9. Membrană biologică, organizare moleculară și funcții. Transportul substanțelor prin membrană (modele de transport).

10. Miez. Structură și funcții.

11. Citoplasma. Organele de importanță generală și speciale, structura și funcțiile lor.

12. Fluxul de informații, energie și materie în celulă.

2.3.4. fluxul energetic intracelular

2.3.5. Fluxul intracelular de substanțe

13. Ciclul celular de viață și mitotic (proliferativ). Fazele ciclului mitotic, caracteristicile și semnificația acestora.

15. Structura ADN-ului, proprietățile și funcțiile sale. Replicarea ADN-ului.

16. Clasificarea secvențelor de nucleotide din genomul eucariotic (secvențe unice și repetitive).

17. Mutațiile, clasificarea lor și mecanismele de apariție. Semnificație medicală și evolutivă.

18. Reparația ca mecanism de menținere a homeostaziei genetice. tipuri de reparații. Mutații asociate cu repararea afectată și rolul lor în patologie.

19. Gene, proprietățile ei. Codul genetic, proprietățile sale. Structura și tipurile de ARN. Prelucrare, îmbinare. Rolul ARN-ului în procesul de realizare a informațiilor ereditare.

20. Ciclul ribozomal al sintezei proteinelor (inițiere, alungire, terminare). Transformări post-translaționale ale proteinelor.

21. Relația dintre o genă și o trăsătură. Ipoteza „o genă - o enzimă”, interpretarea sa modernă: „o genă - un lanț polipeptidic”

22. Gena ca unitate de variabilitate. Mutații genetice și clasificarea lor. Cauzele și mecanismele mutațiilor genice. Consecințele mutațiilor genelor.

1. Mutații după tipul de înlocuire a bazelor azotate.

2. Mutații cu o schimbare în cadrul de citire.

3. Mutații în funcție de tipul de inversare a secvențelor de nucleotide din genă.

25. Genomul, cariotipul ca caracteristici ale speciei. Caracteristicile cariotipului uman sunt normale.

26. Genomul ca sistem de gene stabilit evolutiv. Clasificarea funcțională a genelor (structurală, reglatoare). Reglarea expresiei genelor la procariote și eucariote.

27. Mutații genomice, cauze și mecanisme ale apariției lor. Clasificarea și semnificația mutațiilor genomice. C 152-154.

28. Evoluția genomului. Rolul amplificării genelor, rearanjamentelor cromozomiale, poliploidizării, elementelor genetice mobile, transferului orizontal de informații în evoluția genomului. Secvențierea genomului.

29. Reproducerea. Metode și forme de reproducere a organismelor. Reproducerea sexuală, semnificația sa evolutivă.

30. Gametogeneza. Meioză. Caracteristici citologice și citogenetice. Caracteristici ale ovo- și spermatogenezei la om.

31. Morfologia celulelor sexuale.

32. Fertilizarea, fazele sale, esența biologică. Partenogeneză. Tipuri de determinare a sexului.

33. Subiect, sarcini, metode de genetică. Istoria dezvoltării geneticii. Rolul oamenilor de știință domestici (N. I. Vavilov, N. K. Koltsov, A. S. Serebrovsky, S. S. Chetverikov) în dezvoltarea geneticii.

34. Concepte: genotip, fenotip, trăsătură. Gene alelice și non-alelice, organisme homozigote și heterozigote, conceptul de hemizigozitate.

35. Modele de moștenire în încrucișarea monohibridă.

36. Încrucișare dihibridă și polihibridă. Legea combinației independente de gene și fundamentele sale citologice. Formula generală de împărțire pentru moștenirea independentă.

37. Alele multiple. Moștenirea grupelor de sânge umane ale sistemului avo.

38. Interacțiunea genelor non-alelice: complementaritate, epistază, polimerizare, acțiune modificatoare.

39. Teoria cromozomală a eredității. Legătura genelor. Grupuri de ambreiaj. Încrucișarea ca mecanism care determină tulburările de legătură genică.

Principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității

Moștenirea legată

40. Moștenirea. Tipuri de moștenire. Caracteristicile tipurilor de moștenire autosomal, X-linked și olandez. moștenire poligenică.

41. Specificul cantitativ și calitativ al manifestării genelor în trăsături: penetranță, expresivitate, pleiotropie, genocopii.

42. Variabilitatea. Forme de variabilitate: modificarea și genotipică, semnificația lor în ontogeneză și evoluție.

43. Variabilitatea fenotipică și tipurile ei. Modificările și caracteristicile acestora. Viteza de reacție a semnului. Fenocopii. Caracterul adaptativ al modificărilor.

Rata de reacție

45. Variabilitatea combinativă, mecanismele ei. Valoarea variabilității combinative în asigurarea diversității genotipice a oamenilor.

46. ​​​​Boli ale genelor umane, mecanismele apariției și manifestării lor. Exemple. C 258-261

47. Bolile cromozomiale umane, mecanismele de apariție și manifestare a acestora. Exemple.

45,X0 Sindromul Sherishevsky-Turner

Anomalii ale numărului cromozomilor

Boli cauzate de o încălcare a numărului de cromozomi autozomi (non-sex).

Boli asociate cu o încălcare a numărului de cromozomi sexuali

Boli cauzate de poliploidie

Tulburări ale structurii cromozomiale

48. Bolile genomice umane, mecanismele apariției și manifestării lor. Exemple.

45,X0 Sindromul Sherishevsky-Turner

49. Boli ale unei persoane cu predispoziție ereditară, mecanisme de apariție și manifestare a acestora. Exemple. C 262-263.

3. Metode biochimice.

4. Metode genetice moleculare.

51. Metoda statistică a populației în genetica umană. Legea Hardy-Weinberg și aplicarea ei la populațiile umane.

Semnificația practică a legii Hardy-Weinberg

52. Metodă genealogică de studiere a geneticii umane. Caracteristici ale moștenirii trăsăturilor în genealogi cu tipuri de moștenire autosomal dominant, autosomal recesiv, x-linked și y-linked.

