не передбачає злиття гамет або зміни кількості хромосом. Нащадки, отримані в результаті нестатевого розмноження, генетично ідентичні батьківському організму. Нестатеве розмноження часто є кращим у середовищах з обмеженими ресурсами, оскільки воно не потребує об’єднання двох організмів, щоб створити потомство. Нестатеве розмноження може відбуватися як в одноклітинних, так і в багатоклітинних організмах, і може мати різні форми, включаючи поділ, брунькування, фрагментацію та партеногенез. Безстатеве розмноження не призводить до еволюції нових ознак або адаптації, оскільки не передбачає змішування генетичного матеріалу двох різних організмів.

9. Яке значення статевого розмноження в природі? Значення статевого розмноження в природі полягає в тому, що воно забезпечує змішування генетичного матеріалу між двома різними особинами та забезпечує механізм для еволюції нових ознак і адаптації. Статеве розмноження також дозволяє утворювати нові комбінації алелів, які можуть викликати генетичні варіації та допомагати організмам адаптуватися до змін середовища. Крім того, статеве розмноження сприяє збільшенню генетичної різноманітності виду, що може бути важливим для його виживання в довгостроковій перспективі.

shkola.in.ua

10. Порівняйте нестатеве та статеве розмноження. Нестатеве розмноження включає утворення потомства від одного батька без участі іншого організму і не призводить до еволюції нових ознак або адаптації. З іншого боку, статеве розмноження передбачає злиття двох різних гамет від двох різних організмів для отримання потомства, що може призвести до генетичних варіацій між батьками та нащадками. Ця генетична варіація може призвести до еволюції нових рис і адаптацій.

§ 54. Особливості регенерації організму людини

Пригадайте!

Що таке регенерація?

Регенерація — це здатність організму відновлювати або замінювати втрачені або

пошкоджені частини тіла. Цей процес може бути як нестатевим, так і статевим, і він є

загальною ознакою для багатьох видів, включаючи рослини, тварин і гриби. У деяких видів, наприклад у саламандр і деяких морських зірок, регенерація може відбуватися навіть з окремих клітин. Регенерацію можна використовувати для відновлення пошкоджених органів або навіть для створення нових організмів з окремих клітин, що робить її важливим фактором виживання багатьох видів. Поміркуйте!

Губки за своєю здатністю до регенерації перевершують усі відомі багатоклітинні тваринні організми. Проведені досліди показали, що навіть протерті крізь сито окремі клітини губок здатні у воді збиратися в скупчення й утворювати повноцінні особини. Яка властивість живого є основою цієї здатності? Властивістю живого, яка лежить в основі здатності губок до регенерації, є їх здатність проходити процес дедиференціації клітин. Це коли клітина, яка спеціалізувалася для виконання певної функції, наприклад, нервова або м’язова клітина, може повернутися до свого неспеціалізованого стану, або «стволової клітини». Це дозволяє клітині стати будь-яким типом клітини, який необхідний для регенерації. У випадку з губками цей процес дозволяє окремим клітинам збиратися разом у воді та формувати повноцінну нову губку.

ДІЯЛЬНІСТЬ Порівняйте види регенерації і сформулюйте висновок про загальні й відмінні особливості.

shkola.in.ua

Фізіологічна регенерація — це природна здатність організму самовідновлюватися та підтримувати гомеостаз, тоді як репаративна регенерація передбачає використання медичного втручання для заміни або відновлення пошкоджених тканин або органів. Обидва типи регенерації важливі для збереження здоров'я та запобігання хворобам. Спільними рисами між двома типами регенерації є те, що вони обидва передбачають відростання тканин і органів, і обидва передбачають використання стовбурових клітин для заміни або відновлення пошкодженої тканини. Відмінними рисами фізіологічної регенерації є те, що вона покладається на природні процеси організму для самовідновлення, тоді як репаративна регенерація передбачає медичне втручання для прискорення процесу. Крім того, репаративну регенерацію можна використовувати для лікування вікових дегенеративних захворювань, ушкоджень і травм, тоді як фізіологічна регенерація обмежується природною здатністю організму до загоєння. Пошкоджена кісткова тканина може зазнати низки стадій репаративного процесу й відновити свої анатомічну форму, структуру і функціональну придатність. У процесі відновлення кісткової тканини відбуваються складні зміни, що залежать від кровопостачання кістки, віку людини, загального стану організму. Назвіть основні стадії і поясніть, як відбувається зрощення кісток після перелому. Основними етапами відновлення кістки після перелому є запалення, утворення м’якої кісткової мозолі, утворення твердої кісткової мозолі та ремоделювання кістки. Під час стадії запалення кровоносні судини пошкоджуються, що викликає вивільнення запальних клітин і цитокінів, викликаючи набряк області. Під час формування м’якої мозолі остеобласти виробляють колаген і репаративну тканину, яка утворює м’яку

мозоль навколо місця перелому. Під час формування твердої мозолі остеобласти виробляють кісткові клітини, які утворюють тверду мозоль, яка стабілізує перелом. Нарешті, під час ремоделювання кістки остеобласти та остеокласти працюють разом, щоб відновити початкову форму кістки та відновити її міцність, гнучкість і функцію. Зрощення кістки відбувається, коли тверда кісткова мозоль повністю замінюється новою кісткою, яка є міцнішою та гнучкішою, ніж вихідна кістка. СТАВЛЕННЯ

Явище регенерації відоме людям з глибокої давнини і відображено в багатьох міфах або казках. Натяк на відновлення органу є, наприклад, у грецькому міфі про Прометея. Коли він був прикутий до скелі за викрадення вогню, щоденно орел виїдав печінку, і щоденно вона відновлювалася. Підтвердженням тому є й

один із подвигів Геракла – поєдинок з лернейською гідрою. А якими є особливості регенерації в організмі людини порівняно з гідрою прісноводною? Регенерація є природним процесом у багатьох організмах, включаючи людину, де пошкоджена або відсутня тканина замінюється новою тканиною. У прісноводної гідри регенерація проходить набагато ефективніше, ніж у людини. Гідра може відновлювати цілі частини тіла, включаючи органи, з одного фрагмента, тоді як люди можуть відновлювати лише невеликі частини тканини, такі як шкіра, печінка та кістки.

Прісноводна гідра також може швидше й ефективніше відновлювати складні органи, наприклад нервову систему, ніж люди. Крім того, Hydra може відновлювати частини тіла кілька разів, тоді як люди можуть відновлювати ту саму ділянку лише один раз. Це пов’язано з тим, що Hydra має набагато ефективнішу систему стовбурових клітин, ніж людські, що дозволяє їм регенерувати швидше та ефективніше. РЕЗУЛЬТАТ 1. Що таке регенерація? Регенерація - це процес оновлення та відновлення чогось до більш життєвого та здорового стану. Регенерація також може стосуватися природного процесу заміни або відновлення пошкоджених або відсутніх клітин, тканин, органів і навіть цілих частин тіла до повного здоров’я та функціонування. Крім того, це може стосуватися процесу відновлення та оживлення пошкодженої екосистеми чи середовища.

2. Назвіть дві форми регенерації. Існує два види регенерації: фізіологічна і репаративна.

shkola.in.ua

3. Що таке фізіологічна регенерація? Фізіологічна регенерація - це природний процес відновлення або заміни пошкоджених або втрачених тканин і органів в організмі. Цей процес необхідний для здатності організму самовідновлюватися та підтримувати гомеостаз. Це природна здатність організму самовідновлюватися, яка може бути викликана різними факторами, такими як травми, хвороби або старіння. Фізіологічну регенерацію можна спостерігати в багатьох організмах, від рослин до тварин. Приклади фізіологічної регенерації включають загоєння переломів, тканинну інженерію та навіть регенерацію органів. 4. Наведіть приклади фізіологічної регенерації. Приклади фізіологічної регенерації включають загоєння переломів, тканинну інженерію та навіть регенерацію органів. Загоєння переломів – це процес відновлення зламаних кісток, який часто виконується без медичного втручання. Тканинна інженерія передбачає використання стовбурових клітин для вирощування нових тканин і органів. Регенерація органів передбачає використання стовбурових клітин для заміни або відновлення пошкоджених органів.

5. Що таке репаративна регенерація?

Репаративна регенерація - це процес відновлення та відновлення тканин і органів в організмі. Це може відбуватися через природні процеси, такі як загоєння переломів і тканинна інженерія, або через штучні засоби, такі як терапія стовбуровими клітинами. Репаративна регенерація часто використовується для лікування вікових

дегенеративних захворювань, ушкоджень і травм. Він також використовується для поліпшення роботи органів, таких як серце, легені та нирки.

shkola.in.ua

6. Наведіть приклади репаративної регенерації. Приклади репаративної регенерації включають регенерацію кісток, загоєння ран, терапію стовбуровими клітинами, регенерацію органів, а також штучну шкіру та хрящі. Регенерація кісток – це процес відновлення зламаних кісток, який часто здійснюється за допомогою медичного втручання. Загоєння ран – це процес відновлення пошкоджених тканин, який зазвичай відбувається природним шляхом, але його можна прискорити за допомогою медичного втручання. Терапія стовбуровими клітинами – це використання стовбурових клітин для заміни або відновлення пошкоджених органів, тканин або клітин. Регенерація органів передбачає використання стовбурових клітин для заміни або відновлення пошкоджених органів. Штучна шкіра та хрящ є прикладами сконструйованих тканин, які були схвалені FDA і можуть використовуватися для відновлення пошкодженої шкіри або хряща. 7. Які механізми регенерації? Механізми регенерації включають відростання відірваних аксонів, оновлення клітин, синаптичну пластичність, регенерацію тканин, загоєння ран, терапію стовбуровими клітинами, регенерацію органів, а також штучну шкіру та хрящі. Крім цього, здатність до регенерації можна посилити за допомогою філогенетичних механізмів, таких як використання генів інших видів, які можуть прискорити процес регенерації. Механізми регенерації часто класифікують як фізіологічні, тобто природну здатність організму самовідновлюватися, або репаративні, що включають використання медичного втручання для заміни або відновлення пошкоджених тканин або органів. 8. Які види та значення регенерації? Існує два види регенерації: фізіологічна і репаративна. Фізіологічна регенерація — це природна здатність організму самовідновлюватися та підтримувати гомеостаз, тоді як репаративна регенерація передбачає використання медичного втручання для заміни або відновлення пошкоджених тканин або органів. Значення регенерації полягає в тому, що вона дозволяє організму відновлюватися, що є важливим для підтримки здоров’я та запобігання хворобам. Наприклад, природний процес загоєння переломів відновлює зламані кістки, а тканинну інженерію можна використовувати для вирощування нових тканин і органів. Репаративна регенерація, така як терапія стовбуровими клітинами, також використовується для лікування вікових дегенеративних захворювань, ушкоджень і травм. Крім того, регенерацію можна використовувати для поліпшення роботи органів, таких як серце, легені та нирки. 9. Які чинники регенерації впливають на процеси в організмі людини? Кілька факторів можуть впливати на процес регенерації в організмі людини, наприклад, тип тканини, вік пацієнта, існуючі захворювання та наявність стовбурових клітин. Тип тканини відіграє важливу роль у регенераційному процесі, оскільки різні тканини мають різний рівень регенераційної здатності та потребують різних видів лікування для регенерації. Вік також важливий, оскільки літні пацієнти, як правило, мають нижчу регенеративну здатність, ніж молоді пацієнти. Крім того, наявні

захворювання також можуть впливати на процес регенерації, оскільки деякі захворювання можуть перешкоджати природній здатності організму самовідновлюватися. Нарешті, доступність стовбурових клітин також важлива, оскільки їх можна використовувати для заміни або відновлення пошкоджених тканин або органів.

10. На конкретному прикладі поясніть значення регенерації. Прикладом регенерації є загоєння зламаної кістки. Коли кістка зламана, тіло

проходить процес регенерації, щоб відновити пошкодження. Цей процес передбачає вивільнення організмом стовбурових клітин у зону пошкодження, які потім стимулюють ріст нових кісткових клітин і відновлення пошкодженої тканини. Коли кістка відновлюється, організм виділяє білки та інші молекули, щоб зміцнити

новоутворену кістку та допомогти їй зажити. З часом кістка відновиться до своєї початкової міцності та функції.

§ 55. Трансплантація тканин та органів у людини

Пригадайте!

shkola.in.ua

Що таке тканини й органи? Тканини складаються з клітин, які спеціалізуються на виконанні певних функцій в організмі. Органи - це сукупність тканин, які працюють разом, щоб служити певній меті. Приклади органів включають серце, легені, печінку та нирки. Органи складаються з чотирьох основних типів тканин: епітеліальної, сполучної, м’язової та нервової. Епітеліальна тканина покриває тіло ззовні та вистилає органи та порожнини, сполучна тканина забезпечує підтримку та зв’язує органи, м’язова тканина забезпечує рух, а нервова тканина відповідає за передачу сигналів по всьому тілу. ДІЯЛЬНІСТЬ Сучасний стрімкий розвиток біології сприяв появі принципово нових методів регенерації й трансплантації, що є однією з причин розвитку науки про моральність поведінки людини у біологічно-медичній галузі й в сфері охорони здоров’я. Розв’язавши кросворд, ви отримаєте у виділених клітинках назву цієї науки. Підготуйте про неї коротке повідомлення. Наука про моральність людської поведінки в біологічній та медичній сфері та в галузі охорони здоров'я відома як біоетика. Це міждисциплінарна сфера, яка поєднує вивчення філософії, медицини, права та державної політики з метою вивчення етичних наслідків досягнень біології та медицини. Біоетика займається етичними питаннями, пов’язаними з розробкою та використанням нових технологій у сфері охорони здоров’я та медицини, такими як наслідки клонування, генної терапії, штучних органів та трансплантації органів. Він також досліджує етичні питання, пов’язані з системою охорони здоров’я, такі як доступ до медичної допомоги, медичні помилки та використання обмежених медичних ресурсів. Біоетика допомагає гарантувати, що досягнення медицини використовуються відповідально та етично, а права пацієнтів і громадськості поважаються. Фантастика – жанр художньої літератури, в якому за допомогою додавання вигаданих, уявних елементів створюється світ, відмінний від сьогоденного, реального. Тему трансплантації органів розглядали у своїх фантастичних творах О. Беляєв («Голова професора Доуеля», «Людина-амфібія»), М. Булгаков («Собаче серце»), М. Ренар («Доктор Лерн»), К. Грунерт («Голова містера

Стейла»). Що ж такого неможливого є в сучасній трансплантології? Оцініть найближчі перспективи цього розділу. Трансплантація органів є одним з найбільш передових і складних напрямів сучасної медицини. Незважаючи на те, що технологія досягла неймовірного прогресу за останні роки, все ще потрібно подолати багато перешкод, перш ніж трансплантація стане надійним і безпечним варіантом для багатьох пацієнтів. Однією з найбільших проблем сучасної трансплантології є брак відповідних донорських органів. Навіть завдяки прогресу в медичних технологіях попит на органи значно перевищує пропозицію, що призводить до тривалого очікування пацієнтів і високого рівня відторгнення органів. Крім того, етичні та правові наслідки донорства та трансплантації органів ще не повністю вивчені, через що багато потенційних донорів побоюються цієї процедури. Однак майбутнє трансплантології виглядає яскравим, оскільки дослідники продовжують прогресувати в розумінні імунної системи людини та в розробці нових методів лікування, які можуть допомогти зменшити ризик відторгнення органів. Крім того, існує потенціал для виробництва органів за допомогою стовбурових клітин та інших біотехнологій, які можуть стати надійним і безпечним джерелом органів для трансплантації. Нарешті, у міру того, як громадськість усвідомлює потребу в донорстві органів, зростає й кількість доступних донорів. СТАВЛЕННЯ Кілька років тому назад актору Арнольду Шварценеггеру замінили один із клапанів серця. Трансплантацію здійснили успішно, і що цікаво, донором для актора стала свиня. Їй ще в зародковому стані було введено гени людини, що допомогли уникнути проблем відторгнення. З того часу Шварценеггер виключив з раціону свинину і його домашніми улюбленцями стали міні-свинки. Сформулюйте власні судження щодо цього напряму трансплантації тканин й органів. Трансплантація органів і тканин є надзвичайно важливою сферою медичних досліджень і розробок. Успіх трансплантації серцевого клапана Арнольда Шварценеггера є прикладом того, наскільки далеко просунулася ця технологія за останні роки, і того, що трансплантація може значно покращити життя тих, хто її потребує. Однак також важливо визнати етичні міркування, пов’язані з цією технологією. Використання генетично модифікованих організмів, таких як ті, що використовувалися в трансплантації Шварценеггера, викликає питання про моральні та правові наслідки такої процедури. Крім того, залежність від донорських органів і тканин означає, що процедуру можна провести лише за наявності достатньої кількості донорів, що може бути проблемою в багатьох частинах світу. Загалом трансплантація тканин і органів є багатообіцяючою сферою медичних досліджень і розробок, але перед її застосуванням важливо враховувати етичні наслідки технології. Крім того, для забезпечення доступності донорських органів і тканин необхідна більша обізнаність громадськості щодо необхідності донорства органів. РЕЗУЛЬТАТ

shkola.in.ua

1. Що таке трансплантація?

