Методичні рекомендації для студентів з біології

Про матеріал

Головна мета створення даних методичних рекомендацій— допомогти підготуватися до зовнішнього незалежного оцінювання з біології студентам Фахового коледжу культури і мистецтв (м. Калуш). Структура і зміст даної роботи повною мірою відповідають вимогам навчальної програми для 11-річної школи. Структурно-змістовна повнота рекомендацій створює широкі можливості для самостійного опрацьовування студентами наведеного матеріалу. Методичні рекомендації охоплюють основні розділи й теми курсів біології: біохімії клітини, ембріології, розмноження та індивідуального розвитку організмів, генетики, мікробіології, ботаніки, мікології, зоології, біології людини, екології, вчення про біосферу, еволюції.

Перегляд файлу

Фаховий коледж культури і мистецтв

(м. Калуш)

«Методичні рекомендації для студентів з біології

(комплексна підготовка до ЗНО для студентів Фахового коледжу культури і мистецтв (м. Калуш))»

м. Калуш

Укладачка: Савчук Оксана Василівна, викладачка біології Фахогово коледжу культури і мистецтв (м. Калуш)

Обговорено і схволено на засіданні циклової комісії викладчів загальноосвітніх, гуманітарних, соціально-економічних та бібліотечних дисплін

Протокол №1 від 26 січня 2021 року

ЗМІСТ

Вступ ……………………………………………………………….……….4

Розділ 1. Ботаніка ………………………………………………….……….5

Розділ 2. Зоологія…………………………………………………….……..33

Розділ 3. Анатомія людини …………………………………………….....72

Розділ 4. Біологічні системи та їх основні типи…………………………116

Розділ 5. Віриси. Віроїди. Пріони. Археї………………………….……..158

Розділ 6. Органи та системи органів багатоклітинних організмів……..166

Розділ 7. Біологічна еволюція ……………………………………………188

Розділ 8. Основи екології …………………………………………………198

ВСТУП

Структура і зміст даної роботи повною мірою відповідають вимогам навчальної програми для 11-річної школи. Структурно-змістовна повнота рекомендацій створює широкі можливості для самостійного опрацьовування студентами наведеного матеріалу.

Методичні рекомендації охоплюють основні розділи й теми курсів біології: біохімії клітини, ембріології, розмноження та індивідуального розвитку організмів, генетики, мікробіології, ботаніки, мікології, зоології, біології людини, екології, вчення про біосферу, еволюції.

Кожний розділ містить короткий теоретичний матеріал, який розкриває зміст основних біологічних термінів, понять, закономірностей, характерні риси рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів.

Для якісної підготовки до зовнішнього незалежного оцінювання з біології пропоную не тільки повторити основні теми вивчені в коледжі, а й узагальнити в повному обсязі знання з шкільного курсу.

БОТАНІКА

Ознаки життя.

Біологія – «біос» - життя, «логос» - слово, вчення.

Розмноження – це утворення батьківськими організмами нових подібних до себе дочірніх особин.

Ріст – збільшення розмірів живих організмів.

Живлення – поглинання речовин з навколишнього середовища та їх засвоєння.

Виділення – видалення шкідливих речовин з організму.

Обмін речовин – оновлення постійно хімічного складу організму через певний проміжок часу, навіть коли організм не змінює своєї маси і розмірів.

Обмін енергією – отримання організмом із зовнішнього середовища енергії у вигляді світла, або у вигляді органічних речовин.

Пристосування до навколишнього середовища – це зміни, які дають виду змогу вижити і залишити потомство.

Живі організми дуже різноманітні. Основні групи живих організмів складають бактерії, рослини, тварини та гриби.

Наразі на Землі відомо понад 1,9 млн видів живих істот.

Основні розділи біології.

Біологія – це наука про життя, яка складається з багатьох підпорядкованих наук, об’єднаних у кілька розділів.

Ботаніка – наука про рослини.

Зоологія – наука про тварини.

Мікологія – наука про гриби.

Мікробіологія – наука про бактерії.

Вірусологія – наука про неклітинні форми життя.

Цитологія – наука про клітину.

Гістологія – наука про тканини та органи.

Анатомія – наука про тканини та органи.

Морфологія – наука про організм в цілому.

Біохімія та біофізика – вивчає атомні та молекулярні рівні організації.