53. Metoda dublă de studiu a geneticii umane, posibilitățile metodei. Determinarea rolului relativ al eredității și al mediului în dezvoltarea semnelor și stărilor patologice ale unei persoane.

54. Metodă citogenetică pentru studiul geneticii umane. Clasificarea cromozomilor din Denver și Paris. Posibilitati de identificare a cromozomilor umani.

55. Aspecte medico-genetice ale căsătoriei. căsătoriile consanguine. Consiliere genetică medicală

56. Diagnosticul prenatal al bolilor ereditare umane. Metode de diagnostic prenatal și posibilitățile acestora.

61. Organele provizorii ale embrionilor de vertebrate (amnios, corion, alantoide, sacul vitelin, placenta), funcțiile lor.

62. Caracteristici ale dezvoltării embrionare umane.

63. Ontogenia postnatală și perioadele sale. Procese principale: creșterea, formarea structurilor definitive, pubertatea, reproducerea, îmbătrânirea.

Periodizarea vârstei vieții umane (1965).

Modificarea lungimii corpului.

64. Îmbătrânirea ca etapă naturală a ontogenezei. Manifestări ale îmbătrânirii la nivel molecular-genetic, celular, tisular, organ și organism.

Semne de îmbătrânire.

ipotezele îmbătrânirii.

Semne de îmbătrânire.

ipotezele îmbătrânirii.

8.5. Bătrânețe și îmbătrânire.

Moartea ca fenomen biologic

8.5.1. Modificări ale organelor și sistemelor de organe în timpul îmbătrânirii

8.5.2. Manifestarea îmbătrânirii la nivel molecular,

Niveluri subcelulare și celulare

8.6. Dependența de manifestare a îmbătrânirii

Din genotip, condiții și stil de viață

8.6.1. Genetica îmbătrânirii

La diferite tipuri de mamifere

8.6.2. Impactul asupra procesului de îmbătrânire a condițiilor de viață

8.6.3. Influența asupra procesului de îmbătrânire a stilului de viață

8.6.4. Influența asupra procesului de îmbătrânire a situației endoecologice

8.7. Ipoteze

Mecanisme explicative ale îmbătrânirii

67. Concepte de bază în biologia dezvoltării (preformism, epigeneza).

Clasificarea termenilor (Viena, 1967).

Istoria transplantologiei în Rusia.

93. Dezvoltare individuală și istorică. Legea asemănării germinale. legea biogenetică. Recapitulare.

Cenogeneza

Filembriogeneza

Evoluția organelor

13.3.1. Diferențierea și integrarea

În evoluţia organelor

13.3.2. Modele de transformări morfofuncționale ale organelor

13.3.3. Apariția și dispariția

Structuri biologice în filogeneză

13.3.4. Malformații atavice

13.3.5. Anomalii și malformații alogene

Și dezvoltarea individuală.

Transformări de organe corelative

96. Filogeneza tegumentului exterior al cordatelor. Malformații ontofilogenetice ale tegumentului extern la om.

97. Filogeneza aparatului digestiv al cordatelor. Malformații ontofilogenetice ale sistemului digestiv uman.

14.3.1. Cavitatea bucală

14.3.2. Faringe

14.3.3. intestinul mijlociu și intestinul posterior

98. Filogeneza aparatului respirator al cordatelor. Malformații ontofilogenetice ale sistemului respirator uman.

99. Filogeneza sistemului circulator al cordatelor. Filogeneza arcadelor branhiale arteriale. Malformații ontofilogenetice ale inimii și vaselor de sânge la om.

14.4.1. Evoluția planului general al clădirii

Sistemul circulator al cordatelor

14.4.2. Filogeneza arcadelor branhiale arteriale

14.5.1. Evoluția rinichiului

14.5.2. Evoluția gonadelor

14.5.3. Evoluția tractului urinar

101. Filogeneza sistemului nervos al vertebratelor. Etapele evoluției creierului de vertebrate. Defecte ontofilogenetice ale sistemului nervos uman.

102. Filogeneza sistemului endocrin. Hormonii. Transformări evolutive ale glandelor endocrine în cordate. Malformații ontofilogenetice ale sistemului endocrin la om.

14.6.2.1. Hormonii

14.6.2.2. Glandele endocrine

104. Revizuire comparativă a scheletului vertebratelor. Scheletul capului. Scheletul axial. scheletul membrului. Principalele tendințe ale evoluției progresive. Malformații congenitale ale scheletului uman.

14.2.1. Schelet

14.2.1.1. Scheletul axial

14.2.1.2. Scheletul capului

14.2.1.3. scheletul membrului

14.2.2. Sistem muscular

14.2.2.1. Musculatura viscerală

14.2.2.2. Musculatura somatică

106. Premise biologice pentru dezvoltarea progresivă a hominidelor. Antropogeneza. Caracteristicile principalelor etape.

108. Diferențierea intraspecifică a omenirii. Rasele și racegeneza. Unitatea speciei a omenirii. Clasificarea și distribuția modernă a raselor umane. Conceptul populației de rase.

15.4.1. Rasele și racegeneza

109. Factorii ecologici în antropogenă. Tipuri ecologice adaptive ale unei persoane, relația lor cu rasele și originea. Rolul mediului social în diferențierea ulterioară a omenirii.

15.4.3. Originea tipurilor ecologice adaptative

110. Biosfera ca sistem natural-istoric. Concepte moderne ale biosferei: biochimic, biogenocenologic, termodinamic, geofizic, cibernetic.

112. Substanța vie a biosferei. Caracteristici cantitative și calitative. Rolul în natura planetei.

113. Evoluţia biosferei. Resursele biosferei.

114.Programe internaționale și naționale pentru studiul biosferei.

Organizațiile internaționale pentru protecția naturii la ONU.

115. Contribuția oamenilor de știință autohtoni la dezvoltarea doctrinei biosferei. (V. V. Dokuchaev, V. I. Vernadsky, V. N. Sukachev).

Clasificarea parazitismului

Și paraziți

125. Parazitocenoza. Relații în sistemul parazit-gazdă la nivelul unui individ. Adaptări la un mod de viață parazit. Factorii de acțiune ai parazitului asupra organismului gazdă.