Трансплантація — це медична процедура, під час якої здорові клітини, тканини або органи видаляються з одного тіла та пересаджуються в інше тіло для заміни пошкоджених або хворих частин. Трансплантацію зазвичай роблять для лікування

хвороб або травм, які неможливо лікувати іншими методами лікування. Поширені

типи трансплантації включають трансплантацію органів, наприклад трансплантацію

нирок, серця, печінки та легенів, а також трансплантацію кісткового мозку, яка передбачає передачу здорових стовбурових клітин від донора до реципієнта. 2. Які є види трансплантації?

Існує кілька різних типів трансплантації, включаючи трансплантацію органів, трансплантацію тканин і трансплантацію стовбурових клітин. Трансплантація органів

передбачає заміну хворого або пошкодженого органу на здоровий від донора, тоді як трансплантація тканин передбачає заміну пошкодженої або хворої тканини здоровою тканиною від донора. Трансплантація стовбурових клітин передбачає перенесення здорових стовбурових клітин від донора до реципієнта з метою заміни хворих або пошкоджених клітин. Поширені види трансплантації органів включають трансплантацію серця, нирок, печінки, легенів і підшлункової залози, тоді як поширені типи трансплантації тканин включають трансплантацію кісток, хрящів і шкіри.

3. Як називається наука про трансплантацію?

Наука про трансплантацію називається трансплантологією.

4. Назвіть основну проблему сучасної трансплантології. Головною проблемою сучасної трансплантології є дефіцит органів і тканин, доступних для трансплантації. Багато людей потребують органів або тканин, але не вистачає донорів, щоб задовольнити попит. Це призводить до тривалого часу очікування для тих, хто потребує трансплантації, і збільшує ймовірність того, що органи та тканини стануть непридатними до того, як трансплантацію можна буде виконати. Крім того, етичні та юридичні проблеми можуть виникнути, коли йдеться про розподіл і використання донорських органів і тканин.

5. Що таке експлантація? Експлантація - це хірургічне видалення органу, тканини або імплантату з організму. Зазвичай це робиться з медичних причин, наприклад для видалення органу, який більше не функціонує, для видалення пошкодженого імплантату або для діагностики та лікування захворювання. Експлантація – складна процедура, яку повинен проводити досвідчений хірург.

shkola.in.ua

6. Наведіть приклади органів і тканин, що їх трансплантують у людини найчастіше. Найбільш часто пересаджуваними органами і тканинами людини є серце, легені, нирки, печінка, підшлункова залоза і тонкий кишечник. Інші органи та тканини, які можуть бути трансплантовані, включають рогівку, кістковий мозок, шкіру та кровоносні судини. Ці трансплантації органів і тканин можуть врятувати життя, дозволяючи людям із різними захворюваннями вести здорове та продуктивне життя. 7. Якими є досягнення сучасної трансплантології? Досягнення сучасної трансплантології численні. Удосконалення медичних технологій дозволило медичним працівникам виконувати успішні операції з трансплантації з вищим рівнем успіху, ніж будь-коли раніше. Трансплантація також стала безпечнішою та ефективнішою завдяки розробці нових методів, таких як лапароскопічна та роботизована хірургія. Крім того, досягнення в імунології дозволили лікарям краще зрозуміти імунну відповідь організму, дозволяючи їм краще контролювати відторгнення трансплантата. Нарешті, етичні та правові аспекти трансплантації були значно покращені, дозволяючи більш справедливий доступ до життєво важливих методів лікування для тих, хто цього потребує. 8. Яким є головне завдання сучасної трансплантології?

Основним завданням сучасної трансплантології є розробка безпечних і ефективних методик трансплантації органів і тканин. Це передбачає дослідження нових методів і методів лікування, визначення способів зниження ризику відторгнення трансплантата та розробку кращих способів підбору донорів і реципієнтів. Крім того, трансплантологи повинні працювати над тим, щоб трансплантація була отримана етично та законно, а також дотримувалися прав донорів та реципієнтів.

9. Назвіть основні напрями розвитку науки про трансплантацію.

Основні напрямки розвитку трансплантології включають досягнення в медичних

технологіях, імунології, а також етичні та правові міркування. Удосконалення медичних технологій підвищило безпеку, ефективність і ефективність операцій з трансплантації. Досягнення в імунології дозволили лікарям краще зрозуміти імунну відповідь організму, дозволивши їм краще контролювати відторгнення трансплантата. Крім того, було покращено етичні та правові міркування, щоб забезпечити більш справедливий доступ до життєво необхідного лікування для тих, хто цього потребує. 10. Оцініть перспективи трансплантології. Трансплантологія — це галузь медицини, яка фокусується на безпечному та ефективному перенесенні органів, тканин і клітин від одного виду до іншого. Останніми роками трансплантація стала життєздатним і ефективним методом лікування багатьох захворювань і станів, які раніше не піддавалися лікуванню. Було проведено дослідження низки нових та інноваційних методів трансплантації, включаючи ксенотрансплантацію, яка передбачає трансплантацію органів і тканин від тварин людям, а також використання стовбурових клітин для регенерації органів. Перспективи трансплантології залишаються позитивними. Досягнення технологій, наприклад 3D-друк, дозволяють застосовувати більш точні та ефективні методи трансплантації. Крім того, дослідники вивчають потенціал покращення результатів трансплантації за допомогою генної терапії та імунодепресантів, а також розробляють методики зниження ризику відторгнення органів і тканин. Загалом перспективи трансплантології позитивні, і очікується, що вона продовжить рости та розвиватися в найближчі роки.

§ 56. Репродукція клітин Пригадайте!

Що таке репродукція?

shkola.in.ua

Репродукція — це процес, за допомогою якого організми створюють більше організмів, схожих на себе [1]. Це біологічний процес, який передбачає створення нащадків, генетично подібних до батьківського організму. Розмноження відбувається двома основними формами: статевим і нестатевим. При статевому розмноженні два організми поєднують свій генетичний матеріал, щоб утворити новий організм, тоді як при безстатевому розмноженні один організм може виробляти потомство без потреби в іншому організмі. Відтворення має важливе значення для подальшого існування виду, оскільки воно дозволяє організмам передавати свої генетичні ознаки наступному поколінню.

Поміркуйте!

Організм людини, за оцінками науковців, складається зі 100 000 (1014) млрд клітин. І більшість із цієї кількості клітин тіла замінюються новими кожні 7–10 років. Процес оновлення клітин відбувається по-різному в різних частинах тіла,

але повне омолодження «з ніг до голови» триває близько 10 років. Завдяки чому відбувається «омолодження» організму людини? «Омолодження» організму людини відбувається в першу чергу за рахунок процесу заміщення клітин, або обміну клітин. Цей процес відбувається в усіх частинах тіла, при цьому різні клітини мають різну швидкість обороту. Загалом клітини шкіри, кишківника та крові замінюються швидко, тоді як клітини мозку, серця та м’язів замінюються повільніше. Цей процес оновлення клітин необхідний для належного функціонування організму та підтримки його здоров’я, оскільки він допомагає

підтримувати оптимальне функціонування організму та дозволяє йому відновлюватися та самовідновлюватися, коли це необхідно. Крім того, процес оновлення клітин допомагає підтримувати зовнішній вигляд тіла, оскільки допомагає зберегти молодість шкіри та її бадьорість.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Розгляньте схему амітозу. Порівняйте цей поділ соматичних клітин із мітозом. Заповніть у робочому зошиті таблицю «Порівняльна характеристика мітозу й амітозу» та сформулюйте висновок про їхню подібність й відмінності. Мітоз і амітоз є типами поділу соматичних клітин, але вони відрізняються кількома ключовими ознаками. Мітоз — це тип поділу клітин, який призводить до утворення двох ідентичних дочірніх клітин, тоді як амітоз — це тип поділу клітин, який не виробляє двох ідентичних дочірніх клітин. Мітоз включає утворення мітотичного веретена поділу та рух хромосом уздовж веретена поділу, тоді як амітоз не передбачає утворення веретена поділу або переміщення хромосом. Крім того, мітоз включає утворення борозни розщеплення та поділ цитоплазми, тоді як амітоз не включає жодного з цих етапів. Підсумовуючи, хоча мітоз і амітоз є типами поділу соматичних клітин, вони відрізняються кількома ключовими ознаками. Розв’язування вправ. Мітоз Вправа 1. Обчисліть, скільки клітин утвориться внаслідок 8 послідовних мітозів 4 соматичних клітин в організмі людини. Скільки хромосом буде в кожній з них, якщо в материнських клітинах їх міститься по 23 пари? Після 8 послідовних мітозів 4 соматичних клітин в організмі людини утвориться 32 клітини. Кожна клітина матиме 23 пари хромосом, оскільки мітоз — це тип поділу клітини, в результаті якого утворюються дві ідентичні дочірні клітини з такою ж кількістю хромосом, як і в батьківській клітині.

Вправа 2. В ядрі соматичної клітини на стадії профази мітозу міститься 13,68 · 10−9 мг ДНК. Яка кількість ДНК буде в ядрі соматичної клітини одразу після завершення мітозу?

shkola.in.ua

Після завершення мітозу ядро соматичної клітини міститиме 13,68 х 10-9 мг ДНК, оскільки мітоз — це тип поділу клітини, в результаті якого утворюються дві ідентичні дочірні клітини з такою ж кількістю ДНК, що й у батьківській клітині. СТАВЛЕННЯ Л. Гартвелл, Р. Гант і П. Нерс отримали Нобелівську премію в галузі фізіології і медицини 2001 р. за відкриття ключових регуляторів клітинного циклу. Вони віднайшли ключові молекули – цикліни і циклін-залежні ферменти, що регулюють клітинний цикл в еукаріотів. Яке значення має відкриття регуляторних молекул клітинного циклу? Відкриття ключових регуляторних молекул клітинного циклу було значущим, оскільки воно забезпечило краще розуміння того, як клітини діляться та ростуть. До

цього відкриття вчені не могли пояснити, чому клітини діляться і ростуть контрольованим чином. З відкриттям циклінів і циклін-залежних ферментів вчені змогли пояснити складну регуляцію клітинного циклу, яка необхідна для підтримки генетичної інформації та виробництва нових клітин. Це відкриття було особливо важливим для дослідження раку, оскільки допомогло вченим краще зрозуміти, як ракові клітини ростуть і неконтрольовано діляться. Це також має значення для розуміння старіння, оскільки клітинний цикл пов’язаний із процесом старіння.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке репродукція клітин?

Розмноження клітин - це процес, за допомогою якого клітини діляться та генерують нові клітини. Це важлива частина життєвого циклу всіх живих організмів, оскільки

вона відповідає за ріст, розвиток, відновлення та виробництво нових клітин. Під час розмноження клітин генетична інформація батьківської клітини передається новим клітинам, гарантуючи, що нові клітини генетично подібні до батьківської клітини. Розмноження клітини відбувається через процес, відомий як мітоз, який включає подвоєння хромосом батьківської клітини та подальший поділ клітини на дві ідентичні дочірні клітини. У деяких організмів можливе також статеве розмноження, яке передбачає злиття генетичного матеріалу двох батьківських клітин для утворення нової клітини.

2. Назвіть основні типи репродукції клітин. Двома основними типами розмноження клітин є мітоз і мейоз. Мітоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на дві ідентичні дочірні клітини, тоді як мейоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на чотири неідентичні дочірні клітини. Під час мітозу генетична інформація батьківської клітини передається дочірнім клітинам, гарантуючи, що ці клітини генетично подібні до батьківської клітини. Під час мейозу генетична інформація батьківської клітини перемішується та рекомбінується, що призводить до чотирьох дочірніх клітин, які генетично відрізняються від батьківської клітини. 3. Що таке мітоз? Мітоз - це процес, за допомогою якого одна батьківська клітина ділиться на дві генетично ідентичні дочірні клітини. Під час мітозу генетична інформація батьківської клітини копіюється та передається дочірнім клітинам, гарантуючи, що дочірні клітини генетично подібні до батьківської клітини. Під час мітозу батьківська клітина проходить ряд етапів, включаючи реплікацію генетичного матеріалу, конденсацію та сегрегацію хромосом і, нарешті, поділ клітини на дві генетично ідентичні дочірні клітини. Мітоз необхідний для росту та розвитку всіх живих організмів, оскільки він відповідає за виробництво нових клітин.

shkola.in.ua

4. Що таке амітоз? Амітоз - це форма поділу клітин, яка не зустрічається в еукаріотичних організмах, таких як тварини та рослини. Він міститься в деяких бактеріях і найпростіших і вважається примітивною формою поділу клітин. При амітозі батьківська клітина не реплікує свій генетичний матеріал і не проходить складний процес мітозу. Замість цього клітина ділиться безпосередньо на дві нові дочірні клітини, які генетично ідентичні батьківській клітині. Вважається, що амітоз менш ефективний, ніж мітоз, і не використовується для виробництва нових клітин у більшості організмів.

5. Наведіть приклади зовнішніх чинників регуляції мітозу.

Зовнішні фактори, які можуть регулювати мітоз, включають гормони, фактори росту та екологічні сигнали. Наприклад, такі гормони, як естроген, можуть регулювати процес мітозу в клітинах, оскільки вони можуть сприяти або гальмувати поділ клітин. Фактори росту, такі як епідермальний фактор росту та тромбоцитарний фактор росту, також можуть регулювати мітоз, оскільки вони можуть сприяти поділу клітин або гальмувати його. Фактори навколишнього середовища, такі як температура, pH і доступність поживних речовин, також можуть регулювати мітоз, сприяючи або пригнічуючи поділ клітин. 6. Назвіть приклади внутрішніх чинників регуляції мітозу. Внутрішні фактори, які можуть регулювати мітоз, включають білки, ферменти та контрольні точки клітинного циклу. Такі білки, як цикліни та циклін-залежні кінази, є важливими регуляторами мітозу, оскільки вони беруть участь у регуляції клітинного циклу та ініціації мітозу. Такі ферменти, як кінази та фосфатази, також можуть регулювати мітоз, оскільки вони можуть сприяти або гальмувати поділ клітин. Нарешті, контрольні точки клітинного циклу відіграють важливу роль у мітозі, оскільки вони відповідають за регуляцію клітинного циклу та виявлення будь-яких потенційних помилок у процесі поділу клітини.