Фізіологія – вивчає процеси, що забезпечують ріст.

Генетика – вивчає процеси, що забезпечують розмноження.

Екологія- взаємозв’язок організмів із навколишнім середовище.

КЛІТИНА

Роберт Гук – 1665 р. – вперше ввів термін клітина.

1838-1839 – Шлейден і Шванн сформулювали клітинну теорію, згідно з якою живі організми складаються з клітин; клітина є найменшою одиницею життя.

Клітина складається з води, неорганічних та органічних речовин.

Основні складові клітини – це структури та органели, які взаємодіють між собою у процесі життєдіяльності клітини. У результаті взаємодії структур та органел виробляються складні органічні речовини. Складні органічні речовини необхідні для росту клітини, який завершується її поділом.

Клітина — це основний структурний, функціональний і відтворюючий елемент живого організму, його елементарна біологічна система. Залежно від будови і набору органоїдів клітини всі організми поділені на царства — прокаріоти та еукаріоти. Клітини рослин і тварин віднесені до царства еукаріот. Вони мають ряд подібностей і відмінностей.

Ви читаєте повідомлення: Порівняйте будову рослинної та тваринної клітини, про що свідчить їх подібність.

Відмінні ознаки

Органоїди	Рослинна клітина	Тваринна клітина
Целюлозна клітинна стінка	Розташована поверх клітинної мембрани	Відсутня
Пластиди	Хлоропласти, хромопла- сти, лейкопласти	Відсутні
Спосіб живлення	Автотрофний (фототроф- ний)	Гетеротрофний (сапро- трофний, паразитичний)
Клітинний центр	У нижчих рослин	В усіх клітинах
Включення	Запасні поживні речовини у вигляді зерен крохмалю, белка, крапель олії, вакуолі з клітинним соком; кристали солей	Запасні поживні речовини у вигляді зерен і крапель (білки, жири, вуглевод глікоген); кінцеві продукти обміну, кристали солей; пігменти
Вакуолі	Крупні порожнини, заповнені клітинним соком — водним розчином різних речовин, що є запасними або кінцевими продуктами. Осмотичні резервуари клітини	Скоротливі, травні вакуолі. Звичайно дрібні
Синтез АТФ	У хлоропластах, мітохондріях	У мітохондріях
Особливості обміну речовин	Процеси синтезу мають перевагу над процесами розпаду	Процеси синтезу мають перевагу над процесами розпаду

Спільні ознаки

1) мембрана будова органоїдів;

2) наявність сформованого ядра, що містить хромосомний набір;

3) схожий набір органоїдів, характерний для всіх еукаріот;

4) подібність хімічного складу клітин;

5) схожість процесів непрямого поділу клітини (мітоз);

6) схожість функціональних властивостей (біосинтез білка), використання перетворення енергії;

7) участь у процесі розмноження.

Органели клітини – це спеціалізовані структури власне клітини, що відповідають за різні важливі і життєво необхідні функції.

Органели тваринної клітини:

Плазматична мембрана – тонка плівка навколо клітини, що складається з ліпідів та білків. Дуже важливий органоїд, який забезпечує транспортування в клітину води, мінеральних та органічних речовин, видаляє шкідливі продукти життєдіяльності і захищає клітину.
Цитоплазма – внутрішнє напіврідке середовище клітини. Забезпечує зв’язок між ядром і органелами.
Ендоплазматична мережа – вона ж мережа каналів в цитоплазмі. Бере активну участь в синтезі білків, вуглеводів та ліпідів, займається транспортуванням корисних речовин.
Мітохондрії – органели, в яких окислюються органічні речовини і синтезуються молекули АТФ за участю ферментів. По суті мітохондрії це органоїд клітини, що синтезує енергію.
Пластида (хлоропласти, лейкопласти, хромопласти) – як ми згадували вище, зустрічаються виключно у рослинних клітин, в цілому їх наявність є головною особливістю рослинного організму. Відіграють дуже важливу функцію, наприклад, хлоропласти, що містять зелений пігмент хлорофіл, у рослини відповідають за явище фотосинтезу.
Комплекс Гольджі – система порожнин, відмежованих від цитоплазми мембраною. Здійснюють синтез жирів та вуглеводів на мембрані.
Лізосоми – тільця, відокремлені від цитоплазми мембраною. Наявні в них особливі ферменти прискорюють реакцію розщеплення складних молекул. Також лізосома є органоїдом, що забезпечує складання білка в клітинах.
Вакуолі – порожнини в цитоплазмі, заповнені клітинним соком, місце накопичення запасних поживних речовин; вони регулюють вміст води в клітині.