126. Cicluri de dezvoltare a paraziților. Alternarea generațiilor și fenomenul de schimbare a proprietarilor. Gazde primare, de rezervor și intermediare. Așezarea paraziților și problemele de a găsi o gazdă.

128. Boli transmisibile (obligatorii si facultative). Antroponoze și zoonoze. Principii biologice de combatere a bolilor parazitare. Învățătura lui K.I.Scriabin despre devastare.

129. Tip protozoare. Clasificare. trăsături caracteristice ale organizaţiei. Semnificație pentru medicină.

19.1.1. Clasa Sarcodaceae Sarcodina

19.1.2. Clasa Flagellates Flagellata

19.1.3. Clasa Infuzorii ciliate

19.1.4. Clasa Sporozoa Sporozoa

131. Protozoare comensale și oportuniste: Ameba intestinală, Ameba orală.

132. Trichomonas. Sistematică, morfologie, distribuție geografică, ciclu de dezvoltare, căi de infecție, acțiune patogenă, fundamentarea metodelor de diagnostic de laborator, măsuri preventive.

133. Tripanozomi. Sistematică, morfologie, distribuție geografică, ciclu de dezvoltare, căi de infecție, acțiune patogenă, fundamentarea metodelor de diagnostic de laborator, măsuri preventive

134. Giardia intestinală. Sistematică, morfologie, distribuție geografică, ciclu de dezvoltare, căi de infecție, acțiune patogenă, fundamentarea metodelor de diagnostic de laborator, măsuri preventive.

104. Revizuire comparativă a scheletului vertebratelor. Scheletul capului. Scheletul axial. scheletul membrului. Principalele tendințe ale evoluției progresive. Malformații congenitale ale scheletului uman.

Filogeneza funcției motorii stă la baza evoluției progresive a animalelor. Prin urmare, nivelul organizării lor depinde în primul rând de natura activității motorii, care este determinată de caracteristicile organizației. SIstemul musculoscheletal, a suferit mari transformări evolutive în tipul Chordata datorită schimbării habitatelor și modificărilor formelor de locomoție. Într-adevăr, mediul acvatic la animalele care nu au schelet exterior sugerează mișcări uniforme datorită îndoirilor întregului corp, în timp ce viața pe uscat este mai propice mișcării lor cu ajutorul membrelor.

Luați în considerare separat evoluția scheletului și a sistemului muscular.

1. 14.2.1. Schelet

În acorduri scheletul intern. După structura și funcțiile, acesta este împărțit în axial, schelet al membrelor și cap.

1. 14.2.1.1. Scheletul axial

În subtipul Cranial există doar scheletul axial sub forma unui acord. Este construit din celule puternic vacuolate, strâns adiacente între ele și acoperite la exterior de membrane elastice și fibroase comune. Elasticitatea coardei este dată de presiunea de turgență a celulelor sale și de rezistența membranelor. Notocordul este așezat în ontogeneza tuturor cordatelor și la animalele mai înalt organizate îndeplinește nu atât o funcție de susținere, cât una morfogenetică, fiind un organ care realizează inducția embrionară.

De-a lungul vieții la vertebrate, notocordul se păstrează numai în ciclostomi și în unii pești inferiori. La toate celelalte animale, este redusă. La om, în perioada postembrionară, rudimentele notocordului se păstrează sub forma nucleului pulpos al discurilor intervertebrale. Conservarea unei cantități în exces de material cordal în cazul încălcării reducerii sale este plină de posibilitatea de a dezvolta tumori la om - coardă, decurgând din aceasta.

La toate vertebratele, notocorda este înlocuită treptat vertebrelor care se dezvoltă din sclerotomi de somit și este înlocuit funcțional coloană vertebrală. Acesta este unul dintre cele mai pronunțate exemple de substituție homotopică a organelor (vezi § 13.4).Formarea vertebrelor în filogenie începe cu dezvoltarea arcurilor lor, acoperind tubul neural și devenind locuri de atașare musculară. Începând cu peștele cartilaginos, se constată cartilajul membranei notocordului și creșterea bazelor arcurilor vertebrale, în urma cărora se formează corpurile vertebrale. Fuziunea arcadelor vertebrale superioare deasupra tubului neural formează apofizele spinoase și canalul rahidian, care conține tubul neural (Fig. 14.6).

Orez. 14.6.Dezvoltarea vertebrei. A-stadiul incipient; B- etapa ulterioara:

1 -coardă, 2- înveliș de acorduri, 3- arcurile vertebrale superioare și inferioare, 4- un proces complicat, 5- zone de osificare, 6-rudiment al coardei, 7 - corpul cartilaginos al vertebrei

Înlocuirea coardei cu coloana vertebrală - un organ de sprijin mai puternic, cu o structură segmentară - vă permite să creșteți dimensiunea totală a corpului și activează funcția motorie. Alte modificări progresive ale coloanei vertebrale sunt asociate cu înlocuirea țesutului - înlocuirea țesutului cartilajului cu țesut osos, care se găsește la peștii osoși, precum și diferențierea acestuia în secțiuni.

Peștii au doar două secțiuni ale coloanei vertebrale: trompăȘi coadă. Acest lucru se datorează mișcării lor în apă din cauza coturilor corpului.

Amfibienii dobândesc și ei cervicaleȘi sacral departamente, fiecare reprezentat de o vertebra. Primul oferă o mai mare mobilitate a capului, iar al doilea oferă suport pentru membrele posterioare.

La reptile, coloana cervicală se prelungește, primele două vertebre fiind conectate mobil de craniu și asigură o mobilitate mai mare a capului. Apare lombar departament, încă slab delimitat de toracic, iar sacrul este deja format din două vertebre.

Mamiferele se caracterizează printr-un număr stabil de vertebre în regiunea cervicală, egal cu 7. Datorită importanței mari în mișcarea membrelor posterioare, sacrul este format din 5-10 vertebre. Regiunile lombare și toracice sunt clar separate una de cealaltă.