7. Яке значення репродукції клітин? Відтворення клітин має важливе значення для росту, розвитку та підтримки всіх живих організмів. Він відповідає за виробництво нових клітин, які потрібні організму для виконання його щоденних функцій. Відтворення клітин також має важливе значення для розмноження видів, оскільки воно відповідає за виробництво гамет, які є клітинами, відповідальними за статеве розмноження. Крім того, відтворення клітин важливо для відновлення та заміни пошкоджених клітин, а також для виробництва спеціалізованих клітин, таких як м’язові клітини, нервові клітини та імунні клітини. 8. Чим мітоз відрізняється від амітозу? Мітоз - це форма поділу клітин, яка зустрічається в еукаріотичних організмах, таких як тварини та рослини, тоді як амітоз - це форма поділу клітин, яка не зустрічається в еукаріотичних організмах. Під час мітозу генетичний матеріал батьківської клітини реплікується, конденсується та розділяється на дві генетично ідентичні дочірні клітини. З іншого боку, під час амітозу батьківська клітина не реплікує свій генетичний матеріал і не проходить складний процес мітозу. Замість цього клітина ділиться безпосередньо на дві дочірні клітини, які генетично ідентичні батьківській клітині.

shkola.in.ua

9. Які чинники впливають на мітоз? Кілька факторів можуть впливати на процес мітозу, включаючи гормони, фактори росту, сигнали навколишнього середовища, білки, ферменти та контрольні точки клітинного циклу. Гормони, такі як естроген, можуть сприяти або гальмувати поділ клітин, тоді як фактори росту, такі як епідермальний фактор росту та тромбоцитарний фактор росту, також можуть регулювати мітоз. Такі фактори навколишнього середовища, як температура, pH і доступність поживних речовин, також можуть впливати на мітоз, сприяючи або пригнічуючи поділ клітин. Такі білки, як цикліни та циклін-залежні кінази, є важливими регуляторами мітозу, оскільки вони беруть участь у регуляції клітинного циклу та ініціації мітозу. Нарешті, контрольні точки клітинного циклу відіграють важливу роль у мітозі, оскільки вони відповідають за регуляцію клітинного циклу та виявлення будь-яких потенційних помилок у процесі поділу клітини.

10. Яке значення має відкриття регуляторних молекул клітинного циклу? Відкриття регуляторних молекул клітинного циклу є важливим, оскільки воно допомагає пояснити, як клітини переходять між різними фазами клітинного циклу. Розуміння механізмів регуляції клітинного циклу допомагає пояснити складний процес поділу клітин і те, як він регулюється. Це також допомагає пояснити, як можна запобігти входженню клітин у певні фази або як їх можна стимулювати до переходу в інші фази. Ці знання можуть бути використані для розробки методів лікування або

зміни клітинного циклу з метою лікування захворювань або маніпулювання клітинами для інших цілей.

§ 57. Ріст і розвиток клітин та чинники, що на нього впливають

Пригадайте!

Що таке клітина?

Клітина є основною одиницею життя. Це невелика мембранна структура, яка містить біологічні молекули та органели, необхідні для життя. Клітини відповідають за ріст, підтримку та розмноження організму, і всі живі істоти складаються з однієї або кількох клітин. Клітини можна класифікувати як прокаріотичні або еукаріотичні, причому прокаріотичні клітини є найпростішою та найдавнішою формою життя. Прокаріотичні клітини не мають ядра, тоді як еукаріотичні клітини мають ядро, а також інші органели, які зустрічаються в більш складних організмах. Поміркуйте! Закон взаємного переходу кількісних змін в якісні – це загальний закон розвитку: кількісні зміни поступово накопичуються й спричиняють зміну якості об’єкта або явища, що здійснюється стрибкоподібно. Будь-який предмет або явище має певну якість, що відрізняє його від інших предметів та явищ, і певну кількість, що характеризує їх щодо розмірів, об’єму, маси тощо. Чи справедливий цей закон для життя клітин?

shkola.in.ua

Так, для життя клітин дійсно справедливий закон взаємопереходу кількісних змін у якісні. Коли клітини ростуть і діляться, кількість клітин збільшується, але самі клітини також зазнають змін у своїй структурі та функціях. Ці зміни здебільшого пов’язані з кількісними змінами в молекулах, що утворюють клітини, такими як зміни кількості або типів білків чи інших молекул. Оскільки ці кількісні зміни накопичуються, вони можуть призводити до якісних змін у активності клітин, таких як зміни в їхній здатності реагувати на середовище та взаємодіяти з ним. ДІЯЛЬНІСТЬ Перед вами ілюстрація процесу диференціації еритроцитів (еритропоезу). Застосуйте свої знання та ілюстрацію для виконання тестового завдання. За умови правильних відповідей отримаєте прізвище науковця, який відкрив еритроцити. Назвіть особливості розвитку еритроцитів, відображених на ілюстрації. Ілюстрація диференціювання еритроцитів (еритропоезу) показує кілька особливостей процесу. Перший — це виробництво клітини-попередника, яка називається коммітованою еритробластною клітиною-попередницею, яка виробляється кістковим мозком. Потім ця клітина-попередник проходить кілька стадій дозрівання, включаючи виробництво смугастого еритроцита, ретикулоцита і, нарешті, зрілого еритроцита. На ілюстрації також показано виробництво гемоглобіну в процесі дозрівання, який є

основним компонентом еритроцита. Вченим, який відкрив еритроцити, є Марчелло Мальпігі.

Тест-конструювання «Розвиток еритроцитів»

1. Де утворюються еритроцити в організмі дорослої людини? У дорослої людини еритроцити утворюються переважно в кістковому мозку, розташованому в центральних порожнинах кісток, таких як хребці, ребра і кістки тазу. Кістковий мозок містить тип стовбурових клітин, які називаються «коммітованими еритробластними клітинами-попередниками», які можуть розвиватися в зрілі еритроцити. Потім новоутворені еритроцити потрапляють у кровотік, де вони циркулюють приблизно 120 днів, перш ніж розщеплюються та переробляються селезінкою.

2. Укажіть вихідні клітини, з яких починається еритропоез. Еритропоез починається з коммітованих еритробластних клітин-попередників, які виробляються кістковим мозком. Ці клітини-попередники відповідають за виробництво всіх типів еритроцитів, включаючи еритроцити.

3. Скільки триває процес диференціації еритроцитів у нормі? Процес диференціювання еритроцитів в нормі займає близько 7-10 днів. Протягом цього часу коммітовані еритробластні клітини-попередники проходять кілька стадій дозрівання, зрештою виробляючи зрілі еритроцити, які вивільняються в кровотік. Потрапляючи в кровотік, еритроцити зазвичай живуть приблизно 120 днів, перш ніж розщеплюються та переробляються селезінкою. 4. Які клітини є безпосередніми попередниками еритроцитів? Безпосередніми попередниками еритроцитів є комітовані еритробластні клітинипопередники, які виробляються кістковим мозком. Ці клітини-попередники проходять кілька стадій дозрівання, зрештою виробляючи зрілі еритроцити, які вивільняються в кров.

5. Де утворюється гормон еритропоетин, що регулює еритропоез? Еритропоетин (ЕРО) - це гормон, який виробляється в основному нирками, хоча він також може вироблятися іншими тканинами, такими як печінка. EPO відповідає за регуляцію еритропоезу або виробництва еритроцитів. Він зв’язується з рецепторами еритробластних клітин-попередників у кістковому мозку та стимулює вироблення еритроцитів.

6. Які вітаміни необхідні для росту й розвитку еритроцитів? Вітаміни В6 і В12 необхідні для виробництва еритроцитів. Вітамін В6 допомагає організму виробляти гемоглобін, білок, що переносить кисень, міститься в еритроцитах. Вітамін B12 необхідний для дозрівання еритроцитів і допомагає запобігти анемії. Крім того, вітамін С також важливий для виробництва еритроцитів, оскільки він допомагає перетворювати залізо у форму, яка може бути використана організмом для виробництва гемоглобіну.

7. Які біоелементи необхідні для еритропоезу? Виробництво еритроцитів вимагає кількох біоелементів, включаючи залізо, вітамін В6, вітамін В12, вітамін С, гем і еритропоетин. Залізо необхідне для утворення гемоглобіну, білка, що переносить кисень, який міститься в еритроцитах. Вітамін B6 допомагає організму виробляти гемоглобін. Вітамін В12 необхідний для дозрівання еритроцитів і допомагає запобігти анемії. Вітамін С також важливий для виробництва еритроцитів, оскільки він допомагає перетворювати залізо у форму, яка може бути використана організмом для виробництва гемоглобіну. Гем — це порфіринове кільце,

утворене комплексом із двовалентним залізом і протопорфірином IX, і є важливою простетичною групою в білках, необхідних для виробництва еритроцитів. Еритропоетин (ЕРО) - це гормон, який виробляється в основному нирками, хоча він також може вироблятися іншими тканинами, такими як печінка. EPO відповідає за регуляцію еритропоезу, або виробництва еритроцитів. Він зв’язується з рецепторами еритробластних клітин-попередників у кістковому мозку та стимулює вироблення еритроцитів.

8. Яка функція визначає особливості будови еритроцитів? Структура еритроцитів визначається низкою факторів, у тому числі формою та складом їхньої клітинної мембрани, виробництвом і збіркою гемоглобіну, а також здатністю регулювати свій об’єм у відповідь на зміни осмотичного середовища. Клітинна мембрана еритроцитів складається з подвійного фосфоліпідного шару, який відповідає за підтримку форми клітини та регулювання її взаємодії з іншими клітинами. Виробництво та збірка гемоглобіну регулюється низкою ферментів, включаючи декарбоксилазу глутамінової кислоти, гамма-глутамілтранспептидазу та аденозинтрифосфатазу. Крім того, еритроцити здатні регулювати свій об’єм у відповідь на зміни в осмотичному середовищі, процес, відомий як осмотична регуляція.

СТАВЛЕННЯ

Лауреатами Нобелівської премії 2012 р. з фізіології і медицини стали британський біолог Д. Гердон та японський науковець С. Яманака «за роботи в галузі

експерименти доводять, що кожна клітина має здатність перепрограмувати себе, щоб знову стати юною і перетворитися на будь-яку клітину дорослого організму. В чому суть їхніх експериментів і яке значення цього відкриття для людини? Експерименти Д. Гердона та С. Яманаки, удостоєні Нобелівської премії, продемонстрували, що дорослі клітини можна перепрограмувати, щоб вони стали плюрипотентними стовбуровими клітинами, які здатні породжувати будь-який тип клітин в організмі. Це відкриття відкрило нові можливості для регенеративної медицини, оскільки тепер можна генерувати стовбурові клітини з власних клітин пацієнта, які потім можна використовувати для відновлення та заміни пошкоджених або хворих тканин. Крім того, це відкриття також призвело до кращого розуміння механізмів розвитку та захворювання, а також дозволило розробити ефективніші методи лікування низки захворювань.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке цитогенез?

shkola.in.ua

Цитогенез - це походження і розвиток клітин. Він передбачає вивчення хромосом, які є довгими ланцюгами ДНК і білка, які містять більшу частину генетичної інформації в клітині. Цитогенетика передбачає тестування, маніпуляції та аналіз тканини, крові, кров’яного мозку або культуральних клітин у лабораторії з метою виявлення змін у хромосомах, які можуть вказувати на генетичне захворювання або рак. Це розділ генетики, а також частина клітинної біології/цитології, яка займається тим, як хромосоми пов’язані з формуванням і розвитком клітин, а також спадковістю, генетичними аномаліями та прогресуванням захворювань. 2. Які процеси є його основою? Основою цитогенезу є генетична інформація, яка зберігається у вигляді ДНК в ядрі клітини. ДНК організована в хромосоми, які містять генетичний код, з якого

біології розвитку і отримання індукованих стовбурових клітин». Їхні

складається організм. У процесі поділу клітини ці хромосоми реплікуються та розподіляються між дочірніми клітинами, забезпечуючи таким чином основу для нових клітин. Під час цього процесу хромосоми також модифікуються, процес, відомий як рекомбінація, під час якого змінюється генетична інформація хромосом.

Цей процес необхідний для того, щоб дочірні клітини генетично відрізнялися від вихідної клітини.

3. Що таке диференціація клітин?

Основою цитогенезу є генетична інформація, яка зберігається у вигляді ДНК в ядрі клітини. ДНК організована в хромосоми, які містять генетичний код, з якого складається організм. У процесі поділу клітини ці хромосоми реплікуються та розподіляються між дочірніми клітинами, забезпечуючи таким чином основу для нових клітин. Під час цього процесу хромосоми також модифікуються, процес, відомий як рекомбінація, під час якого змінюється генетична інформація хромосом. Цей процес необхідний для того, щоб дочірні клітини генетично відрізнялися від вихідної клітини.

4. Назвіть основні категорії стовбурових клітин.

Основними категоріями стовбурових клітин є ембріональні стовбурові клітини, дорослі стовбурові клітини та індуковані плюрипотентні стовбурові клітини. Ембріональні стовбурові клітини отримують з ембріонів на стадії бластоцисти і є плюрипотентними, тобто вони здатні диференціюватися в клітини будь-якого типу. Дорослі стовбурові клітини знаходяться в тканинах дорослої людини і, як правило, мультипотентні, тобто вони можуть диференціюватися в кілька різних типів клітин. Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини — це дорослі клітини, генетично модифіковані для набуття плюрипотентності. Усі ці три категорії стовбурових клітин можуть використовуватися для лікування різноманітних захворювань і станів. 5. Що таке детермінація клітин?

Детермінація клітин – це процес, за допомогою якого клітини диференціюються на певні типи клітин, такі як нервові клітини, клітини м’язів і клітини шкіри. Цей процес обумовлений генетичними ознаками та ознаками навколишнього середовища, які разом створюють спеціалізовані типи клітин із різними функціями. Під час розвитку стовбурові клітини диференціюються в більш спеціалізовані клітини, і цей процес відомий як клітинна детермінація.

6. Назвіть основні чинники, що визначають диференціацію клітин. Основними факторами, що визначають диференціацію клітин, є генетичні та екологічні ознаки, такі як гормони, фактори транскрипції та взаємодії між клітинами. Ці фактори працюють разом, контролюючи експресію генів і в кінцевому підсумку визначають тип клітини, яка виробляється. Крім того, експресія певних генів може спровокувати експресію каскаду інших генів, що призводить до особливих характеристик даного типу клітин.

shkola.in.ua

7. Які відбуваються ріст і розвиток клітин? Ріст і розвиток клітин - це процес, за допомогою якого клітини ростуть і диференціюються в різні типи клітин і тканин. Цей процес обумовлений поєднанням генетичних факторів і факторів навколишнього середовища, і він необхідний для нормального розвитку і росту. Під час росту та розвитку клітини проходять ряд стадій, від початкового поділу клітини до моменту, коли клітина стає зрілою та функціонує як спеціалізована клітина. На ранніх стадіях клітини швидко діляться і виробляють необхідні білки та ферменти для підтримки росту організму. У міру дорослішання

організму клітини диференціюються в спеціалізовані клітини та тканини, такі як нервові, м’язові та шкірні клітини. Ріст і розвиток клітин є важливим процесом для правильного функціонування організму.

8. Які клітини є вихідними в процесах цитодиференціації?

Вихідною точкою в процесах цитодиференціації є плюрипотентна стовбурова клітина.

Плюрипотентні стовбурові клітини здатні диференціюватися в будь-які типи клітин в організмі та є основою для всіх типів клітин в організмі. Під час процесу диференціації ці клітини діляться та спеціалізуються на різні типи клітин, необхідні організму для функціонування, наприклад, нервові клітини, клітини м’язів і клітини шкіри. Цей процес обумовлений генетичними ознаками та ознаками навколишнього середовища, і він є важливим для правильного розвитку та росту.

9. Які чинники визначають розвиток клітин?