Фотосинтез – це процес утворення простих органічних речовин з вуглекислого газу та води за допомогою енергії світла.

Отже, клітини рослини, на відміну від тваринних клітин, мають хлоропласти, клітинну оболонку, вакуолі, а тваринна клітина – лізосоми.

Відмінності у будові рослинної та тваринної клітини зумовлені різними способами живлення.

Ріст клітини та всі процеси, які його забезпечують – живлення, фотосинтез або внутрішньоклітинне травлення, виділення, дихання – є підготовкою клітини до найважливішої події в її житті – клітинного поділу. Біологічне значення – полягає у передачі естафети життя новим поколінням клітин.

Клітинний цикл – розвиток клітини від її утворення до завершення власного поділу – стадія росту та стадія поділу.

У стадії росту клітина синтезує складні органічні речовини – клітина збільшується. Внаслідок поділу дочірні клітини завдяки хромосомам отримують у спадок програму росту та розвитку – молекули ДНК. Внаслідок поділу цитоплазми дочірні клітини успадковують усі органели та структури, які необхідні для виконання програми, записаної в молекулі ДНК.

Систематика органічного світу.

ЖИТТЯ – ДОМЕН – ЦАРСТВО – ВІДДІЛ – КЛАС – РЯД, ПОРЯДОК – РОДИНА – РІД - ВИД

ЦАРСТВО ГРИБИ

Гриби – безхлорофільні, переважно багатоклітинні організми, які живляться гетеротрофно, не мають тканин, мають грибницю, необмежено ростуть та розмножуються за допомогою спор.

Наука, яка вивчає гриби - мікологія.

Особливості будови:

Структурними компонентами клітинних оболонок є полісахарид глюкан, хітин або целюлаза;
Органелами руху можуть бути джгутики (справжні гриби) або псевдоподії (слизовики);
Клітини мають невеликі вакуолі, де запасаються поживні речовини або шкідливі продукти метаболізму;
Розвинуті секреторні міхурці (везикули), що відповідають за транспортування та виділення за межі цитоплазми різних речовин;
Запасають гриби глікоген (справжні) або міколамінарин (несправжні), кінцевим продуктом обміну білків є сечовина.
Для них характерне осмогетеротрофний тип живлення – живлення органічними речовинами, що поглинаються всією поверхнею грибниці разом з необхідними органічними сполуками.
Вегетативне тіло більшості грибів є розгалуженою системою ниток (гіфів), яка наз грибницею (міцелієм). Гіфи грибів швидко й необмежено ростуть.

За способом живлення:

Сапротрофні гриби – живляться речовинами відмерлих органічних решток – більшість шапинкових, цвілевих, дріжджевих грибів – є найважливішими редуцентами органічної речовини та грунтоутворювачами;
Паразитичні гриби – живляться речовинами живих організмів – фітопатогенні гриби – паразитують на рослинах; зоопатогенні – на тваринах і людях; мікофільні – на інших видах грибів;
Симбіотрофні (мутуалісичні) гриби – співіснують з іншими видами – шапкові гриби – з корінням судинних рослин, амброзієві гриби- з мурашками та термітами. Найбільші групи – мікоризоутворювальні та ліхенізовані гриби.

Розмноження – спорами. Под на спори нестатевого розмноження та спори статевого розмноження, або мітотичні й мейотичні спори. Вегетативне розмноження – частинами міцелію або брунькуванням. Статеве – дуже складне й має тенденцію зникнення. Їх можна розділити на три групи: гаметогамія (злиття двох різних за статтю гамет); соматогамія (злиття двох вегетативних клітин міцелію); гаметангіогамія (злиття цілих гаметангій).

Несправжні гриби – група грибів, у яких клітинна оболонка з целюлози, вони запасають міколамінарин, мають два або один джгутик і мітохондрії з трубчастими кристалами – лабіринтули, сапроленгія, фітофтора, плазмопара, гіфохітріум. Фітофрора – викликає захворювання картоплі – фітофтороз. Сапролегнія паразитична – захв акваріумних риб чи їхньої ікри.