La pești, toate vertebrele trunchiului poartă coaste care nu se contopesc între ele și cu sternul. Ele conferă corpului o formă stabilă și oferă suport mușchilor care îndoaie corpul într-un plan orizontal. Această funcție a coastelor se păstrează la toate vertebratele care efectuează mișcări serpentine - la amfibienii caudați și reptilele, prin urmare și coastele acestora sunt situate pe toate vertebrele, cu excepția celor caudale.

La reptile, o parte din coastele regiunii toracice fuzionează cu sternul, formând pieptul, iar la mamifere, pieptul conține 12-13 perechi de coaste.

Orez. 14.7.Anomalii în dezvoltarea scheletului axial. A - coaste cervicale rudimentare (indicate prin săgeți); B - neuniunea proceselor spinoase ale vertebrelor în regiunile toracice și lombare. Herniile coloanei vertebrale

Ontogeneza scheletului axial uman recapitulează principalele etape filogenetice ale formării sale: în perioada de neurulație se formează o notocordă, care este ulterior înlocuită cu o coloană cartilaginoasă și apoi cu o coloană osoasă. Pe vertebrele cervicale, toracice și lombare se dezvoltă o pereche de coaste, după care coastele cervicale și lombare sunt reduse, iar coastele toracice fuzionează în față între ele și cu sternul, formând pieptul.

Încălcarea ontogenezei scheletului axial la om poate fi exprimată în astfel de malformații atavice precum neuniunea proceselor spinoase ale vertebrelor, ducând la formarea spinabifida- defect al coloanei vertebrale.În acest caz, meningele ies adesea prin defect și formă hernie spinală(Fig. 14.7).

La vârsta de 1,5-3 luni. embrionul uman are o coloană caudală, formată din 8-11 vertebre. Încălcarea reducerii lor explică ulterior posibilitatea unei anomalii atât de binecunoscute a scheletului axial ca persistenta cozii.

Încălcarea reducerii coastelor cervicale și lombare stă la baza păstrării acestora în ontogeneza postnatală.

Tema 1. Diversitatea animalelor

Lucrare practică Nr. 5. Comparația structurii scheletelor vertebratelor

Ţintă: luați în considerare scheletele vertebratelor, găsiți asemănări și diferențe.

Progres.

			reptile		mamifere
Scheletul capului (craniul)	Oasele sunt legate rigid unele de altele. Maxilarul inferior este conectat mobil. Există arcuri branhiale	Craniu cartilaginos	Craniu de os	Oasele craniului fuzionează împreună. Are o cutie mare pentru creier, orbite mari	Craniul este regiunea creierului, care constă din oase care cresc împreună, regiunea feței (maxilare)
Scheletul trunchiului (coloana vertebrală)	Două departamente: tulubovy, coada. Vertebrele tubulare poartă coaste	Departamente: cervical, tulubovy, sacral, caudal. O vertebră cervicală. fara coaste	Secțiuni (5): cervicale, toracice, lombare, sacrale, caudale. Regiunea cervicală asigură mobilitatea capului. Coastele sunt bine dezvoltate. Există un piept - vertebre toracice, coaste, stern	Secțiuni (5): cervicale, toracice, lombare, sacrale, caudale. Regiunea cervicală are un număr mare de vertebre (11-25). Vertebrele secțiunilor toracice, lombare, sacrale sunt conectate fix (bază puternică). Coastele sunt dezvoltate. Există un piept - vertebre toracice, coaste, sternul are o chilă	Secțiuni (5): cervicale, toracice, lombare, sacrale, caudale. Regiunea cervicală (7 vertebre) asigură mobilitatea capului. Coastele sunt bine dezvoltate. Există un piept - vertebre toracice, coaste, stern
scheletul membrului	Înotătoarele pereche (pectorale, ventrale) sunt reprezentate de raze osoase	Anterior - oasele umărului, antebrațului, mâinii. Posterior - oasele coapsei, piciorului inferior, piciorului. Membrele se termină în degete (5)	Anterior - humerus, ulna și radius, mână. Spate - femur, picior inferior, picior. Membrele se termină în degete (5)	Membrele sunt aripi. Anterior - humerus, ulna și radius, mâna are trei degete. Spate - femur, picior inferior, picior. Oasele piciorului fuzionează și formează antebrațul. Membrele se termină în degete	Anterior - humerus, ulna și radius, oasele mâinii. Posterior - femur, tibie mică și mare, oase ale piciorului. Membrele se termină în degete (5)
Scheletul brâului membrelor	Mușchii se unesc cu oasele	Centura membrelor anterioare - omoplați (2), oase de corb (2), clavicule (2). Centura membrelor posterioare - trei perechi de oase pelvine fuzionate	Centura membrelor anterioare - omoplați (2), clavicule (2). Centura membrelor posterioare - trei perechi de oase pelvine fuzionate	Centura membrelor anterioare - omoplați (2), clavicule (2) s-au fuzionat și au format o furcă Centura membrelor posterioare - trei perechi de oase pelvine fuzionate
Mod de a călători	Peștii înoată. Mișcările sunt asigurate de aripioare: caudal - mișcare activă înainte, pereche (abdominală, pectorală) - mișcare lentă	Asigurați locomoție sărituri. Animalele pot înota datorită membranelor dintre degetele membrelor posterioare.	În timpul mișcării, corpul se târăște de-a lungul substratului. Crocodilii, șerpii pot înota	Principalul mod de transport este zborul. Scheletul se caracterizează prin ușurință - oasele au cavități umplute cu aer. Scheletul este puternic - creșterea oaselor.	Diferite moduri de mișcare - alergare, sărituri, zbor (mediu terestru), săpare gropi în sol (sol), înotare și scufundare (mediu acvatic)

concluzii. 1. Toate vertebratele au un schelet intern, care are un plan structural general - scheletul capului (craniul), scheletul corpului (coloana vertebrală), scheletul membrelor, scheletul centurilor membrelor. 2. Scheletul îndeplinește o funcție de protecție, servește ca loc de atașare pentru mușchii care asigură mișcarea animalelor. 3. Caracteristicile structurii scheletelor vertebratelor asigură anumite moduri de mișcare a acestor animale în spațiu.