Розвиток клітин визначається поєднанням генетичних факторів і факторів зовнішнього середовища. Ці фактори працюють разом, контролюючи експресію генів і в кінцевому підсумку визначають тип клітини, яка виробляється. Ці фактори включають гормони, фактори транскрипції, взаємодію між клітинами та інші сигнали. Крім того, експресія певних генів може спровокувати експресію каскаду інших генів, що призводить до особливих характеристик даного типу клітин. 10. На конкретному прикладі охарактеризуйте процес утворення, росту й диференціації клітин. Конкретним прикладом процесу утворення, росту та диференціювання клітин є розвиток нервової системи людини. Під час раннього ембріонального розвитку група клітин, званих нейронними стовбуровими клітинами, формується та ділиться, щоб утворити більше нервових стовбурових клітин, а також більш спеціалізовані клітини, які називаються клітинами-попередниками. Потім ці клітини-попередники діляться і диференціюються в різні типи нейронів і гліальних клітин, які відповідають за структуру і функцію нервової системи. Оскільки клітини продовжують ділитися та диференціюватися, вони утворюють різні частини нервової системи, такі як мозок, спинний мозок і периферичні нерви. Ріст і диференціація цих клітин регулюється поєднанням генетичних факторів і факторів середовища, таких як гормони та інші молекули. Зрештою, цей процес призводить до формування зрілої, функціонуючої нервової системи.

§ 58. Старіння та смерть клітин Пригадайте!

Що таке клітинний цикл? Клітинний цикл — це процес, за допомогою якого клітина прогресує шляхом росту, реплікації та поділу. Під час клітинного циклу клітина росте і реплікує свою ДНК, перш ніж зрештою поділитися на дві дочірні клітини. Поміркуйте!

shkola.in.ua

У світлі сучасних гіпотез старіння організмів, яких налічують понад 200, науковці виокремлюють найчастіше 9 ключових ознак: геномну нестабільність, теломерні скорочення, мітохондріальну дисфункцію, епігенетичні зміни, втрату білкового гомеостазу, нестачу й порушення надходження поживних речовин –нутрієнтів, виснаження стовбурових клітин, зміни міжклітинної комунікації та клітинне старіння. А що таке старіння клітин (англійською мовою – cellular senescence)?

Старіння клітини або клітинне старіння — це процес, під час якого клітини стають нездатними до поділу або реплікації. Це відбувається природним шляхом з часом, коли клітини досягають межі Хейфліка, а теломери на кінцях їхніх хромосом стають занадто короткими, щоб підтримувати подальшу реплікацію. У результаті клітини більше не можуть ділитися та реплікуватися для створення нових клітин. Вважається, що цей процес сприяє процесу старіння в організмах, оскільки стає менше нових клітин, які замінюють старі, що призводить до зниження функції тканин і органів.

Крім того, коли клітини старіють, вони можуть пошкоджуватися та накопичувати білки та інші речовини, які можуть бути токсичними, що призводить до подальшого пошкодження та смерті клітин. ДІЯЛЬНІСТЬ

Геронтологія – наука, що вивчає процес старіння організму людини. В сучасній геронтології швидко розвивається новий напрям досліджень, пов'язаний з описом епігенетичних механізмів вікових змін. Розгляньте схему, яка ілюструє епігенетичні чинники, що впливають на процес старіння людини, перекладіть й назвіть їх. Сформулюйте власні судження про вплив способу життя на процес старіння людини.

Спосіб життя людини та її оточення можуть мати значний вплив на процес старіння людини. Погане харчування, недостатня фізична активність, стрес і вплив токсинів можуть сприяти посиленню епігенетичних змін і прискоренню процесу старіння. З іншого боку, здорове харчування, регулярні фізичні вправи, боротьба зі стресом і середовище з меншою кількістю токсинів можуть допомогти захистити від епігенетичних змін і уповільнити процес старіння. Одночасно з руйнуванням і деградацією, характерними для процесу старіння, в ході еволюції виникли й процеси, спрямовані на виживання й підвищення стійкості біологічних систем. Це механізми антистаріння. Вперше на них звернув увагу видатний український учений В. В. Фролькіс (1924–1999). У чому суть

shkola.in.ua

адаптаційно-регуляторної гіпотези старіння Фролькіса? Адаптаційно-регуляторна гіпотеза старіння Фролькіса — це еволюційна теорія старіння, яка передбачає, що процес старіння рухається двома протилежними силами: руйнівною силою, яка призводить до руйнування клітинних компонентів, і конструктивною силою, яка веде до адаптації організмів. до свого середовища. Згідно з цією гіпотезою, старіння відбувається в результаті балансу між деструктивними та адаптивними силами, і саме адаптаційна сила в кінцевому рахунку переважає і призводить до старіння. У цій гіпотезі Фролькіс припускає, що адаптивна сила обумовлена еволюційними змінами в експресії генів, які призводять до появи нових характеристик, які приносять користь організму в його оточенні. Ця адаптивна сила призводить до збільшення складності та стабільності організму, що сприяє довгостроковому виживанню організму та, таким чином, збільшує його шанси на відтворення. У той же час руйнівна сила зумовлена накопиченням клітинних ушкоджень, викликаних екологічними та метаболічними стресорами, що може призвести до руйнування клітинних компонентів і кінцевої смерті організму. СТАВЛЕННЯ Синдактилія у людини є вадою розвитку й спадковим захворюванням, що характеризується повним чи частковим зрощенням між собою двох і більше сусідніх пальців рук або ніг. Розвивається внаслідок порушення загибелі клітин,

завдяки чому в нормі досягається розділення пальців. А який тип успадкування у цієї ознаки?

Синдактилія зазвичай успадковується як аутосомно-домінантна ознака, що означає, що однієї копії мутованого гена достатньо, щоб викликати стан. Однак деякі випадки синдактилії також можуть успадковуватися за аутосомно-рецесивним типом, що означає, що для захворювання людиною необхідні дві копії мутованого гена. У деяких випадках синдактилія також може бути спричинена новою мутацією і не успадкована

від батьків.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке старіння клітин?

Клітинне старіння - це процес, коли клітини з часом стають менш здатними до поділу та реплікації. Це викликано різними факторами, включаючи пошкодження ДНК і теломерів, накопичення метаболічних відходів і зниження ефективності клітинного циклу. Це головний фактор старіння організмів, оскільки впливає на здоров’я, життєздатність і тривалість життя клітин, тканин і органів.

2. Наведіть приклади ознак старіння клітин. Ознаки старіння клітин включають зниження здатності до поділу та реплікації, накопичення метаболічних відходів, пошкодження ДНК і теломерів, зниження ефективності клітинного циклу та зниження вироблення ангіогенних цитокінів. Крім того, деякі клітини також можуть старіти, що призводить до підвищеного ризику раку. Інші

ознаки старіння клітин включають зморшки та в’ялість шкіри, зниження обміну стовбуровими клітинами та вкорочені теломери. 3. Що таке апоптоз? Апоптоз — це форма клітинної смерті, яка відбувається природним шляхом в організмі як частина нормального процесу клітинного росту та розвитку. Він характеризується серією подій, які призводять до руйнування клітини, включаючи фрагментацію ДНК, зморщування клітини та утворення пов’язаних мембраною везикул. Апоптоз важливий для підтримки нормального клітинного балансу та тканинного гомеостазу, і він також може індукуватися в клітинах як відповідь на пошкодження або інфекцію. 4. Що таке некроз? Некроз — це форма загибелі клітин, яка виникає в результаті гострого клітинного пошкодження, що спричиняє набухання та лізис клітин. На відміну від апоптозу, який є активною та регульованою формою загибелі клітин, некроз є пасивною формою загибелі клітин, що виникає внаслідок раптового та серйозного пошкодження клітин. Некроз часто пов'язаний з пошкодженням тканин, запаленням і загибеллю клітин навколишньої області.

shkola.in.ua

5. Наведіть приклади чинників, що порушують клітинний цикл. Фактори, які можуть порушити клітинний цикл, включають: екологічні стресори (такі як ультрафіолетове випромінювання, токсини та екстремальні температури); генетичні мутації; пошкодження ДНК або теломерів; ліки; нестача поживних речовин; і нестача факторів росту. Крім того, старіння може призвести до старіння клітин, що призводить до підвищеного ризику раку. Інші фактори, які можуть порушити клітинний цикл, включають окислювальний стрес, запалення та підвищення рівня активних форм кисню (АФК).

6. Назвіть основні наслідки порушення клітинного циклу.

Основні наслідки порушення клітинного циклу включають зниження клітинної

проліферації, збільшення клітинної смерті, пошкодження тканин і запалення, а також підвищений ризик раку. Порушення клітинного циклу також може призвести до зниження обміну стовбуровими клітинами, скорочення теломерів і зниження

виробництва ангіогенних цитокінів. Ці наслідки можуть мати значний вплив на здоров’я, життєздатність і тривалість життя клітин, тканин і органів. 7. Які ознаки старіння клітин?

Ознаки старіння клітин включають зниження здатності до поділу та реплікації, накопичення метаболічних відходів, пошкодження ДНК і теломерів, зниження ефективності клітинного циклу та зниження вироблення ангіогенних цитокінів. Крім того, деякі клітини також можуть старіти, що призводить до підвищеного ризику раку. Інші ознаки старіння клітин включають зморшки та в’ялість шкіри, зниження обміну стовбуровими клітинами та вкорочені теломери.

8. Чому клітини гинуть? Клітини гинуть з різних причин, таких як старість, пошкодження ДНК або теломерів, екологічні стреси, брак поживних речовин, генетичні мутації, ліки та активація шляхів загибелі клітин. Апоптоз є активною та регульованою формою клітинної смерті, яка необхідна для підтримки нормального клітинного балансу та тканинного гомеостазу. Некроз — це пасивна форма загибелі клітин, яка є наслідком раптового та серйозного пошкодження клітин. Крім того, клітини можуть старіти в результаті старіння, що призводить до підвищеного ризику раку. 9. Які причини і наслідки порушень клітинного циклу? Причини порушень клітинного циклу можуть бути генетичними, екологічними, ліками чи токсинами. Поширені причини включають мутації в генах, які контролюють клітинний цикл, пошкодження ДНК або теломерів, екологічні стресові фактори, а також ліки або токсини. Наслідками порушень клітинного циклу можуть бути зниження реплікації клітин, збільшення клітинної смерті, пошкодження тканин і запалення, а також підвищений ризик раку. Крім того, порушення клітинного циклу можуть призвести до зниження обміну стовбуровими клітинами, скорочення теломерів і зниження виробництва ангіогенних цитокінів.

10. Обґрунтуйте судження про вплив способу життя на процес старіння людини. Спосіб життя має значний вплив на процес старіння людини. Поганий спосіб життя, такий як куріння, надмірне вживання алкоголю, відсутність фізичних вправ і нездорове харчування, можуть сприяти прискоренню старіння. Ці звички можуть пошкодити клітини, зменшити їх здатність до регенерації та призвести до окислювального стресу, запалення та інших пошкоджень. Крім того, звички способу життя можуть впливати на гормони, дефіцит поживних речовин та імунну систему, що може ще більше сприяти прискоренню старіння. Тому важливо підтримувати здоровий спосіб життя, щоб мінімізувати наслідки старіння.

shkola.in.ua

§ 59. Онкологічні захворювання та онкогенні чинники Пригадайте!

Що таке захворювання?

Хвороба - це захворювання, яке порушує нормальне функціонування живого організму або однієї з його частин. Симптоми захворювання відрізняються залежно від типу захворювання, але можуть включати біль, лихоманку, утруднене дихання та інші фізичні чи психічні зміни. Поширені захворювання включають грип, рак, діабет і

хвороби серця. Лікування захворювання може включати медикаменти, хірургічне

втручання або зміну способу життя. Поміркуйте!

У живій природі є тварини, які майже не хворіють на рак. Для прикладу досить часто називають слонів. Чому ж слони не вразливі до онкологічних захворювань?

В їхньому геномі наявні гени, що виявляють ушкодження і вмикають механізми апоптозу. У людини цей ген наявний в єдиному екземплярі, в той час як у слонів

їх є 20 копій. Що таке онкологічні захворювання та яка роль генів у їх виникненні?

shkola.in.ua

Онкологічні захворювання, також відомі як рак, являють собою групу захворювань, які включають аномальний ріст клітин. Хоча існує багато типів раку, усі вони характеризуються неконтрольованим поділом клітин, що може призвести до росту пухлин і поширення раку на інші частини тіла. Генетичні фактори відіграють ключову роль у розвитку раку. Мутації в певних генах можуть призвести до безконтрольного поділу клітин, що призводить до утворення пухлин. У людей ген p53 відповідає за виявлення пошкоджених клітин та ініціацію апоптозу (запрограмованої клітинної смерті), коли це необхідно. Слони мають 20 копій гена p53, тоді як люди мають лише одну копію. Ця підвищена надлишковість допомагає гарантувати виявлення та усунення більшої кількості пошкоджених клітин, зменшуючи ймовірність раку. Крім того, у слонів виявлено мутації в певних генах, пов’язаних із раком, наприклад TP53, що знижує ризик розвитку раку. ДІЯЛЬНІСТЬ Міжнародний класифікатор хвороб є загальноприйнятою класифікацією для кодування медичних захворювань. Класифікатор складається з 21 розділу, кожен з яких містить підрозділи з кодами хвороб і станів. Зіставте назви запропонованих захворювань із розділами міжнародного класифікатора хвороб. За умови правильних відповідей отримаєте ім’я лікаря, який уперше назвав злоякісну пухлину карциномою (від грец. карцинос – краб). Доведіть зв'язок новоутворень з іншими захворюваннями людини. Міжнародна класифікація хвороб (МКХ) — це система, яка використовується для класифікації захворювань та інших станів здоров’я. Він поділений на 21 розділ, у кожному з яких є підрозділи з кодами хвороб і станів. Розділ, який містить коди новоутворень (пухлин), — це розділ 2, який має назву «Новоутворення». Лікарем, який першим назвав злоякісну пухлину карциномою, був німецький патолог Рудольф Вірхов, який ввів цей термін у 1863 році. Новоутворення можуть бути доброякісними або злоякісними, і можуть бути пов’язані з іншими захворюваннями. Наприклад, певні типи раку можуть бути спричинені мутаціями в генах, пов’язаних зі спадковими захворюваннями, як-от рак молочної залози, пов’язаний із мутаціями BRCA1 і BRCA2, пов’язаними із синдромом спадкового раку молочної залози та яєчників. Крім того, деякі неракові захворювання також можуть призвести до розвитку раку, наприклад хронічне запалення, спричинене інфекціями Helicobacter pylori та стравоходу Барретта, обидва з яких можуть підвищити ризик розвитку раку шлунка. Людина, яка живе з позитивними емоціями й думками, не схильна до захворювань. Дуже важливу роль у профілактиці пухлин відіграють саме оптимізм й уміння справлятися зі своїм негативними емоціями в різноманітних стресових ситуаціях. А якими є основні способи боротьби з негативними емоціями?

Основні способи впоратися з негативними емоціями – займатися самообслуговуванням, приділяти час собі, практикувати позитивні розмови з собою, шукати позитив у кожній ситуації та зосереджуватися на теперішньому моменті.