Слизовики – групи грибів, у яких спороносні структури дуже нагадують плодові тіла грибів, фагатрофний спосіб життя, рухливість на вегетативній стадії розвитку, відсутність клітинної оболонки. Належать до груп: Амебозої, Різарії, Екскавати. Вони є активними бактеріофагами, відіграють значну роль в регуляції бактеріальної флори грунтів, є збудниками захворювань культурних рослин.

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 кристалами. У них є ядерний та мітохондріальний геном. Спадковість грибів пов’язана із плазмідами мітохондрій чи цитоплазми. Ядер у грибниці багато, що забезпечує захист від мутацій. Диференціація органів чітко не виражена. Належить група Фунгі (надцарство Опістоконти). До справжніх грибів відносять 8 відділів – Хитридіомікоди (збудник раку картоплі), Зигомікоти (біла цвіль, чорна цвіль), Аскомікоти (дріжджі, аспергіл, пеніциліум, трюфелі, зморшки), Базидіомікоти (мухомори, печериці, боровики, трутовики, дощовики). За будовою под на нижчі (з несептованою грибницею) і вищі (з грибницею, поділеною на септи), а за розмірами – на макроміцети та мікроміцети. Основними екологічними групами, що мають для людини найбільше значення, є шапкові гриби, гриби-паразити, цвілеві гриби, дріжджеві гриби.

Шапкові гриби – це гриби, ознаками яких є наявність плодових тіл з шапками і ніжками, сапрофітний та мутуалістичний спосіб живлення та здатність утворювати мікоризу. Поділяються за будовою споносного шару на нижньому боці шапки на: трубчасті (білий гриб, маслюк, підберезник), пластинчасті гриби (сироїжки, лисички, рижики).

Гриби-паразити – це група грибів, які живляться за рахунок поживних речовин інших організмів, мають різноманітні способи зараження та утворюють величезну кількість спор. Є ектопаразити (зовні) та ендопаразити (всередині хазяїна).

Трутовики – оселяються на стовбурах дерев і спричиняють трухлявіння і призводять до загибелі дерев.

Сажкові гриби – паразитують на злакових, спричиняють захворювання сажку.

Ріжкові гриби – паразити жита, пшениці інших злакових.

Борошнисторосяні гриби – збудники борошнистої роси троянд, аґрусу, огірків.

Цвілеві гриби – це група грибів, загальними ознаками яких є утворення нальоту на субстратах, сапрофітний спосіб живлення та виділення захисних речовин-антибіотиків. Сюди належать нижчі одноклітинні гриби (мукор), і вищі багатоклітинні (пеніцил, аспергіл) гриби.

Дріжджеві гриби – це одноклітинні гриби, ознаками яких є відсутність міцеліальної будови, здатність до анаеробного дихання, брунькування, сапротрофнийиі паразитичний спосіб живлення. Належать пекарські, або пивні дріжджі, винні дріжджі, канділа біліюча (збудник молочниці), пневмоцістіс (збудник пневмонії).

ЛИШАЙНИКИ

Лишайники – Ліхенізовані гриби – це симбіотичне об’єднання справжніх грибів з одним або декількома видами фотосинтезуючих організмів. Розмноження відбувається спорами, що утворює мікобіонт, статевим та нестатевим шляхом, або вегетативно – фрагментами слані, соредіями, ізидіями. Під час статевого розмноження утв плодові тіла – органи спороношення.

За формою талому поділяються на: накипні (леканора), кущисті (ягель), листуваті (пармелія).

Від водорості отримують органічні речовини, а та – необхідну їй вологу і мінеральні солі. Однак гриб може розглядатися як паразит, а не як рівноправний компонент симбіозу, оскільки отримує більшу користь від симбіозу з водорістю, а також іноді спостерігається проникнення гіфів гриба в клітину водорості.

ЕУКАРІОТИ

Еукаріоти – це організми клітини яких мають ядро. Можуть бути одноклітинними і багатоклітинними.