Conceptul de " filogeneza”(din grecescul phyle - „gen, trib” și geneză - „naștere, origine”) a fost introdus în 1866 de biologul german Ernst Haeckel pentru a desemna dezvoltarea istorică a organismelor în procesul de evoluție.

Luați în considerare modul în care coloana vertebrală s-a dezvoltat și s-a îmbunătățit de la cele mai simple organisme la oameni. Este necesar să se facă distincția între scheletul extern și cel intern.

Scheletul exteriorîndeplinește o funcție de protecție. Este inerentă vertebratelor inferioare și este situată pe corp sub formă de solzi sau scoici (broaște țestoasă, armadillo). La vertebratele superioare, scheletul extern dispare, dar elementele sale individuale rămân, schimbându-și scopul și locația, devenind oasele tegumentare ale craniului. Situate deja sub piele, acestea sunt conectate cu scheletul intern.

Scheletul internîndeplinește în principal o funcție de susținere. În cursul dezvoltării, sub influența unei sarcini biomecanice, se schimbă constant. La nevertebrate, arată ca niște partiții de care sunt atașați mușchii.

În cordatele primitive (lancelete), împreună cu pereții despărțitori, apare o axă - o coardă (cordul celular), îmbrăcat în membrane de țesut conjunctiv. La pești, coloana vertebrală este relativ simplă și este formată din două secțiuni (trunchi și coadă). Coloana lor cartilaginoasă moale este mai funcțională decât cea a cordatelor; măduva spinării este situată în canalul vertebral. Scheletul peștelui este mai perfect, permițând mișcări mai rapide și mai precise cu o masă mai mică.

Odată cu trecerea la un mod de viață terestru, se formează o nouă parte a scheletului - scheletul membrelor. Și dacă la amfibieni scheletul este format din țesut osos fibros grosier, atunci la animalele terestre mai bine organizate este deja construit din țesut osos lamelar, constând din plăci osoase care conțin fibre de colagen ordonate.

Scheletul intern al vertebratelor trece prin trei etape de dezvoltare în filogeneză: țesut conjunctiv (membranos), cartilaginos și osos.

Schelet de mamifer (stânga) și pește (dreapta)

Descifrarea genomului lanceletei, finalizată în 2008, a confirmat apropierea lanceletelor de strămoșul comun al vertebratelor. Conform celor mai recente date științifice, lanceletele sunt rude ale vertebratelor, deși cele mai îndepărtate.

Coloana vertebrală a mamiferelor este formată din secțiunile cervicale, toracice, lombare, sacrale și caudale. Trăsătura sa caracteristică este forma platicelială (care are suprafețe plane) a vertebrelor, între care se află discurile intervertebrale cartilaginoase. Arcurile superioare sunt bine definite.

În regiunea cervicală, toate mamiferele au 7 vertebre, a căror lungime depinde de lungimea gâtului. Singurele excepții sunt două animale: lamantinul are 6 dintre aceste vertebre, iar la diferite specii de leneși - de la 8 la 10. Girafa are vertebre cervicale foarte lungi, în timp ce cetaceele care nu au o interceptare cervicală, dimpotrivă, sunt extrem de scurtă.

Coastele sunt atașate de vertebrele regiunii toracice, formând pieptul. Sternul care îl închide este plat și numai la lilieci și la reprezentanții speciilor vizuitoare cu membre anterioare puternice (de exemplu, alunițe) are o creastă mică (chilă), de care sunt atașați mușchii pectorali. În regiunea toracică sunt 9-24 (de obicei 12-15) vertebre, ultimele 2-5 poartă coaste false care nu ajung la stern.

În regiunea lombară de la 2 la 9 vertebre; coastele rudimentare se contopesc cu procesele lor transversale mari. Regiunea sacră este formată din 4-10 vertebre topite, dintre care doar primele două sunt cu adevărat sacrale, iar restul sunt caudale. Numărul vertebrelor libere variază de la 3 (în gibon) la 49 (la pangolinul cu coadă lungă).

Mobilitatea vertebrelor individuale depinde de stilul de viață. Deci, la animalele mici care alergă și cățără, este înalt de-a lungul întregii lungimi a coloanei vertebrale, astfel încât corpul lor se poate îndoi în direcții diferite și chiar se poate încolăci într-o minge. Vertebrele toracice și lombare sunt mai puțin mobile la animalele mari, care se mișcă rapid. La mamiferele care se deplasează pe picioarele posterioare (canguri, jerboi, săritori), cele mai mari vertebre sunt situate la baza cozii și a sacrului, iar apoi dimensiunea lor scade constant. La ungulate, dimpotrivă, vertebrele și în special procesele spinoase ale acestora sunt mai mari în partea anterioară a regiunii toracice, unde mușchii puternici ai gâtului și parțial ai membrelor anterioare sunt atașați de ele.

La păsări, membrele anterioare (aripile) sunt adaptate pentru zbor, iar membrele posterioare pentru deplasarea pe sol. O caracteristică particulară a scheletului este pneumaticitatea oaselor: sunt mai ușoare deoarece conțin aer. Oasele păsărilor sunt, de asemenea, destul de fragile, deoarece sunt bogate în săruri de var și, prin urmare, rezistența scheletului este obținută în mare parte prin fuziunea multor oase.

Vertebratele sunt considerate cea mai înaltă subfilă a filumului Chordata. În timp ce tunicatele și non-craniane sunt cordate inferioare. Există peste 40 de mii de specii de vertebrate. Sunt diverse ca structură, dimensiune, activitate de viață, habitate. În același timp, au o serie de trăsături comune, în special în perioada de dezvoltare embrionară, ceea ce indică caracterul comun al originii lor evolutive.

Aproape toate vertebratele au un sistem nervos foarte dezvoltat și duc un stil de viață activ (căutând hrană și parteneri de reproducere, fugind de pericol).

Primele rămășițe descoperite de vertebrate aparțin silurianului.