Догляд за собою включає такі речі, як достатній сон, здорове харчування, фізичні вправи та перерви в стресових ситуаціях. Практика позитивної саморозмови важлива для переосмислення негативних думок і пошуку срібної підкладки у складних ситуаціях. Крім того, зосередження на теперішньому моменті може допомогти

зменшити тривогу та стрес, дозволяючи вам відпочити від хвилювань про майбутнє чи роздумів про минуле. Нарешті, важливо звертатися до друзів і родини за емоційною підтримкою, коли це необхідно. СТАВЛЕННЯ

Цей день відзначають щорічно 4 лютого. Метою проведення заходів у цей день є підвищення обізнаності щодо онкологічних захворювань. Відомо, що виникненню майже 50% цих захворювань можна було б запобігти за допомогою норм здорової поведінки. Якими є ці норми поведінки? Оцініть важливість профілактики онкологічних захворювань. Всесвітній день боротьби з раком – це міжнародний день інформування та освіти, який відзначається щорічно 4 лютого. Його мета — підвищити обізнаність громадськості про рак, заохотити його запобігати, виявляти та лікувати. Норми здорової поведінки важливі для зниження ризику розвитку раку. Деякі з цих норм включають уникання паління та іншого вживання тютюну, підтримку нормальної ваги, регулярні фізичні вправи, здорове харчування, обмеження споживання алкоголю та захист від сонця. Крім того, важливо проходити регулярні огляди та скринінги, щоб виявити рак на ранніх стадіях. Профілактика раку є важливою частиною громадського здоров’я, оскільки вона може зменшити тягар раку для окремих людей, сімей і суспільства. Завдяки освіті, ранньому виявленню та зниженню ризику виникнення раку можна зменшити. Профілактика також може допомогти зменшити витрати на лікування раку, оскільки лікування на пізніх стадіях хвороби часто дорожче, ніж на ранніх.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке онкологічні захворювання? Онкологічні захворювання, також відомі як рак, відносяться до групи захворювань, викликаних неконтрольованим ростом і поширенням аномальних клітин, які можуть проникати в здорові тканини та пошкоджувати їх. Рак може вражати майже будь-яку частину тіла та бути спричинений різними факторами, включаючи спосіб життя, генетику та фактори навколишнього середовища. Загальні симптоми раку включають втому, втрату ваги, біль, лихоманку та аномальні новоутворення. Лікування раку зазвичай включає поєднання хірургічного втручання, хіміотерапії, променевої терапії та імунотерапії.

2. Наведіть приклади онкозахворювань.

shkola.in.ua

Приклади раку включають рак легенів, рак грудей, рак шкіри, рак простати, рак товстої кишки, рак яєчників, лейкемію, лімфому та рак підшлункової залози. 3. Що таке онкогенні чинники? Онкогенні фактори - це фактори, які можуть підвищити ризик розвитку раку. Ці фактори можуть включати вибір способу життя, наприклад куріння або надмірне вживання алкоголю; фактори зовнішнього середовища, такі як вплив певних токсинів і радіації; дієта і харчування; і генетика, включаючи сімейну історію та певні

успадковані генні мутації. Онкогенні фактори також можуть бути викликані певними вірусами та бактеріями, наприклад, вірусом папіломи людини (ВПЛ).

4. Назвіть основні групи онкогенних чинників. Основними групами онкогенних факторів є вибір способу життя, фактори навколишнього середовища, дієта та харчування, генетика. Вибір способу життя, наприклад куріння, надмірне вживання алкоголю та нездорове харчування, може збільшити ризик розвитку раку. Фактори навколишнього середовища, такі як вплив певних токсинів або радіації, також можуть збільшити ризик раку. Крім того, певні успадковані генні мутації можуть збільшити ризик раку, як і деякі віруси та бактерії, такі як вірус папіломи людини (ВПЛ).

5. Що таке профілактика онкозахворювань?

Профілактика раку - це практика вжиття заходів для зниження ризику розвитку раку. Це може включати зміни способу життя, такі як уникання паління та іншого вживання тютюну, підтримання нормальної ваги, регулярні фізичні вправи, здорове харчування, обмеження споживання алкоголю та захист від сонця. Крім того, важливо проходити регулярні огляди та скринінги, щоб виявити рак на ранніх стадіях. Профілактика раку є важливою частиною громадського здоров’я, оскільки вона може зменшити тягар раку для окремих людей, сімей і суспільства. Завдяки освіті, ранньому виявленню та зниженню ризику виникнення раку можна зменшити. Профілактика також може допомогти зменшити витрати на лікування раку, оскільки лікування на пізніх стадіях хвороби часто дорожче, ніж на ранніх. 6. Назвіть найзагальніші заходи профілактики онкозахворювань. Найпоширеніші заходи профілактики раку включають уникнення або обмеження впливу відомих канцерогенів, підтримання здорового способу життя (включаючи фізичні вправи, збалансовану дієту та відмову від куріння та алкоголю), проходження регулярних медичних оглядів та імунізацію проти певних видів раку. Крім того, важливо дотримуватися правил захисту від сонця та носити захисний одяг і сонцезахисний крем під час перебування на вулиці. 7. Які гени беруть участь у розвитку онкозахворювань? Рак викликається генетичними мутаціями в ДНК людини, які змушують клітини рости та ділитися з неконтрольованою швидкістю. Відомо, що мутації в деяких генах беруть участь у розвитку раку, включаючи онкогени, гени-супресори пухлин і гени відновлення ДНК. Онкогени сприяють росту і поділу клітин, тоді як гени-супресори пухлин пригнічують поділ клітин і сприяють їх загибелі. Гени відновлення ДНК беруть участь у відновленні пошкодженої ДНК, що може допомогти запобігти мутаціям, які призводять до раку. Приклади онкогенів включають RAS, MYC і ERBB2, а приклади генів-супресорів пухлин включають TP53, BRCA1 і BRCA2.

8. Які чинники спричиняють онкозахворювання?

shkola.in.ua

До основних факторів, які спричиняють рак, належать вплив канцерогенів, наявність раку в сімейному анамнезі, надмірна вага або ожиріння, старіння, певні генетичні мутації, ослаблена імунна система та певний вибір способу життя, наприклад куріння, надмірне вживання алкоголю та не отримує достатньо фізичних вправ. Крім того, певні вірусні та бактеріальні інфекції, такі як гепатит В і С, можуть збільшити ризик розвитку певних типів раку.

9. Які заходи профілактики онкозахворювань? Найкращі заходи профілактики раку включають уникнення відомих канцерогенів, підтримання здорового способу життя, проходження регулярних медичних оглядів та

імунізацію проти деяких видів раку. Крім того, важливо дотримуватися правил захисту від сонця та носити захисний одяг і сонцезахисний крем під час перебування на вулиці. Збалансоване харчування, багате фруктами та овочами, регулярна фізична активність, уникання або відмова від куріння також є важливими кроками в профілактиці раку. 10. Оцініть важливість профілактики онкологічних захворювань. Профілактика раку є надзвичайно важливою, оскільки вона може знизити ризик розвитку раку та призвести до кращих результатів для здоров’я. За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я, принаймні одну третину всіх випадків раку можна запобігти шляхом зміни способу життя, наприклад уникнення контакту з відомими канцерогенами, підтримання здорового способу життя, проходження регулярних медичних оглядів та імунізація проти певних видів раку. Крім того, люди можуть захищатися від сонця та носити захисний одяг і сонцезахисний крем під час перебування на вулиці. Внесення цих змін може значно знизити ризик розвитку раку та покращити стан здоров’я.

§ 60. Мейоз. Особливості гаметогенезу в людини. Статеві клітини Пригадайте!

Що таке статеве розмноження?

Статеве розмноження — це спосіб розмноження, що включає злиття гаплоїдної жіночої гамети (яйцеклітини) та гаплоїдної чоловічої гамети (сперматозоїда). Цей процес призводить до виробництва нового організму, який містить генетичну

інформацію від обох батьків. Процес статевого розмноження включає обмін генетичною інформацією між двома батьками, результатом якого є утворення нової особини з унікальним поєднанням генетичних ознак. Цей процес є важливим для продовження видів і дозволяє змінювати популяцію. У ядрі первинної статевої клітини морського їжака міститься 3,6 · 10−9 мг ДНК. Яка маса ДНК міститиметься в клітинах: а) на стадії профази І; б) на стадії

профази ІІ; в) в ядрі яйцеклітини після мейозу ІІ; г) в ядрі сперматозоона після мейозу ІІ?

Ядро первинної статевої клітини морського їжака містить 3,6·10−9 мг ДНК. На стадії профази I кількість ДНК у клітинах буде удвічі більшою, або 7,2·10−9 мг. У профазі II кількість ДНК буде збільшена в чотири рази, або 2,88·10-8 мг. Після II мейозу

кількість ДНК в ядрі яйцеклітини зменшиться вдвічі, або 1,44·10−8 мг. Нарешті, в ядрі сперматозоїда після II мейозу кількість ДНК знову зменшиться вдвічі, або 7,2·10−9 мг. СТАВЛЕННЯ

Ab ovo – у дослівному перекладі «з яйця». Стійкий фразеологічний зворот, який означає «із самого початку». Застосуйте знання про будову й утворення гамет у людини та доведіть справедливість латинського виразу Ab ovo.

shkola.in.ua

Ab ovo — латинська фраза, яка буквально означає «з яйця». Ця фраза використовується для позначення чогось, що починається з самого початку. З точки зору відтворення людини ця фраза застосовна, оскільки гамети (яйцеклітини та сперматозоїди) є початком процесу розмноження. Гамети утворюються в результаті процесу, який називається мейозом, коли одна диплоїдна клітина (з двома копіями кожної хромосоми) проходить два послідовних поділу, в результаті чого утворюються чотири гаплоїдні клітини (з однією копією кожної хромосоми). Кожна з цих гаплоїдних клітин тоді називається гаметою. Отже, Ab ovo точно описує

репродуктивний процес, оскільки він із самого початку починається з утворення

гамет. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке мейоз?

Мейоз — це тип поділу клітини, при якому одна диплоїдна клітина (з двома копіями кожної хромосоми) зазнає двох послідовних поділів, у результаті чого утворюються чотири гаплоїдні клітини (з однією копією кожної хромосоми). Цей процес важливий для статевого розмноження, оскільки він виробляє гамети (сперматозоїди та яйцеклітини), необхідні для виробництва потомства. Мейоз також відіграє важливу роль у генетичному різноманітті, оскільки два поділи призводять до випадкового поділу хромосом і перемішування генів, що призводить до утворення генетично відмінних клітин.

2. Назвіть два етапи мейозу.

Дві стадії мейозу - це мейоз I і мейоз II. Мейоз I — це перша стадія мейозу, яка включає реплікацію хромосом і поділ гомологічних хромосом на різні клітини. Ця стадія також включає процес, званий кросинговером, який дозволяє перемішувати гени між хромосомами. Мейоз II — це друга стадія мейозу, яка включає відділення сестринських хроматид і утворення чотирьох гаплоїдних клітин. 3. Що таке гаметогенез? Гаметогенез - це процес, за допомогою якого гаплоїдні гамети, такі як сперматозоїди та яйцеклітини, утворюються з диплоїдних клітин-попередників. Цей процес включає реплікацію хромосом і поділ гомологічних хромосом на різні клітини. Під час гаметогенезу клітина зазнає серії змін, щоб утворити гамети, які здатні поєднуватися

іншими гаметами для утворення потомства. Цей процес важливий для статевого розмноження, оскільки він необхідний для утворення придатних для запліднення гамет.

4. Назвіть стадії гаметогенезу. Стадіями гаметогенезу є профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I, профаза II, метафаза II, анафаза II і телофаза II. Під час профази I гомологічні хромосоми об’єднуються в пари та обмінюються генетичним матеріалом за допомогою процесу, який називається кросинговером. Під час метафази I гомологічні хромосоми вибудовуються вздовж пластинки метафази. Під час анафази I гомологічні хромосоми розходяться. Під час телофази I починають формуватися дві дочірні клітини. Під час профази II сестринські хроматиди починають розділятися. Під час метафази II сестринські хроматиди вибудовуються вздовж метафазної пластинки. Під час анафази II сестринські хроматиди відокремлюються. Нарешті, під час телофази II утворюються чотири гаплоїдні дочірні клітини.

shkola.in.ua

5. Що таке гамети? Гамети - це репродуктивні клітини, також відомі як статеві клітини. Це гаплоїдні клітини, що означає, що вони містять лише один набір хромосом, тоді як інші клітини в організмі є диплоїдними та містять два набори хромосом. Гамети утворюються в результаті процесу, який називається мейозом, коли одна диплоїдна клітина зазнає двох послідовних поділів, у результаті чого утворюються чотири гаплоїдні клітини. Ці чотири гаплоїдні клітини потім називаються гаметами. Гамети важливі для статевого розмноження, оскільки вони необхідні для виробництва потомства. 6. Назвіть особливості будови яйцеклітин та сперматозоонів людини.

Будова яйцеклітин і сперматозоїдів людини містить кілька ключових особливостей. Яйцеклітини людини, як правило, більші за сперматозоїди, діаметром приблизно від 0,12 до 0,15 мм. Вони також мають більш товсту клітинну мембрану і містять більше цитоплазми, ніж сперматозоїди. Яйцеклітини також містять велику кількість органел, включаючи мітохондрії, ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі. З іншого боку, сперматозоїди, як правило, менші за яйцеклітини і мають діаметр приблизно від 0,05 до 0,075 мм. Вони також мають тоншу клітинну мембрану і містять менше цитоплазми, ніж яйцеклітини. Сперматозоїди також містять менше органел і зазвичай містять лише ядро, середню частину, джгутик і мітохондрії.

7. Яке значення мейозу в збільшенні біорізноманіття організмів?

Мейоз є важливим процесом, який сприяє біорізноманіттю організмів. Під час мейозу два набори хромосом у диплоїдній клітині поділяються на чотири гаплоїдні клітини, кожна з яких містить один набір хромосом. Цей процес дозволяє перемішувати гени між хромосомами та створює генетичне різноманіття в отриманому потомстві. Це важливо для виживання видів, оскільки дозволяє адаптуватися до мінливих умов середовища. Крім того, мейоз допускає генетичні варіації всередині виду, що з часом може призвести до розвитку нових видів. 8. Які особливості гаметогенезу в людини? Особливості гаметогенезу у людини включають реплікацію хромосом, перетасування генів між хромосомами, утворення гаплоїдних клітин, утворення гамет (яйцеклітин і сперматозоїдів). Під час гаметогенезу диплоїдна клітина зазнає двох послідовних поділів, у результаті чого утворюються чотири гаплоїдні клітини, кожна з яких містить один набір хромосом. Цей процес дозволяє перемішувати гени між хромосомами та створює генетичне різноманіття в отриманому потомстві. Гаплоїдні клітини тоді називаються гаметами і важливі для статевого розмноження, оскільки вони необхідні для виробництва потомства.

9. Чому чоловічі та жіночі гамети різняться між собою? Чоловічі та жіночі гамети відрізняються через різні хромосоми, які вони містять. У людини чоловічі гамети, або сперматозоїди, містять одну Х-хромосому та одну Yхромосому, тоді як жіночі гамети, або яйцеклітини, містять лише одну Х-хромосому. Ця різниця в генетичному складі гамет є тим, що забезпечує генетичне різноманіття нащадків, оскільки дві гамети можуть поєднуватися та виробляти різні комбінації генетичної інформації. Наявність Y-хромосоми в спермі також визначає стать потомства.

shkola.in.ua

10. Порівняйте статеві клітини людини. Статеві клітини людини - це диплоїдні клітини, які містять два набори хромосом, один від матері та один від батька. Вони утворюються під час процесу мейозу, коли одна диплоїдна клітина зазнає двох послідовних поділів, у результаті чого утворюються чотири гаплоїдні клітини. Ці чотири гаплоїдні клітини потім називаються гаметами. Статеві клітини важливі для статевого розмноження, оскільки вони необхідні для виробництва потомства. Статеві клітини відрізняються від інших клітин організму тим, що вони містять лише один набір хромосом, тоді як інші клітини містять два набори хромосом. Статеві клітини також містять більше цитоплазми, ніж інші клітини, і містять велику кількість органел, включаючи мітохондрії, ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі.

§ 61. Суть та біологічне значення запліднення

Пригадайте!

Що таке запліднення?