Одноклітинні – складаються з однієї еукаріотичної клітини. Серед них є гетеротрофи і автотрофи. У гетеротрофних – клітина захоплює тверді часточки їжі, і далі перетравлює їх у цитоплазмі, часто в травних вакуолях; або поглинають лише розчинні органічні речовини, всмоктуючи їх всією поверхнею. Автотрофне – виключно за рахунок фотосинтезу.

Одноклітинна водорість – евглена. Має зелені хлоропласти і на світлі живиться завдяки фотосинтезу. Якщо нема світла переходить да поглинання всією поверхнею розчинених речовин і може стати безбарвною.

Амеби та деякі інфузорії – належать до тваринних одноклітинних організмів – поглинають органічні речовини двома способами.

Амеба протей – повільно рухається, є несправжні ніжки, утв травна вакуоля (фагоцитоз – поглинання їжі), є скоротлива вакуоля, ядро і мітохондрії. Розмножується поділом навпіл.

Інфузорія туфелька – є глотка (заглибина), війки, пружний клітинний покрив завдяки якому кл має сталу форму, травна вакуоля (фагоцитоз), скоротливі вакуолі, велике (керує роботою кл) та мале (відповідає за розмноження) ядра. Ділиться поділом клітини навпіл і є статевий процес (злиття двох малих ядер інфузорій – відбувається обмін інформацією ).

Різноманітність найпростіших

Найпростіші	Особливості будови	Життєдіяльність
Амеба протей	Одноклітинний організм з непостійною формою тіла, що пересувається з допомогою псевдоподій. Має відносно великі розміри (0.2 – 0.5 мм). У клітині є скорочувальні вакуолі.	Живе у водоймах із стоячою водою й мулистим дном на поверхні дна. У разі пересихання водойми інцистуєтьси.
Евглена зелена	Одноклітинний організм із постійною формою тіла, що пересувається за допомогою джгутика. Має невеликі розміри (0,05 – 0,06 мм). У клітині є скорочувальні вакуолі. У цитоплазмі є хроматофори, що здійснюють фотосинтез	Живе у водоймах із стоячою водою і мулистим дном в товщі води. У разі пересихання водойми інцистується. Для неї характерний змішаний тип живлення. На світлі вона живиться з допомогою фотосинтезу, а в темряві – гетеротрофно, поглинаючи крізь мембрану клітини розчинені органічні речовини.
Інфузорія туфелька	Одноклітинний організм із постійною формою тіла, схожою на туфельку, що пересувається за допомогою війок. Має середні розміри (0,18 – 0, 31 мм). У клітині є скорочувальні вакуолі, клітинний рот і два ядра (вегетативне й генеративне).	Живе у водоймах із стоячою водою і мулистим дном.
Форамініфери	Одноклітинні організми, що мають захисну черепашку. У клітині немає скорочувальних вакуолею. Черепашка має численні пори й широкий отвір – устя. Пересування й живлення здійснюється за допомогою псевдоподій. У клітинах може бути по кілька ядер.	Живуть у морях і океанах. Типові представники бентосу. Життєвий цикл зазвичай протікає із чергуванням статевого і нестатевого розмноження (після низки поділів особина утворює дрібні статеві клітини, що зливаються попарно).
Радіолярії (променевими)	Одноклітинні організми, що мають внутрішньоклітинний мінеральний скелет складної будови. У клітині немає скоротливих вакуолею. Пересування й живлення відбувається за допомогою тонких псевдоподій.	Живуть у морях і океанах. Типові представники планктонів. У їхній цитоплазмі часто живуть водорості, які є симбіонтами променевиків.
Вольвокс	Колоніальний організм, клітини якого мають постійну форму тіла, що пересувається з допомогою джгутиків. Має відносно великі розміри (до 2мм).У клітинах є скорочувальні вакуолі. У цитоплазмі є хроматофори, що здійснюють фотосинтез.	Живе у водоймах зі стоячою водою й мулистим дном у товщі води.

ВОДОРОСТІ

Водорості – нижчі спорові одноклітинні та багатоклітинні організми, у яких таломна будова тіла, різні фотосинтезуючі пігменти, переважно автотрофне живлення і певна залежність від водного середовища.

Наука яка вивчає водорості – альгологія.

Основні ознаки:

Наявність хлорофілу; фотоавтотрофне живлення;
У багатоклітинних – відсутність чіткої диференціації на органи тіла, яке називається слань або талом;
Відсутність яскраво вираженої провідної системи;
Проживання у водному середовищі або у вологих умовах;
Відсутність тканин.