Vertebratele includ: ciclostomi, pești cartilaginoși și osoși, amfibieni, reptile, păsări și mamifere (animale). Ciclostomii sunt fără fălci. Clasele rămase ale subtipului aparțin secțiunii Fălci.

Sistemul musculo-scheletic al vertebratelor

Aromorfoze: formarea unui schelet axial sub forma unei coloane vertebrale; aspectul craniuluiPentruprotecția creierului; dezvoltarea fălcilor pentru prinderea prăzii și, în cele mai bine organizate, măcinarea hranei; aspectul membrelor pereche,permițândmișcă-te repedea fiin spatiu.

Scheletul vertebratelor este cartilaginos sau osos (în majoritatea). Principalele sale funcții sunt de a asigura mișcarea animalului și de a proteja organele sale interne. În plus, oasele scheletului servesc ca loc de atașare a mușchilor corpului, formarea sângelui are loc în oasele individuale și sunt stocate o serie de substanțe.

Coloana vertebrală se formează pe baza notocordului. La o serie de specii de vertebrate (lampire), notocorda este păstrată în stare adultă, dar în jurul acesteia se dezvoltă cartilaj care protejează măduva spinării. La sturioni, arcurile vertebrale superioare și inferioare se formează în jurul notocordului.

La majoritatea vertebratelor, coloana vertebrală este formată din vertebre separate, relativ mobile, unele față de altele. Fiecare vertebră are un corp, arcade superioare și inferioare. Măduva spinării trece prin canalul arcului superior. Arcurile vertebrelor servesc drept protecție pentru măduva spinării. Coastele sunt atașate de vertebre pentru a proteja organele cavității toracice.

Scheletul vertebratelor este împărțit în:

Scheletul axial- coloana vertebrală și creierul craniului.

Scheletul visceral- arcade branhiale și oase derivate din arcade branhiale (fălci și altele).

Scheletul membrelor și brâurile lor(excluzând lampredele și miicina).

Membrele sunt de două tipuri principale - înotătoare și membru cu cinci degete. În aripioare, cartilajele sau oasele membrului se deplasează în raport cu centura lor ca o singură pârghie. Membrul cu cinci degete al animalelor terestre este o serie de pârghii care se mișcă independent unul față de celălalt și centura membrelor.

Se formează mușchii corpului muschii striati. La vertebratele superioare (reptile, păsări, mamifere), mușchii sunt împărțiți în mănunchiuri separate. La vertebratele inferioare, mușchii sunt segmentați.

Există mușchi netezi ai organelor interne. Se numește visceral.

Sistemul nervos și organele senzoriale ale vertebratelor

Aromorfoze: formarea creierului, împărțindu-l în cinci departamente,îndeplinind diferite funcții (anterior, intermediar, mijlociu, medular oblongata și cerebel).

Tubul neural la vertebrate se diferențiază în măduva spinării și creier, care împreună formează sistemul nervos central. Pe lângă acesta, se disting sistemele nervoase periferic, simpatic, parasimpatic și autonom.

Un creier dezvoltat oferă un comportament complex, inclusiv un comportament colectiv. Activitatea nervoasă superioară stă la baza comportamentului adaptativ.

Neurocelul (o cavitate din interiorul tubului neural) din creier se transformă în ventriculii creierului. Din creier pleacă 10-12 perechi de nervi (olfactiv, vizual, oculomotor, trohlear, trigemen, abducens, facial, auditiv, glosofaringian, vag, accesoriu, sublingual). Nervii părăsesc măduva spinării în perechi.

Organele de simț asigură legătura corpului cu mediul extern. La vertebrate, acestea sunt diverse și au o structură complexă. Ochi cu o lentilă, a cărei formă se poate schimba la vertebratele terestre. La pești, lentila se poate mișca pentru a obține claritatea imaginii.

Organele auzului sunt conectate cu organele echilibrului. Diferite grupuri de vertebrate au structuri diferite. Cavitatea olfactivă se deschide spre exterior prin nări. Pielea conține receptori pentru atingere, temperatură, presiune etc.

Sistemul circulator și cardiovascular al vertebratelor

Aromorfoze: aspectul inimiifurnizareaflux sanguin rapid;separarea completă a fluxului sanguin arterial și venos la păsări și mamifere, ca urmare a apariției sângelui cald, care a permis animalelor să fie mai puțin dependente de condițiile adverse ale mediului abiotic.

Vertebratele, ca toate cordatele, se caracterizează printr-un sistem circulator închis.

Numărul camerelor cardiace (de la 2 la 4) depinde de nivelul de organizare al clasei. Vertebratele inferioare au un singur cerc de circulație a sângelui. În acest caz, sângele venos trece prin inimă, care apoi merge la branhii, unde este saturat cu oxigen, apoi sângele arterial este transportat în tot corpul. Circulația pulmonară (a doua) apare mai întâi la amfibieni (amfibieni).

Sângele vertebratelor este format din plasmă, care conține globule roșii și albe.

Pielea vertebrată

Aromorfoza: aspectul dstrat dubluAiPieleȘi.

Stratul superficial al pielii epidermă stratificată. Se dezvoltă diverse glande (sudoroare, sebacee, mucoase etc.) și o serie de formațiuni solide (gheare, păr, pene, solzi). Stratul interior al pielii dermului care este un tesut conjunctiv puternic. Aici se formează, de asemenea, formațiuni solide precum solzi osoase, oase ale pielii (de deasupra capului).

Sistemul digestiv al vertebratelor

În sistemul digestiv al vertebratelor, se disting cinci secțiuni: cavitatea bucală, faringe, esofag, stomac, intestin subțire și intestin gros. În cursul evoluției, intestinul s-a lungit treptat.

Glande digestive: salivare, ficat, pancreas.

Sistemul respirator al vertebratelor

Branhii în ciclostomi, pești și larve de amfibieni. Plămânii - la toate celelalte vertebrate. La vertebratele inferioare, respirația pielii joacă un rol important.

Branhiile sunt excrescențe lamelare ale pereților fantelor branhiale. În astfel de plăci există o rețea de vase de sânge mici.