Запліднення - це процес, під час якого сперматозоїд і яйцеклітина поєднуються в одну клітину, яка розвиватиметься в ембріон. Цей процес зазвичай відбувається, коли

сперматозоїд проникає в яйцеклітину і два гаплоїдні набори хромосом об’єднуються, щоб створити диплоїдну клітину. Ця нова клітина відома як зигота, і вона продовжуватиме ділитися та диференціюватися, поки не розвинеться у повністю дорослий організм. Запліднення є першим кроком у процесі статевого розмноження, необхідним для формування нової особини. ДІЯЛЬНІСТЬ

Зіставте запропоновані біологічні терміни та отримайте у таблиці відповідей наукову назву процесів запліднення. Яке походження цього поняття? Визначте за допомогою цих термінів особливості процесу запліднення в людини. Наукова назва процесу запліднення у людини — оогенез і запліднення, або оогамія. Виникнення цієї концепції сходить до роботи Чарльза Дарвіна в кінці 19 століття. Особливості процесу запліднення в людини включають поєднання чоловічої статевої клітини (сперматозоїда) з жіночою статевою клітиною (яйцеклітиною) з утворенням однієї клітини, відомої як зигота. Цей процес необхідний для статевого розмноження, оскільки дозволяє об’єднати генетичні варіації між двома батьками та передати їх нащадкам. Потім зигота проходить кілька етапів поділу клітини, що призводить до утворення нової особини.

shkola.in.ua

Сортів пива налічують навіть не десятки, а сотні тисяч. Серед обивателів побутує думка про корисність цього спиртного напою. Безумовно, у пиві є корисні вітаміни, мікроелементи, органічні кислоти. Водночас воно містить також етанол, сполуки важких металів (наприклад, Кадмію), рослинні аналоги жіночих статевих гормонів. Який вплив мають наведені шкідливі речовини на запліднення й стан репродуктивної системи людини? Шкідливі речовини, що містяться в пиві, можуть мати негативний вплив на фертильність і репродуктивне здоров'я людини. Етанол є відомим тератогеном, тобто він може викликати вроджені дефекти, а також може перешкоджати виробленню гормонів, необхідних для репродукції. Сполуки важких металів, наприклад кадмій, можуть викликати пошкодження сперматозоїдів і яйцеклітин, а також можуть перешкоджати нормальному функціонуванню репродуктивної системи. Рослинні аналоги жіночих статевих гормонів можуть спричинити дисбаланс рівнів гормонів як у чоловіків, так і у жінок, що призводить до безпліддя та інших проблем з репродуктивним здоров’ям. Крім того, ці речовини можуть пошкоджувати клітини репродуктивної системи, роблячи їх менш здатними виконувати свої необхідні функції. Одним словом, шкідливі речовини, що містяться в пиві, можуть мати значний негативний вплив на фертильність і репродуктивне здоров’я. СТАВЛЕННЯ Проникнення сперматозоона в овоцит змінює в ньому обмін речовин: підвищується проникність клітинної мембрани, посилюється поглинання Фосфору і Калію, виділяється Кальцій, збільшується обмін вуглеводів, активується синтез білка. У перші хвилини після контакту зі сперматозооном яйцеклітина викидає назовні Цинк, який до запліднення інтенсивно

накопичувала. Науковці назвали це явище «цинковою іскрою». Яке біологічне значення названих біоелементів для яйцеклітини та розвитку зиготи? Вважається, що виділення цинку з яйцеклітини після контакту зі сперматозоїдом виконує кілька біологічних функцій. По-перше, вважається, що цинк відіграє роль у регуляції експресії генів і активації

це важливо для того, щоб яйцеклітина могла почати процес розвитку. По-друге, цинк також важливий для формування раннього ембріона, оскільки він допомагає

регулювати рівень кальцію в клітинах, який важливий для поділу та диференціювання клітин. Нарешті, цинк також важливий для формування зиготи та самого ембріона, оскільки він необхідний для утворення білків, ДНК та РНК. Таким чином, вважається, що цинк відіграє важливу роль у регуляції експресії генів, регуляції метаболізму та формуванні раннього ембріона та зиготи. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке запліднення? Запліднення — це з’єднання ядра сперматозоїда батьківського походження з ядром яйцеклітини материнського походження з утворенням первинного ядра ембріона. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, поєднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон. 3. Що таке зигота? Зигота - це еукаріотична клітина, яка утворюється в результаті запліднення між двома гаметами. Геном зиготи — це комбінація ДНК у кожній гаметі, і клітина швидко ділиться, утворюючи новий організм. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, поєднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон. 4. Назвіть три основні стадії запліднення в людини. Три основні етапи запліднення у людини: транспорт сперми, транспорт яйцеклітини та запліднення. Під час транспортування сперматозоїдів сперматозоїди вивільняються з чоловічої статі та подорожують жіночими репродуктивними шляхами до яйцеклітини. Під час транспортування яйцеклітини яйцеклітина вивільняється з яєчника та рухається по фаллопієвій трубі до сперми. Нарешті, під час запліднення сперматозоїд проникає в яйцеклітину, а генетичний матеріал із сперматозоїда та яйцеклітини об’єднується, утворюючи зиготу.

shkola.in.ua

5. Наведіть приклади зовнішніх чинників, що порушують запліднення. Прикладами зовнішніх факторів, які можуть порушити запліднення у людей, є куріння, вживання алкоголю та наркотиків, стрес, інфекції, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), токсини навколишнього середовища та вплив радіації. Куріння, вживання алкоголю та наркотиків можуть перешкоджати виробленню сперми або здатності сперматозоїдів досягти яйцеклітини та запліднити її. Стрес може перешкодити овуляції, що призведе до невироблення яйцеклітини. ІПСШ можуть пошкодити сперму або яйцеклітину та перешкодити заплідненню. Токсини навколишнього середовища, такі як забруднення повітря та води, можуть впливати

виробництво здорової сперми та яйцеклітин і можуть пошкодити їх, перешкоджаючи

метаболізму в заплідненій яйцеклітині. Ймовірно,

заплідненню. Радіаційне опромінення може пошкодити як сперму, так і яйцеклітину та

перешкодити успішному заплідненню.

6. Які внутрішні чинники порушень процесів запліднення.

Внутрішні фактори, які можуть порушити процес запліднення, включають

ненормальну структуру сперматозоїдів або яйцеклітини, ненормальну рухливість

сперматозоїдів, передчасну овуляцію та ненормальний цервікальний слиз. Аномальна структура сперми або яйцеклітини може перешкодити успішному заплідненню.

Ненормальна рухливість сперматозоїдів може перешкодити спермі досягти

яйцеклітини та проникнути в неї. Передчасна овуляція може призвести до того, що яйцеклітина переміститься по матковій трубі до того, як сперматозоїди досягнуть її. Аномальний цервікальний слиз може блокувати сперматозоїдам доступ до яйцеклітини.

7. У чому суть та біологічне значення запліднення? Суть і біологічне значення запліднення полягає в злитті сперматозоїда і яйцеклітини, в результаті чого утворюється одноклітинна зигота. Процес запліднення необхідний для статевого розмноження, і він призводить до створення унікальної генетичної комбінації, яка відрізняється як від сперми, так і від яйцеклітин. Запліднення є критичним етапом у розвитку ембріона, який є початковою стадією росту нового організму. Зигота почне ділитися і диференціюватися, зрештою сформуючи всі органи і системи дорослого організму.

8. Як відбувається запліднення в людини? Запліднення у людини відбувається, коли сперматозоїд проникає в яйцеклітину і зливається з нею, утворюючи одноклітинну зиготу. Зазвичай цей процес відбувається в матковій трубі незабаром після овуляції. Під час запліднення сперматозоїд проникає через зовнішню мембрану яйцеклітини, і гаплоїдні набори хромосом, що містяться в кожній, об’єднуються, утворюючи одну диплоїдну клітину. Потім запліднена яйцеклітина потрапляє в матку, де імплантується в ендометрій і починає розвиватися в ембріон.

9. Назвіть причини порушення процесів запліднення в людини? Причинами порушення процесів запліднення у людини можуть бути аномальна структура сперми або яйцеклітини, аномальна рухливість сперматозоїдів, передчасна овуляція, аномалії цервікального слизу. Аномальна структура сперми або яйцеклітини може перешкодити успішному заплідненню. Ненормальна рухливість сперматозоїдів може перешкодити спермі досягти яйцеклітини та проникнути в неї. Передчасна овуляція може призвести до того, що яйцеклітина переміститься по матковій трубі до того, як сперматозоїди досягнуть її. Аномальний цервікальний слиз може блокувати сперматозоїдам доступ до яйцеклітини. Інші фактори, такі як стрес, куріння, вживання алкоголю та наркотиків, інфекції, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), токсини навколишнього середовища та радіація, також можуть впливати на процес запліднення та порушувати його.

shkola.in.ua

10. Обґрунтуйте судження про необхідність відповідального ставлення до планування сім’ї.

Важливо відповідально ставитися до планування сім'ї, щоб забезпечити здоров'я і благополуччя батьків, дітей і сім'ї в цілому. Відповідальне планування сім’ї означає прийняття обґрунтованих рішень про те, коли і як народжувати дітей, а також врахування потенційних фінансових, емоційних, фізичних і соціальних наслідків батьківства. Це також означає взяти до уваги потенційні ризики, пов’язані з певними

методами лікування безпліддя, а також наявність ресурсів і підтримки для вагітних жінок і батьків. Відповідальне ставлення до планування сім’ї допомагає гарантувати, що всі учасники враховуються та приймаються найкращі рішення для сім’ї.

§ 62. Особливості репродукції людини у зв’язку з її біосоціальною сутністю

Пригадайте!

Що таке розмноження? Хто такий Homo sapiens?

Розмноження - це процес, за допомогою якого організми створюють нових особин статевим або нестатевим шляхом. Статеве розмноження включає злиття двох репродуктивних клітин, зазвичай сперматозоїда та яйцеклітини, для створення нового організму. Нестатеве розмноження передбачає створення одним організмом

особини з власних клітин. Homo sapiens — це наукова назва виду людей, які живуть зараз. Homo sapiens існує приблизно 200 000 років і поширився по всьому світу. Homo sapiens характеризується своєю двоногістю, великим мозком, складною мовою та культурою.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці визначте біологічне й соціальне у наведених проявах розмноження людини. Сформулюйте висновок про біосоціальну сутність

репродукції людини. З таблиці видно, що в репродукції людини існують як біологічні, так і соціальні аспекти. Біологічні аспекти включають фізіологічні процеси, пов’язані із зачаттям, вагітністю та народженням. Соціальні аспекти включають культурні практики та норми, які формують спосіб розмноження людей, такі як шлюб, структура сім’ї та системи споріднення. Це свідчить про те, що відтворення людини є біосоціальним процесом, який включає як біологічні, так і соціальні процеси та впливи. Чому в народі кажуть: «Лелека приніс дитину»? По-перше, як перелітні птахи, білі лелеки відлітають на південь восени і повертаються в Європу через дев’ять місяців. По-друге, літня ніч на 21 червня – це було язичницьке свято шлюбу й народжуваності, з яким пов’язували зачаття дітей, а їхнє народження відбувалося приблизно в той час, коли лелеки прилітали з вирію. Але основною причиною появи цього виразу є все-таки те, що батькам непросто відповідати на незручні запитання малих дітей на тему зачаття. Застосуйте свої знання репродукції людини і створіть твір-пояснення «Звідки беруться діти?».

Існує поширена думка, що діти походять від лелек, але насправді діти походять від процесу розмноження людини. Відтворення людини — це складний процес, який включає злиття двох репродуктивних клітин, як правило, сперматозоїда та

яйцеклітини, для створення нової особини. Сперма і яйцеклітина можуть походити від однієї особини або від двох різних особин. Для людей процес розмноження

shkola.in.ua

починається зі статевого акту, коли самець і самка вступають у статеву активність з наміром створити нову особину. Під час статевого акту сперма чоловіка вивільняється всередину самки і може подорожувати через жіночий репродуктивний тракт, щоб досягти яйцеклітини. Якщо яйцеклітина запліднена, вона імплантується в матку жінки, де продовжуватиме розвиватися до моменту народження. Важливо відзначити, що для статевого розмноження і самець, і самка повинні бути репродуктивного віку і бути здоровими. Крім того, самці повинні виробляти здорову сперму, а самки повинні виробляти здорові яйцеклітини, і вони повинні бути сумісні, щоб відбулося запліднення. Якщо запліднення пройшло успішно, то запліднена яйцеклітина

імплантується в матку і настане вагітність. Протягом дев'яти місяців вагітності плід буде рости і розвиватися, поки не буде готовий до народження. У цей момент у жінки почнуться пологи, і дитина народиться. Після народження дитини батьки піклуватимуться про неї та забезпечуватимуть любов і підтримку, необхідні для росту та розвитку. Підсумовуючи, немовлята з’являються в результаті процесу людського розмноження. Цей складний процес включає злиття двох репродуктивних клітин, як правило, сперматозоїда та яйцеклітини, і отримана запліднена яйцеклітина повинна

імплантуватися в матці та розвиватися, поки не буде готова до народження. Для успішного процесу розмноження важливо, щоб і чоловік, і жінка були репродуктивного віку та здорові, а сперма та яйцеклітина були сумісними. СТАВЛЕННЯ Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) оприлюднила сумну статистику: 39 % жінок і 20 % чоловіків є безплідними. Найчастіше причинами безпліддя є запальні захворювання статевої системи, порушення роботи імунної та ендокринної систем організму, ксенобіотики. Але найбільш поширеною

суб'єктивною причиною безпліддя й порушень розвитку є шкідливі звички.

Обґрунтуйте судження про вплив способу життя на репродуктивне здоров’я. Добре відомо, що звички способу життя можуть мати значний вплив на репродуктивне здоров’я. Відомо, що куріння, вживання алкоголю та наркотиків негативно впливають на фертильність. Ці речовини можуть перешкоджати виробленню гормонів і впливати на фертильність. Крім того, стрес, неправильне харчування та відсутність фізичних вправ також можуть сприяти безпліддю та проблемам зі здоров’ям, пов’язаним із фертильністю. Крім того, фактори навколишнього середовища, такі як вплив забруднюючих речовин, токсичних хімікатів і радіації, також можуть негативно впливати на репродуктивне здоров’я. Ці речовини можуть порушувати роботу гормонів, порушувати розвиток репродуктивної системи, викликати репродуктивні розлади. Загалом очевидно, що спосіб життя та фактори навколишнього середовища можуть мати значний вплив на репродуктивне здоров’я та можуть сприяти безпліддю та порушенням розвитку. Для захисту репродуктивного здоров’я важливо вжити заходів щодо зменшення впливу забруднюючих речовин, токсичних хімікатів та радіації, а також підтримувати здоровий спосіб життя. РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке репродукція людини? Репродукція людини – це складний процес, який включає виробництво сперми та яйцеклітин чоловічою та жіночою репродуктивними системами відповідно. Потім сперматозоїд і яйцеклітина з’єднуються в жіночій репродуктивній системі, утворюючи запліднену яйцеклітину, яка потім імплантується в матку. Потім ембріон починає розвиватися всередині матки, поки не буде готовий до народження. Розмноження необхідне для продовження людського роду.

shkola.in.ua

2. Наведіть приклади біологічних особливостей репродукції людини. Біологічні особливості репродукції людини включають утворення статевих клітин (сперматозоїдів і яйцеклітин) чоловічою і жіночою репродуктивними системами, запліднення яйцеклітини сперматозоїдом, імплантацію заплідненої яйцеклітини в матку, розвиток ембріона і плода в матці і народження дитини. Інші біологічні особливості включають вироблення ендокринною системою гормонів для регуляції репродуктивного процесу, генетичне успадкування ознак від батьків до нащадків і здатність репродуктивної системи адаптуватися до мінливих умов середовища.