Систематична група, кількість видів

Особливості життєдіяльності та будови

Представники групи та їхнє біологічне значення

1 2

Відділ Зелені водорості, 20 тис.

Живуть переважно в прісних водоймищах, велика кількість пристосувалася до життя в умовах періодичного зволоження: на ґрунті, корі дерев, парканах, квіткових горщиках тощо. Зелені водорості представлені одноклітинними, колоніальними і багатоклітинними формами, їхнє тіло має вигляд ниток або клітин 1-2 мкм у діаметрі. Трапляються як рухливі форми, так і нерухливі. Живляться автотрофно за рахунок фотосинтезу в хроматофорах, які містять зелений пігмент - хлорофіл. Клітини також містять каротин і ксантофіли. Запасають крохмаль та олію. Розмноження відбувається безстатевим і статевим шляхом. Трапляються епіфіти, паразити й симбіонти.

Одноклітинні: хламідомонада, хлорела - утворюють фітопланктон водоймищ. Багатоклітинні: улот-рикс, спірогіра - збагачують воду киснем й утворюють

основну масу органічних речовин водойм.

Із кладофори і ризокло-ніуму

виготовляють папір.


Відділ Червоні водорості, 4 тис.	Донні морські, дуже рідко у прісних водоймищах, у наземному середовищі (пор-фіридіум). Колір від яскраво-червоного в глибоководних до жовтуватого в тих, що живуть на мілководді. Талом має вигляд кущиків, які складаються з багатоклітинних гіллястих ниток до 2 м завдовжки. Хроматофор - зірчастої форми, містить специфічний набір пігментів: хлорофіли, каротин, ксантофіли і фікобіліни - червоний пігмент фікоціанін і фікоеритрин. Продуктом фотосинтезу є багрянковий крохмаль. Оболонки клітин деяких видів можуть мінералізуватися солями Кальцію і Магнію. Розмножуються безстатевим і статевим шляхом (оогамія). У циклі немає джгутикових стадій. Повністю переважає спорове покоління.	Порфіра, філофора, це-раміум, делесерія, пор-фіридіум. Разом з кораловими поліпами беруть участь в утворенні океанічних островів. З них одержують агар-агар, бром, йод, препарати проти згортання крові. Харчове значення має порфіра.
Відділ Бурі водорості, 1,5 тис.	Переважно мешканці дна морів. Виключно багатоклітинні організми. Розміри - від десятих часток міліметра до десятків метрів. Мають різноманітну за формою слань. У низькоорганізованих видів слань нитчаста (з одного ряду клітин). У високооргані-зованих видів слань нагадує стебло та листки. У хроматофорах, крім хлорофілу, міститься бурий пігмент фукоксантин і оранжеві каротиноїди. Запасні продукти накопичуються у вигляді ламінарину, полісахариду, маніту (цукроспирту) і жирної олії.	Ламінарія (морська капуста), цистозейра, фукус, макроцистіс, дикті-ота. Утворюють на дні морів зарості, для проживання донних тварин. В їжу споживають ла- мінарію,одержують альгінову кислоту, солі калію, йод
Відділ Діатомові водорості, 1,5 тис.	Оселяються у солоних і прісних водоймах, на вологому ґрунті, скелях, корі стовбурів дерев тощо. Одноклітинні або колоніальні організми мікроскопічно малих розмірів. Клітини покриті панцирем із кремнезему, який складається із двох частинок - тек. Більша частина панцира (епітека) покриває меншу (гіпотеку). Крім хлорофілу, клітини містять пігменти фукоксантин і діа-токсантин, що зумовлюють жовте або буре забарвлення. Запасні продукти відкладаються у вигляді жирної олії, а також валю-тину та лейкозину.	Одноклітинні: циклотела, мелозира, ризосоленія, пінулярія, плевросигма, навікула, гомфонема. Колоніальні: табелярія, діатома, фра-гілярія. Є цінним джерелом їжі для багатьох дрібних водних тварин; з відмерлих водоростей утворились потужні відклади гірських порід - діатоміту і трепелу (їх використовують як матеріал для звукової і теплової ізоляції, під час шліфування металів.