În procesul de dezvoltare embrionară, plămânii se formează ca o pereche de excrescențe ale faringelui. Amfibienii și reptilele au plămâni ca un sac. Păsările au o structură spongioasă. La mamifere, ramurile bronhiilor se termină în alveole (vezicule mici).

sistemul excretor al vertebratelor

Organele excretoare ale vertebratelor sunt o pereche de rinichi. Rinichii au o structură diferită în diferite grupuri de vertebrate. Există cap, trunchi, rinichi pelvini. În procesul de embriogeneză, are loc o schimbare a capului în trunchi sau a trunchiului în pelvin.

Sistemul reproducător și dezvoltarea embrionară a vertebratelor

Aproape toate speciile de vertebrate sunt dioice. Există glande sexuale pereche (testicule sau ovare). Cu excepția ciclostomilor, restul au canale speciale care îndepărtează produsele de reproducere.

Fălcile sunt împărțite în două grupe: anamnieȘi amniotii. Anamniile includ pești și amfibieni, deoarece stadiul lor larvar trăiește în apă, iar dezvoltarea embrionului are loc fără formarea de membrane embrionare speciale. Pentru anamnie, fertilizarea externă este de obicei.

Amnioții includ reptile, păsări și animale. Embrionul lor are membrane embrionare (amnios și alantoida). Caracterizat prin fertilizare internă.

2.1. Originea și funcțiile scheletului animal.

Formațiunile de susținere la nevertebrate, reprezentându-le o formă permanentă a corpului, sunt foarte diverse. Sunt de origine ecto-, ento- și mezodermică. La vertebrate, scheletul este în principal mezodermic.

Scheletul din corpul animalului îndeplinește o varietate de funcții:

Asigurarea unei forme constante a corpului;

Parte pasivă a sistemului musculo-scheletic;

Protecție împotriva influențelor mecanice și de altă natură;

funcția hematopoietică.

2.2. Evoluția scheletului într-o serie de nevertebrate.

La bureți, formațiunile de susținere sunt reprezentate de ace având o compoziție chimică diferită.

În cavitățile intestinale apare o placă densă de susținere (mezogley), care ocupă un loc între ecto- și endoderm. Scheletul polipilor de corali se dezvoltă din ectoderm. La artropode, scheletul extern este reprezentat de un înveliș chitinos, care cuprinde funcțiile de protecție împotriva deteriorării mecanice și scheletul extern, de care sunt atașați mușchii striați care au apărut pentru prima dată la artropode.

Bivalvele și gasteropodele au cochilii formate din secreții din manta. Cefalopodele au formațiuni cartilaginoase complexe care protejează centrii nervoși și organele senzoriale.

2.3. Evoluție scheletică în cordate.

La fel ca nevertebratele, scheletul cordatelor îndeplinește funcția de a proteja organele și servește drept suport pentru organele de locomoție.

Scheletul axial suferit mari schimbări în cursul evoluţiei.

La cordele inferioare, notocorda este scheletul axial, în timp ce la cele superioare este înlocuită treptat de vertebre în curs de dezvoltare. La vertebre se disting corpul, arcurile superioare și inferioare.

Deci, în ciclostomi, notocordul persistă de-a lungul vieții, dar apar angajamente vertebrale, care sunt mici formațiuni cartilaginoase situate metameric deasupra notocordului. Se numesc arcade superioare.

La peștii primitivi, pe lângă arcadele superioare, apar și arcadele inferioare, iar la peștii superiori apar și corpuri vertebrale. Corpurile vertebrale la majoritatea peștilor și animalelor superioare sunt formate din țesutul care înconjoară notocorda, precum și din bazele arcadelor. Arcurile superioare și inferioare fuzionează cu corpurile vertebrale. Capetele arcadelor superioare cresc împreună pentru a forma canalul spinal. Pe arcurile inferioare apar procese, de care sunt atașate nervurile. Peștii au două secțiuni ale coloanei vertebrale - trunchi și coadă. Resturile notocordului la pești se păstrează între corpurile vertebrale.

La amfibieni, în stadiile incipiente de dezvoltare, notocorda este înlocuită de coloana vertebrală. Există deja patru secțiuni în coloana vertebrală: cervicală, toracică, sacră și caudale. Regiunea cervicală are o singură vertebră, în timp ce regiunea toracică are cinci vertebre. Coastele mici sunt atașate de vertebrele toracice, care se termină liber. Regiunea sacră, ca și cervicalul, include o vertebră, care este suportul pentru oasele pelvisului și ale membrelor posterioare. Secțiunea cozii la amfibienii fără coadă se contopește într-un singur os, în timp ce la caudate este alcătuită dintr-un număr mare de vertebre.

Reptilele au cinci secțiuni în coloana vertebrală: cervicală, toracică, lombară, sacră și caudale. În regiunea cervicală, diferite tipuri de reptile au un număr diferit de vertebre, dar cel mai mare este de opt. Prima vertebră se numește atlas și are forma unui inel, iar a doua se numește epistrofie și are un proces odontoid pe care se rotește prima vertebra. În regiunea toracică, numărul de vertebre nu este constant; de ele sunt atașate coaste, dintre care majoritatea sunt conectate la stern, formând pieptul pentru prima dată la animalele superioare. Există doar 22 de vertebre în regiunea toraco-lombară și două în regiunea sacră. Coastele sunt, de asemenea, atașate de vertebrele regiunilor lombare și sacrale. În regiunea caudală, numărul vertebrelor variază, uneori câteva zeci.

La păsări, coloana vertebrală este asemănătoare cu cea a reptilelor, dar are o anumită specializare în legătură cu caudala. iar coloana vertebrală – coastele trunchiului. din YVDr-ul care înconjoară coarda, precum și de la baza formării arcului, cu un mod de viață. Regiunea cervicală include până la 25 de vertebre, ceea ce asigură o mobilitate mai mare.