3. Наведіть приклади соціальних особливостей репродукції людини. Соціальні особливості відтворення людей включають утворення сімей, розвиток гендерних ролей, практику шлюбів за домовленістю та статевий розподіл праці. У деяких культурах перевага великим сім’ям призвела до використання методів контролю народжуваності для регулювання розміру сім’ї. У багатьох суспільствах шлюб розглядається як соціальний і релігійний інститут і часто використовується для зміцнення економічних і політичних зв’язків між сім’ями. Гендерні ролі формуються соціальними нормами та очікуваннями та можуть сприяти нерівній динаміці влади у стосунках. У деяких випадках шлюб організовується сім’єю, а не ґрунтується на згоді залучених осіб. Нарешті, статевий розподіл праці стосується ролей і обов’язків, покладених на чоловіків і жінок, які можуть відрізнятися залежно від культурного контексту.

4. Що таке репродуктивне здоров’я людини? Репродуктивне здоров’я людини — це термін, який стосується фізичного, психічного та соціального благополуччя людей, пов’язаного з їхніми репродуктивними системами та процесами. Це включає в себе здатність вести задовільне та безпечне статеве життя, здатність до відтворення потомства та свободу приймати обґрунтовані рішення щодо репродуктивного та сексуального здоров’я. Хороше репродуктивне здоров’я потребує доступу до комплексних якісних медичних послуг, включаючи планування сім’ї та контрацепцію, допологовий догляд, а також скринінг і лікування інфекцій, що передаються статевим шляхом. Крім того, людям потрібна точна інформація про репродуктивне здоров’я, статеве виховання та доступ до медичних послуг, щоб приймати обґрунтовані рішення щодо репродуктивного здоров’я. 5. Що таке репродуктивна медицина? Репродуктивна медицина — галузь медицини, яка спеціалізується на збереженні фертильності, діагностиці та лікуванні

безпліддя та інших репродуктивних проблем. Він охоплює різноманітні репродуктивні стани, включаючи безпліддя, ендокринологію, репродуктивну хірургію та допоміжні репродуктивні технології (ДРТ). Мета репродуктивної медицини – допомогти окремим особам і парам мати здорових дітей. Загальні методи лікування включають запліднення in vitro (IVF), внутрішньоматкову інсемінацію (IUI) і препарати для запліднення. Крім того, репродуктивна медицина також може включати тестування на генетичні захворювання, передімплантаційну генетичну діагностику (PGD) і донорство яйцеклітин і сперми.

shkola.in.ua

6. У чому суть екстракорпорального запліднення? Суть екстракорпорального запліднення (ЕКЗ) полягає в злитті статевих клітин поза організмом: яйцеклітини і сперма витягуються з організму, запліднення відбувається в лабораторних умовах, а потім запліднений ембріон переноситься в матка. ЕКЗ зазвичай використовується для лікування безпліддя та допомагає багатьом парам успішно завагітніти. ЕКЗ — це складний процес, який включає кілька етапів, таких як отримання яйцеклітини, сперми, запліднення, перенесення ембріона та моніторинг після перенесення. Важливо проконсультуватися з фахівцем з фертильності, щоб визначити, чи ЕКЗ є найкращим рішенням для вас. 7. У чому біосоціальна сутність репродукції людини? Біосоціальна сутність репродукції людини полягає у взаємодії біологічних, психологічних і соціальних факторів, які формують репродуктивну поведінку та результати. Ця взаємодія пояснюється тим фактом, що біологічні, психологічні та

соціальні фактори можуть впливати на фертильність і що репродуктивні рішення часто визначаються комбінацією цих факторів. Наприклад, такі біологічні фактори, як вік і здоров’я, можуть впливати на фертильність людини, тоді як психологічні та соціальні фактори, такі як освіта та культурні переконання, також можуть відігравати важливу роль у репродуктивних рішеннях. Крім того, те, як суспільство бачить і цінує відтворення, може мати значний вплив на репродуктивну поведінку індивіда. Розуміння біосоціальної сутності людського відтворення є ключовим для розуміння репродуктивного здоров’я та покращення результатів репродуктивного здоров’я. 8. Якими є чинники ризику для репродуктивного здоров’я?

Фактори ризику для репродуктивного здоров’я відрізняються залежно від особистості та стану репродуктивного здоров’я. Загальні фактори ризику включають вік, вибір способу життя, фактори навколишнього середовища, генетику та основні захворювання, такі як діабет або ожиріння. Інші фактори, які можуть вплинути на репродуктивне здоров’я, включають стрес, погане харчування та відсутність доступу до медичної допомоги. Крім того, деякі медичні процедури, такі як хіміотерапія та опромінення, також можуть впливати на репродуктивне здоров’я. Важливо

поговорити зі своїм медичним працівником, щоб краще зрозуміти фактори ризику для репродуктивного здоров’я та отримати правильну пораду та допомогу.

9. Які сучасні можливості та перспективи репродуктивної медицини?

Сучасні можливості та перспективи репродуктивної медицини є досить перспективними. Нові технології, такі як екстракорпоральне запліднення (IVF) та інтрацитоплазматична ін’єкція сперми (ICSI), дозволили багатьом парам завагітніти та народити дітей, які інакше не змогли б цього зробити. Крім того, прогрес у генетичному тестуванні та скринінгу дозволив медичним працівникам виявляти та лікувати різноманітні генетичні та репродуктивні захворювання, а передімплантаційна генетична діагностика (PGD) дозволила парам мати дітей, вільних від певних генетичних захворювань. Крім того, такі методи лікування безпліддя, як гормональні добавки, донорство яйцеклітин і сперми, а також сурогатне материнство відкрили широкий спектр можливостей для пар, які не можуть завагітніти природним шляхом. Нарешті, репродуктивна медицина також дозволила одностатевим парам мати власних дітей, а також самотнім людям стати батьками. 10. Обґрунтуйте судження про вплив способу життя на репродуктивне здоров’я людини.

shkola.in.ua

Вибір способу життя, який ми робимо, може мати значний вплив на наше репродуктивне здоров’я. Поганий спосіб життя, такий як куріння, надмірне вживання алкоголю та недостатня фізична активність, може мати шкідливий вплив на фертильність і репродуктивне здоров’я. Наприклад, куріння пов’язують із підвищеним ризиком безпліддя, а споживання алкоголю – зі зниженням якості сперми та підвищеним ризиком викидня. Крім того, недостатня фізична активність пов’язана з підвищеним ризиком ожиріння, що може призвести до репродуктивних розладів і труднощів із зачаттям. Такий вибір способу життя також може спричинити довгострокові проблеми зі здоров’ям, такі як серцево-судинні захворювання, які також можуть вплинути на фертильність. Тому для збереження репродуктивного здоров’я важливо вести здоровий спосіб життя.

§ 63. Ембріогенез людини Пригадайте!

Що таке онтогенез?

Онтогенез, також відомий як онтогенез, — це процес розвитку організму від його ранніх стадій до повної зрілості. Він включає ріст і диференціацію клітин, тканин, органів і систем органів, а також розвиток поведінки та здібностей. Онтогенез є важливою частиною життєвого циклу будь-якого живого організму і має вирішальне

значення для правильного функціонування дорослого організму. Поміркуйте!

«Запліднена яйцеклітина – це не просто клітинна маса без особливих власних характеристик. Вона на цій стадії відрізняється від пуп’янка квітки чи зародка тварин. Вона повністю й абсолютно є ЖИТТЯМ людської істоти, і вона має те саме життя, що й новонароджений малюк, дитина, підліток або зріла людина», –так писав американський лікар Е. Хант. А якою є ваша думка щодо права зародка на життя? Зародок – це вже новий і неповторний організм чи лише частина організму матері, що повністю залежить від неї? Я вважаю, що ембріон є унікальним і відмінним від матері організмом і заслуговує тих самих прав і захисту, що й будь-яка інша людина. Запліднена яйцеклітина — це не просто маса клітин без особливих характеристик, а містить повний генетичний код унікальної індивідуальної людини. Цей унікальний генетичний код є джерелом потенціалу ембріона рости та розвиватися в дитину, підлітка та, зрештою, у повністю сформовану дорослу людину. Таким чином, до ембріона слід ставитися з такою ж повагою та гідністю, як до будь-якої іншої людини, і йому повинні бути надані ті самі права та захист. ДІЯЛЬНІСТЬ Лабораторна робота 4 1. Розгляньте ілюстрації стадій передзародкового періоду розвитку ссавців. Використайте запропоновані терміни й утворіть з них ряд, що відображає правильну послідовність стадій дроблення: бластоциста, зигота, морула, стадія двох бластомерів, стадія восьми бластомерів, стадія чотирьох бластомерів. Правильна послідовність стадій розщеплення: зигота → стадія двох бластомерів → стадія чотирьох бластомерів → стадія восьми бластомерів → морула → бластоциста. 4. Заповніть таблицю: «Характеристика періодів ембріогенезу людини».

shkola.in.ua

Період ембріогенезу людини, який охоплює перші вісім тижнів після запліднення, поділяється на кілька окремих періодів. Протягом перших двох тижнів у ембріона відбувається швидкий поділ клітин і формування трьох зародкових листків. Протягом других двох тижнів ембріон починає набувати більш впізнавану форму, і починається органогенез. Протягом третього та четвертого тижнів ембріон продовжує рости та розвиватися, а органи починають диференціюватися. Протягом п’ятого та шостого тижнів ембріон стає все більш людським і починає формуватися нервова система. Протягом сьомого і восьмого тижнів ембріон продовжує розвиватися, а його органи стають все більш функціональними. До кінця восьмого тижня ембріон вважається плодом.

5. Підсумок роботи. Таким чином, ембріогенез людини — це період швидкого розвитку та росту, який охоплює перші вісім тижнів після запліднення. У цей період у ембріона відбувається поділ клітин, утворення трьох зародкових листків, органогенез і диференціація

органів. Ембріон також набуватиме дедалі більше людського вигляду, а його органи стануть дедалі функціональнішими. До кінця восьмого тижня ембріон вважається плодом. СТАВЛЕННЯ Одним із найвідоміших малюнків Леонардо да Вінчі (1452–1519) є зображення людського плода. Завдяки цій роботі Леонардо вважається першою людиною в історії, яка правильно показала розташування плоду людини в матці, положення голови, рук, ніг, пуповини, судин. Єдине, в чому митець припустився помилки, це зображення плаценти. На малюнку зародка людини він зобразив плаценту… корови. Яке значення плаценти для ссавців? Чим плацента людини відрізняється від плаценти інших плацентарних ссавців? Плацента є життєво важливим органом для плацентарних ссавців, таких як люди, оскільки вона забезпечує кисень і поживні речовини від матері до плоду. Його структура та функція відрізняються між різними видами, але загальна структура полягає в тому, що він утворює зв’язок між матір’ю та плодом і допомагає регулювати обмін речовин. У людей та інших ссавців плацента є тимчасовим органом, який утворюється з ембріона та слизової оболонки матки та служить сполучною ланкою між кровопостачанням матері та плоду. Вона складається з двох шарів: хоріальної пластинки і decidua basalis. Хоріальна пластинка є фетальною стороною плаценти і складається з сильно васкуляризованого шару тканини, який здатний обмінюватися поживними речовинами, газами та відходами між матір’ю та плодом. Decidua basalis — це материнська сторона плаценти, яка служить для кріплення хоріальної пластинки до стінки матки та забезпечує додаткову кількість поживних речовин для плода. Плацента є унікальною для ссавців, оскільки інші тварини покладаються на інші засоби, щоб забезпечити своє потомство поживними речовинами та киснем. Наприклад, деякі рептилії, амфібії та риби використовують зовнішній яєчний жовток або оболонки для живлення ембріона, тоді як птахи використовують жовтковий мішок для забезпечення харчування. Людська плацента відрізняється від інших плацентарних ссавців певними аспектами, такими як її розмір і спосіб її з’єднання з маткою. Крім того, плацента людини більш васкуляризована, ніж плацента інших ссавців, і має більш ефективні механізми для обміну матеріалами між матір’ю та плодом.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке ембріогенез?

shkola.in.ua

Ембріогенез — процес розвитку ембріона з одноклітинної зиготи. Він включає поділ клітин, ріст і розробку програм диференціювання, які є інструкціями, які повідомляють клітинам, якими вони повинні стати. Під час ембріогенезу клітини ембріона диференціюються в усі різні типи тканин і органів тіла. Цей процес починається з зиготи і проходить через стадії розщеплення, бластули, гаструли та сегментації, закінчуючи періодом фарингули та вилуплення. На цих стадіях ембріон живиться жовтковим мішком, який забезпечує його поживними речовинами та киснем. Ембріогенез - неймовірно складний і захоплюючий процес, який необхідний для успішного формування дитини. 2. Назвіть періоди ембріогенезу людини. Сім періодів ембріогенезу людини - це стадії зиготи, розщеплення, бластули, гаструли, нейрули, органогенезу та внутрішньоутробного розвитку. На цих стадіях ембріон живиться жовтковим мішком, який забезпечує його поживними речовинами та киснем. Під час стадії зиготи одноклітинна зигота ділиться і росте. На стадії

розщеплення зигота ділиться на кілька клітин. Під час стадії бластули клітини

починають диференціюватися і утворюють бластулу. Під час стадії гаструли бластула сплющується і розвиває три зародкові листки. На стадії нейрули починають

розвиватися нервова трубка та нервова система. На етапі органогенезу починають

формуватися різні органи і тканини організму. Під час внутрішньоутробної стадії ембріон продовжує рости і розвиватися аж до народження.

3. Що таке ембріональна індукція?

Ембріональна індукція - це процес, за допомогою якого певні клітини ембріона взаємодіють одна з одною, щоб викликати утворення певних тканин і органів. Цей процес включає взаємодію клітин з різних ділянок ембріона, і він важливий для правильного розвитку ембріона. Під час ембріональної індукції клітини ембріона посилають сигнали, які стимулюють утворення специфічних тканин і органів. Ці сигнали відомі як морфогени, і вони взаємодіють із клітинами ембріона, щоб змусити їх диференціюватись у специфічні тканини та органи, які складають організм. Ембріональна індукція є фундаментальною частиною розвитку, і вона необхідна для успішного формування організму. 4. Яке значення ембріональної індукції? Ембріональна індукція — це процес, за допомогою якого одна група клітин, відома як індукуюча тканина, впливає на розвиток іншої групи клітин. Цей процес має вирішальне значення для формування складних тканин і органів у багатоклітинних організмах. Загалом, індукуюча тканина буде виділяти молекули, відомі як морфогени, які зв’язуватимуться з рецепторами клітин-мішеней і запускатимуть каскад змін, які зрештою призведуть до утворення бажаної тканини чи органу. Цей процес особливо важливий під час ембріогенезу, коли ембріон, що розвивається, формує різні тканини та органи.

5. Що таке зародкові оболонки? Зародкові шари — це три окремі шари клітин, які утворюються на ранніх стадіях ембріонального розвитку. Три шари - це ектодерма, мезодерма та ентодерма. Ектодерма утворює зовнішній шар і розвивається в шкіру, волосся, нігті та нервову систему. Мезодерма утворює середній шар і розвивається в м’язи, кістки та деякі інші органи. Ентодерма утворює внутрішній шар і розвивається в легені, травну систему та інші органи. Зародкові листки важливі для розвитку різних тканин і органів в організмі.

shkola.in.ua

6. Назвіть зародкові оболонки людини. Чотири ембріональні оболонки людини - це амніон, хоріон, жовтковий мішок і алантоїс. Амніон - це внутрішня мембрана, яка оточує ембріон і захищає його від зовнішнього середовища. Хоріон - це зовнішня оболонка, яка утворює плодову частину плаценти. Жовтковий мішок містить поживні речовини ембріона і допомагає сформувати травну систему. Алантоїс - це мішечок, наповнений рідиною, яка допомагає поглинати продукти життєдіяльності ембріона. 7. Які періоди ембріогенезу людини? Періодами ембріогенезу людини є передембріональний період, ембріональний період і внутрішньоутробний період. Преембріональний період відбувається протягом перших двох тижнів після запліднення і характеризується утворенням зиготи і бластоцисти. Ембріональний період триває між третім і восьмим тижнями і характеризується формуванням основних систем органів. Фетальний період триває з дев'ятого тижня до народження і характеризується подальшим розвитком і дозріванням систем органів.