Хламідомонада – Хламідомонада - рід одноклітинних рослин із відділу зелені водорості. Даний рід об'єднує понад 500 видів, переважна більшість з яких мешкають у прісних водоймах. Найчастіше це дрібні, добре прогріті, брудні водойми. Деякі форми хламідомонади можуть існувати в грунті, на поверхні снігового покриву, льоду, провокуючи їх цвітіння (наприклад, хламідомонада сніжна). У країнах СНД зустрічається близько 100 видів.

Будова. Типовий представник роду - це одноклітинна водорість частіше видовженої грушоподібної форми, іноді округлої або овальної. До переднього, кілька витягнутого краю клітини прикріплюються два джгутики, завдяки яким клітина здатна пересуватися в товщі води. Водорість покрита відносно міцною пектиновою оболонкою. У цитоплазмі є фоторецептор - світлочутливе вічко. Характерна наявність двох скоротливих вакуолей. Основною функцією їх є видалення надлишку води, яка постійно надходить у клітину з навколишнього простору, з метою регуляції внутрішньоклітинного тиску. Більшу частину клітини займає хроматофор у вигляді чаші. Крім здійснення фотосинтезу, його важлива функція - відкладення запасної органічної речовини - крохмалю.

Харчування. Харчування водоростей даної групи може бути як атотрофне, так і гетеротрофне. Так, в умовах достатньої освітленості в процесі фотосинтезу поглинається сонячна енергія, і синтезуються органічні речовини у клітині водорості. Найбільш сприятливі умови для фотосинтезу хламідомонада знаходить за допомогою вічка, постійно пересуваючись. За нестачі світла водорість здатна всмоктувати розчинені у воді органічні речовини через клітинну оболонку, переходячи на гетеротрофний тип харчування.

Розмноження. Розмноження хламідомонади відбувається статевим і безстатевим способом. Переважає вегетативне розмноження, яке здійснюється діленням на 2-8 так званих зооспор. Статевий процес - частіше ізогамія, рідше оогамія і гетерогамія. Сформована зигота по закінченні періоду спокою і декількох послідовних поділів дає початок 4-32 новим клітинам.

Значення. Хламідомонади, поряд з іншими зеленими водоростями, можуть провокувати «цвітіння» води, іноді снігу. Водорості даного роду використовуються в очисних спорудах, оскільки мають здатність поглинати органічні речовини, розчинені у воді. Хламідомонада є об'єктом дослідження в генетичних і біологічних лабораторіях, завдяки відносній простоті підтримки клітинної культури. Цю водорість також застосовують для визначення токсичності забрудненої води.

Картинки по запросу хламідомонада розмножується

Нестатеве та статеве розмноження улотрикса.

ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ – це період між однаковими фазами розвитку двох чи більшої кількості однакових поколінь под на прості і складні.

У вищих спорових рослин завжди складний життєвий цикл, що пов'язаний з чергуванням нестатевого (спорофіту) та статевого (гаметофіт) поколінь

Гаметофіт – це статеве гаплоїдне покоління, яке має органи статевого розмноження – гаметангії та утворює статеві клітини – гамети. Гаметангії бувають двох видів – архегонії та антеридії. Архегоній – жіночий статевий орган у вищих спорових рослин, в якому розміщена яйцеклітина. Антеридій – чоловічий орган статевого розмноження, у якому утворюються сперматозоони.

Спорофіт – диплоїдне нестатеве покоління рослин, яке має органи нестатевого розмноження – спорангії, в яких внаслідок мейотичного поділу утворюються гаплоїдні спори. Спора – це особлива округла клітина для нестатевого розмноження та розселення рослин. Спори мають одну чи дві оболонки для захисту від несприятливих умов, хлоропласти, ядро, запас поживних речовин. За сприятлих умов спори проростають і дають початок нестатевому поколінню.

РОСЛИННА КЛІТИНА – основна структурна й функціональна одиниця будови рослинного організму, особливості якої визначають фотоавтотрофним живленням й прикріпленим способом життя організмів.

ТКАНИНИ РОСЛИН – це сукупність клітин, подібних за будовою і об’єднаних спільністю походження та фізіологічних функцій.

Твірні тканини – меристема – утворені живими щільно зімкнутими клітинами з тонкою оболонкою, великим ядром і густою цитоплазмою. Здатні до швидкого поділу клітин. Розташовується у зонах росту і зберігаються упродовж усього життя рослини. Різновиди: верхівкова, бічна меристема.