Mamiferele au cinci secțiuni la nivelul coloanei vertebrale: cervical, toracic, lombar, sacral și caudal. Există șapte vertebre în regiunea cervicală și un număr variabil de vertebre în regiunea toracică (de la 9 la 24, dar mai des 12-13). Coastele se unesc cu vertebrele toracice, dintre care un număr mare sunt conectate la stern. Regiunea lombară include trei până la nouă vertebre. Vertebrele sacrale sunt fuzionate pentru a forma sacrul, iar coloana vertebrală caudală conține un număr variabil de vertebre la diferite specii de mamifere.

Scheletul capului. Scheletul capului este craniul. Este situat la capătul anterior al scheletului și este format din două părți: craniul și scheletul visceral, care diferă unul de celălalt atât ca origine, cât și ca funcție. Craniul servește drept recipient pentru creier, iar scheletul visceral oferă suport pentru organele părții anterioare a canalului alimentar.

În procesul de evoluție, cele mai mari modificări au loc în regiunea viscerală. La embrionii tuturor vertebratelor și la vertebratele inferioare de-a lungul vieții, scheletul visceral este format din arce care acoperă partea anterioară a tubului digestiv. La pești, aceștia se diferențiază în arcul maxilarului (capturarea hranei), arcul hioid (atașarea la craniu) și arcul branhial (atașarea branhiilor).

La animalele terestre, scheletul visceral este mult transformat și redus: partea superioară a arcului maxilarului fuzionează cu partea inferioară a craniului, din arcul hioid se formează oase mici, care fac parte din urechea medie. Al doilea și al treilea arcade branchial la mamifere formează cartilajul tiroidian, în timp ce al patrulea și al cincilea arc formează cartilajele rămase ale laringelui.

scheletul membrului. Există două tipuri de membre libere. Acestea sunt aripioarele peștilor și membrele cu cinci degete ale mamiferelor. Membrele cu cinci degete ale vertebratelor au o structură foarte diversă, care este asociată cu îndeplinirea diferitelor funcții de către acestea. De exemplu, membrele care se îngroapă ale unei cârtițe, membrele plutitoare ale unei foci, membrele cățărătoare ale maimuțelor etc. Dar, cu toate acestea, în ciuda diferenței, membrele vertebratelor păstrează un plan structural comun, care demonstrează caracterul comun al originii lor.

Pentru prima dată, membrele au apărut la pești și au fost reprezentate de aripioare. Acestea sunt înotătoare pectorale și ventrale pereche. La majoritatea peștilor, aripioarele constau din raze osoase radiale subțiri și servesc la schimbarea direcției de înot, mai degrabă decât la susținerea corpului. La peștii cu aripioare lobite, este planificată mărirea razelor datorită fuziunii și utilizării aripioarelor ca suport și mișcare de-a lungul bazei solide a rezervoarelor de uscare. Prin urmare, aripioarele vechilor pești cu aripioare lobice au stat la baza dezvoltării membrelor vertebratelor. O caracteristică importantă a transformării aripioarelor în membre la vertebratele terestre a fost înlocuirea unei conexiuni puternice a elementelor scheletice cu o legătură mobilă sub formă de articulații. Drept urmare, membrul s-a transformat într-o pârghie mobilă complexă, în care se disting trei oase: umărul, antebrațul și mâna. Există două centuri pentru membre - umăr și pelvin.

În continuare, evoluția membrului anterior a urmat calea lungirii umărului și antebrațului, scurtarea încheieturii mâinii, reducerea numărului de oase din regiunea carpiană (la amfibieni - 3 rânduri, la mamifere - 2 rânduri) și alungirea secțiunilor distale, adică falangele degetelor.

Scheletul mâinii umane se caracterizează, de asemenea, printr-un plan structural general cu membrele anterioare ale vertebratelor, dar, alături de acesta, are și diferențe importante, deoarece mâna omului nu este doar o armă a muncii, ci și rezultatul său și este capabilă. de a efectua o varietate de acţiuni.

2.4. Anomalii și malformații ale scheletului uman.

1. Prezența coastelor la nivelul colului uterin inferior sau la primele vertebre lombare. În conformitate cu evoluția vertebratelor la om, în timpul dezvoltării embrionare, coastele sunt depuse în toate părțile coloanei vertebrale, dar ulterior se păstrează numai în regiunea toracică, iar în alte regiuni coastele sunt reduse. Dar uneori o persoană are atavisme similare.

2. Prezența vertebrelor cozii. În timpul embriogenezei la om, ca și la vertebrate, sunt depuse 8-11 vertebre coadă, apoi sunt reduse și rămân 4-5 vertebre subdezvoltate, formând coccisul. Uneori există semne atavice sub forma prezenței coloanei vertebrale caudale.

3. spina bifida- Aceasta este o anomalie comună care apare atunci când există o încălcare a fuziunii arcadelor superioare ale vertebrelor. Se manifestă adesea în regiunea lombosacrală a coloanei vertebrale și, în funcție de adâncimea și amploarea despicarii, poate avea grade diferite de severitate.

4. Prezența în cavitatea timpanică a unui singur os auditiv - coloană. Această perturbare, corespunzătoare structurii aparatului de transmitere a sunetului la amfibieni și reptile, este rezultatul diferențierii incorecte a elementelor arcului branhial maxilarului în osiculele auditive. Aceasta este o recapitulare a principalelor etape ale filogenezei craniului visceral în ontogenie.

5. Heterotopia centurii extremităților superioare. Aceasta este mișcarea centurii membrelor superioare din regiunea cervicală până la nivelul a 1-2 vertebre toracice. Această anomalie se numește boala Sprengel sau starea înaltă congenitală a scapulei. Se exprimă prin faptul că centura de umăr pe una sau ambele părți este cu câțiva centimetri mai mare decât poziția normală. Mecanismul unei astfel de încălcări este asociat atât cu o încălcare a mișcării organelor, cât și cu o încălcare a corelațiilor morfogenetice.

6. Polidactilie- rezultatul dezvoltării anlagelor degetelor suplimentare, caracteristice formelor ancestrale îndepărtate.

7. Picioare plate, picior bot, piept îngust, fără proeminență a bărbiei- anomalii atavice ale scheletului, care se intalnesc des si sunt anobolisme (prelungiri) aparute in timpul filogenezei primatelor.