8. Як відбувається взаємодія частин зародка, що розвивається? Під час ембріонального розвитку клітини ембріона взаємодіють одна з одною різними способами. Клітини в одному зародковому шарі можуть взаємодіяти через хімічні сигнали, такі як гормони та фактори росту, а також через фізичний контакт. Клітини в різних зародкових листках можуть взаємодіяти через фізичний контакт їх клітинних мембран і через секрецію молекул, які можуть дифундувати через позаклітинний простір. Крім того, клітини можуть взаємодіяти через вивільнення білків та інших сигнальних молекул, які можуть впливати на поведінку інших клітин. Ці взаємодії є ключовими для формування тканин і органів під час ембріогенезу.

9. Яке значення зародкових оболонок в ембріогенезі людини?

Зародкові оболонки важливі для ембріогенезу людини, оскільки вони забезпечують

захисний бар’єр для ембріона, що розвивається. Амніон є внутрішнім шаром, який допомагає захистити та пом’якшити ембріон від зовнішнього тиску та температури. Хоріон є зовнішнім шаром, який допомагає забезпечувати ембріон поживними речовинами, а також є частиною плаценти. Жовтковий мішок містить поживні речовини ембріона і допомагає сформувати травну систему. Нарешті, алантоїс - це мішечок, наповнений рідиною, яка допомагає поглинати продукти життєдіяльності ембріона. Усі ці шари необхідні для розвитку ембріона та згодом народження здорової дитини.

10. Охарактеризуйте періоди ембріогенезу людини.

Періодами ембріогенезу людини є передембріональний період, ембріональний період і внутрішньоутробний період. Преембріональний період відбувається протягом перших

двох тижнів після запліднення і характеризується утворенням зиготи і бластоцисти. Ембріональний період триває між третім і восьмим тижнями і характеризується формуванням основних систем органів. Фетальний період триває з дев'ятого тижня до народження і характеризується подальшим розвитком і дозріванням систем органів. У передембріональний період формується зигота і бластоциста імплантується в матці. Під час ембріонального періоду формуються три зародкові листки, причому ектодерма утворює зовнішній шар і розвивається в шкіру, волосся, нігті та нервову систему. Мезодерма утворює середній шар і розвивається в м’язи, кістки та інші органи. Ентодерма утворює внутрішній шар і розвивається в легені, травну систему та інші органи. У внутрішньоутробному періоді відбувається подальший розвиток і дозрівання ембріона, продовжується формування органів і тканин.

§ 64. Постембріональний розвиток людини Пригадайте!

Що таке онтогенез?

shkola.in.ua

Онтогенез — це процес органічного росту окремого організму, від його ранніх стадій до досягнення зрілості. Він включає розвиток організму, анатомічну особливість або поведінкову особливість і характеризується двома термодинамічними принципами: мінімум енергії та максимум ентропії. В онтогенезі утворюються недиференційовані ембріональні стовбурові клітини (ЕСК), які мають здатність як до самовідновлення, так і до плюрипотентності. Це дозволяє їм диференціюватися в будь-який із понад 200 типів клітин, які складають організм. Процеси онтогенезу включають поділ клітин, експресію генів, диференціацію та міграцію клітин, формування органів і систем організму. Поміркуйте!

Що є спільного й відмінного між постембріогенезом людини і метеликів?

Постембріональний розвиток людини та метеликів має деякі подібності та відмінності. Обидва види включають диференціацію клітин у спеціалізовані тканини та органи, а також формування систем організму. Однак люди проходять процес метаморфозу, який включає розвиток багатьох систем організму, тоді як метелики проходять процес повного метаморфозу, який призводить до драматичного перетворення личинкової форми на дорослу форму. Крім того, люди мають довший період постембріонального розвитку, і їхній ріст не такий швидкий, як у метеликів. ДІЯЛЬНІСТЬ

Вікові періоди – це періоди життя людини, що різняться особливостями росту

розвитку. Назвіть межі вікових періодів людини та наведіть приклади вікових особливостей.

shkola.in.ua

Межами вікових періодів людини є дитинство, дитинство, юність і зрілість. Дитинство, як правило, вважається періодом від народження до 2 років і характеризується швидкими темпами фізичного та когнітивного розвитку. Дитинство вважається періодом від 2 до 12 років і характеризується розвитком таких навичок, як мова, руховий контроль і соціальна взаємодія. Підлітковим віком зазвичай вважається період від 12 до 18 років, який характеризується фізичними та емоційними змінами, такими як статеве дозрівання, підвищення незалежності та дослідження особистості. Зрілим віком зазвичай вважається період від 18 років і характеризується незалежністю, самодостатністю та формуванням довгострокових стосунків і зобов’язань. Прискорення темпів індивідуального росту та розвитку дітей і підлітків порівняно з попередніми поколіннями в межах певного історичного часу називається акселерацією. Це одна з особливостей постембріогенезу людини. Яким є протилежне до акселерації поняття? Поцікавтеся й назвіть основні гіпотези, що пояснюють акселерацію. Протилежним поняттям акселерації є децелерація, яка є уповільненням індивідуального росту та розвитку дітей і підлітків порівняно з попередніми поколіннями протягом певного історичного часу. Існує дві основні гіпотези, які пояснюють прискорення індивідуального росту та розвитку: гіпотеза модернізації, яка припускає, що прискорення пов’язане зі збільшенням доступності сучасних зручностей, таких як електроенергія, енергія та технології; і антропогенна гіпотеза, яка припускає, що прискорення пов’язане з діяльністю людини, такою як урбанізація, індустріалізація та зростання населення. СТАВЛЕННЯ В англійського письменника Данієля Дефо (1660–1731), автора роману «Незвичайні пригоди Робінзона Крузо», який з примхи долі прожив 28 років на безлюдному острові, є такі рядки: «...Наче кредитор і боржник, я поділив сторінку навпіл і написав ліворуч «погано», а праворуч «добре», і ось що в мене вийшло…». Цікаво, а що ж записав Робінзон Крузо на цих сторінках? Поділіть і ви аркуш навпіл, але ліворуч напишіть «Негативні чинники», а праворуч –«Позитивні чинники». Назвіть по три найважливіші, на вашу думку, позитивні та негативні чинники й оцініть їхній вплив на ріст і розвиток людини.

На лівій сторінці Робінзон Крузо записав такі негативні фактори: Ізоляція: Робінзон Крузо був ізольований від інших людей протягом 28 років, що могло спричинити психологічні труднощі, а також загальмувати його емоційний і соціальний розвиток. Брак ресурсів: Робінзону Крузо протягом 28 років довелося обмежуватися

обмеженими ресурсами, що могло обмежити його здатність навчатися та розвивати нові навички. Невизначеність: Робінзону Крузо довелося боротися з невизначеністю протягом 28 років, що могло спричинити стрес і занепокоєння та перешкодити його розвитку. На правій сторінці Робінзон Крузо записав такі позитивні фактори: Стійкість: Робінзон Крузо зміг вистояти перед лицем труднощів і зберегти позитивний світогляд, що є важливою рисою для досягнення успіху. Креативність: Робінзон Крузо зміг використати свою творчість, щоб знайти рішення проблем, з якими він зіткнувся, що могло б допомогти йому вчитися та рости. Здатність до адаптації: Робінзон Крузо зміг пристосуватися до свого нового середовища та знайти способи якнайкраще використати ситуацію, що могло б дати йому змогу розвинути нові навички та знання. Ці фактори глибоко вплинули на ріст і розвиток Робінзона Крузо, оскільки вони сформували його досвід і дали йому змогу вчитися, рости і, зрештою, знайти дорогу додому.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке постембріогенез людини? Постембріогенез людини — це процес розвитку, який відбувається після формування ембріона, включаючи ріст і розвиток органів, тканин і систем. На цьому етапі організм зазнає таких змін, як ріст, дозрівання та диференціація. Це включає розвиток фізичних характеристик, ріст, метаболічні та фізіологічні процеси, такі як дихання, травлення та розмноження. Як правило, постембріональний розвиток відбувається в кілька етапів, включаючи стадію плоду, дитинство, дитинство, підлітковий вік і дорослий вік. Під час кожної з цих стадій організм зазнає фізичних і фізіологічних змін, які готують

його до життя поза утробою матері. 2. Назвіть періоди постембріогенезу людини. Періодами постембріогенезу людини є внутрішньоутробна стадія, дитинство, дитинство, підлітковий вік і дорослість. Під час кожної з цих стадій організм зазнає фізичних і фізіологічних змін, які готують його до життя поза утробою матері. 3. Що таке ріст і розвиток людини?

Ріст і розвиток людини — це процес фізичних, когнітивних і соціальних змін, які відбуваються в людині протягом її життя. Під час цього процесу люди ростуть у розмірах і стають зрілими, розвивають рухові та когнітивні здібності, формують стосунки та отримують розуміння свого оточення та світу навколо них. На ріст і розвиток впливають різноманітні фактори, зокрема генетика, навколишнє середовище, харчування та здоров’я. Ріст і розвиток відбуваються в передбачуваній послідовності, причому кожна стадія спирається на попередні стадії, і є важливими для загального здоров’я та благополуччя людини.

shkola.in.ua

4. Назвіть основні закономірності росту і розвитку людини. Основні моделі росту та розвитку людини включають фізичний, когнітивний, соціальний та емоційний розвиток. Під фізичним розвитком розуміють зміни в організмі, включаючи зріст, вагу та фізичні здібності. Когнітивний розвиток означає розвиток мислення, міркування, вирішення проблем і мовних здібностей. Соціальний розвиток стосується розвитку соціальних відносин, соціальних навичок і здатності взаємодіяти в соціальних ситуаціях. Емоційний розвиток включає розвиток емоційних реакцій, розуміння емоцій і здатності регулювати емоції. 5. Що таке старіння людини?

Старіння людини — це процес старіння та переживання фізичних, психічних і емоційних змін з часом. Це природна частина життя, яка починається з народження і

триває до смерті. Старіння пов’язане з низкою фізичних змін, таких як зморшки та сиве волосся, а також когнітивними та соціальними змінами, такими як короткочасна втрата пам’яті та зниження соціальної активності. З віком люди стають більш уразливими до захворювань, пов’язаних із віком, таких як хвороба Альцгеймера, хвороби серця та рак. 6. Наведіть приклади гіпотез, що пояснюють старіння. Приклади гіпотез, які пояснюють старіння, включають теорію вільних радикалів, теорію теломерів, теорію зношування, теорію генної регуляції, теорію програмованого старіння та імунологічну теорію. Теорія вільних радикалів припускає, що старіння спричинене окислювальним пошкодженням клітин, викликаним активними формами кисню. Теломерна теорія припускає, що старіння спричинене вкороченням теломерів, які є захисними структурами на кінці хромосом. Теорія зношування припускає, що старіння спричинене поступовим руйнуванням клітин, тканин і органів організму. Генорегуляторна теорія припускає, що старіння спричинене поступовим порушенням процесів генної регуляції. Теорія програмованого старіння припускає, що старіння є генетично запрограмованим процесом. Нарешті, імунологічна теорія припускає, що старіння спричинене зниженням здатності організму боротися з інфекціями та хворобами.

7. Які біологічні й соціальні особливості постембріогенезу людини? Біологічні та соціальні особливості постембріогенезу людини включають фізичний ріст і розвиток, когнітивний розвиток, дозрівання рухових навичок і розвиток мови та соціальних стосунків. Фізичний ріст і розвиток включає зміни розміру, форми та складу тіла, а також розвиток таких фізичних здібностей, як сила, швидкість і витривалість. Когнітивний розвиток включає розвиток мислення, міркування, вирішення проблем і мовних здібностей. Дозрівання моторики включає розвиток дрібної та великої моторики. Нарешті, розвиток мови та соціальних стосунків включає розвиток комунікативних навичок, здатність взаємодіяти в соціальних ситуаціях і розвиток соціальних стосунків. 8. Які і як чинники впливають на ріст й розвиток в постембріогенезі людини? Декілька факторів можуть впливати на ріст і розвиток людини в постембріогенезі. Ці фактори включають генетику, харчування, фізичну активність, вплив навколишнього середовища та психосоціальні фактори. Генетика відіграє важливу роль у визначенні індивідуального потенціалу росту та розвитку. Харчування також важливо для правильного росту і розвитку. Фізична активність може сприяти здоровому росту та розвитку. Вплив навколишнього середовища, наприклад забруднення повітря та води, може мати негативний вплив на ріст і розвиток. Нарешті, психосоціальні фактори, такі як соціальні стосунки, стрес і психічне здоров’я, можуть мати значний вплив на ріст і розвиток.

shkola.in.ua

9. Назвіть причини старіння людини. Причини старіння людини включають генетичні фактори, накопичене пошкодження клітин і тканин, зниження рівня гормонів і хронічне запалення. Генетичні фактори впливають на процес старіння, впливаючи на швидкість зношування фізичних і біологічних систем. Кумулятивне пошкодження клітин і тканин, викликане окисним стресом і впливом навколишнього середовища, також може призвести до старіння. Зниження рівня гормонів, наприклад зниження рівня гормонів росту та естрогену, також може сприяти старінню. Нарешті, хронічне запалення може призвести до пошкодження клітин і тканин, що може прискорити процес старіння.

10. Оцініть вплив позитивних і негативних чинників на ріст і розвиток людини. Такі позитивні фактори, як адекватне харчування, фізична активність і психологічна підтримка, можуть мати позитивний вплив на ріст і розвиток людини. Адекватне харчування забезпечує необхідні поживні речовини та вітаміни, необхідні для правильного росту та розвитку. Фізична активність сприяє здоровому фізичному розвитку та може сприяти когнітивному розвитку. Психосоціальна підтримка, така як сприятливе домашнє середовище та позитивні стосунки з однолітками та дорослими, може мати позитивний вплив на соціальний розвиток. Такі негативні фактори, як неадекватне харчування, вплив токсинів навколишнього середовища та психосоціальний стрес, можуть мати негативний вплив на ріст і розвиток людини. Неадекватне харчування може призвести до фізичних і когнітивних затримок. Вплив токсинів навколишнього середовища, таких як забруднення повітря та води, може призвести до фізичної та когнітивної затримки, а також до підвищеного ризику захворювання. Нарешті, психосоціальний стрес, такий як бідність і відсутність соціальної підтримки, може призвести до підвищення рівня гормонів стресу, що може порушити нормальний процес росту та розвитку.

Узагальнення теми 4. Репродукція та розвиток Тест 5. Репродукція та розвиток

1. Як називається процес розвитку кількох зародків з однієї зиготи? Б) поліембріонія

2. Яка з наведених істот здатна до регенерації

В) восьминіг

найбільшою мірою?

3. Укажіть основну проблему сучасної трансплантології. Г) подолання несумісності тканин й органів

4. Фаза розходження однохроматидних хромосом до полюсів клітини – це В) анафаза

5. Генетично запрограмована загибель клітин – це В) апоптоз

6. Зіставте спосіб нестатевого розмноження з організмами, для яких властивий.

А) 4

Б) 1

В) 3

Г) 2

7. Зіставте стадію сперматогенезу людини з клітинами, які утворюються.

А) 3

Б) 1

В) 5

Г) 2