Покривні тканини – утворені щільно зімкнутими живими або мертвими клітинами з кутикулою. Властива багатофункціональність. Розташовані на межі з довкіллям і закономірно змінюють одна одну під час вікових змін. Різновиди: шкірка (епідерма), корок. Захист від несприятливих впливів, транспорт речовин.

Основні тканини (паренхіма) – утворені живими паренхімними клітинами і міжклітинниками. Незначна спеціалізація, можуть набувати здатності до поділу. В ділянках між тканинами, утворюють основну масу органів. Різновиди: фотосинтезуюча, запаслива (в тому числі ендосперм), водоносна. Здійснюють фотосинтез, газообмін, транспірацію, запасання.

Провідні тканини – з видовжених живих або мертвих клітин. В стінках більшості клітин є пори і перфорації, які забезпечують течію речовин. В стеблах, коренях, листках вищих судинних рослин. Різновиди: ксилема (із судин), флоема (із ситоподібних трубок). Здійснюють висхідний та низхідний транспорт речовин.

Механічна тканина – складаються з товстостінних клітин з міцною і пружною оболонкою. Стінки клітин можуть дерев’яніти, просякатись лігніном і сполуками Са. Розташовуються поодинокими клітинами, цілими групами або комплексами. Різновиди: коленхіма, склеренхімі. Забезпечують рослині міцність.

ОРГАН РОСЛИН – відокремлена сукупність різних типів клітин і тканин, яка в організмі має певне розташування, будову та виконує одну чи декілька функцій. Є вегетативні (корінь, пагін) і репродуктивні (спорангії, гаметангії, квітка, насіння, плід) органи.

КОРІНЬ – це осьовий вегетативний орган вищих рослин, для якого характерний необмежений періодичний верхівковий та бічний ріст, позитивний геотропізм, радіальна симетрія, здатність до галуження та відсутність листків.

Функції: механічна (закріплення рослин у субстраті), транспортна (поглинання і транспорт води та розчинених мінеральних речовин); запаслива (відкладання поживних речовин у коренеплодах та кореневих бульбах); дихальна; опорна; розмножувальна; симбіотична; синтезувальна; видільна (виділяють вуглекислий газ, секрети).

Види коренів:

Головний корінь – завжди один і розвивається із зародкового корінця.
Бічні корені – розвиваються від головного і додаткових.
Додаткові корені – розвиваються від стебла або листків, але не на коренях.

Коренева система – сукупність усіх коренів рослини. Розрізняють 3 типи:

Стрижнева коренева система – система з добре розвиненим головним коренем, від якого відходять бічні. Утворюються із зародкового корінця і галузиться за рахунок бічних коренів.
Мичкувата – система додаткових коренів, які ростуть від основи стебла. Формує систему вузол кущіння, з якого розвиваються додаткові пагони і корені. Галуження система відбувається також за рахунок бічних коренів.
Змішана – можна виділити добре розвинений головний корінь з бічними та численні додаткові корені на нижній частині стебла.

ЗОНИ КОРЕНЯ ТА ЙОГО ФУНКЦІЇ

Кореневий чохлик утв з кількох шарів живих клітин, які утворюються верхівковою меристемою. Захищає верхівку кореня від пошкодження, сприймає силу земного тяжіння і визначає напрямок росту, виділяє слиз для полегшення просування кореня у грунті.
Зона поділу клітин – 1-3 мм – утв живими клітинами верхівкової твірної тканини. Завдяки здатності клітин до швидкого поділу ця зона забезпечує ріст кореня в довжину і дає початок іншим тканинам.
Зона розтягування клітин – 2-5 мм – скл з живих витягнутих клітин, які набули постійної форми і розмірів. Разом із зоною поділу утв зону росту кореня. В цій зоні відбувається диференціація клітин та тканини, формуються ризодерми, первинна кора та центральний циліндр кореня.
Всисна зона – зона кореневих волосків – 5-20 мм – вкрита кореневими волосками. Кореневі волоски – це вирости клітин покривної тканини кореня, які всмоктують воду з розчиненими мінеральними солями. Довжини волосків декілька міліметрів. Живуть 10-20 днів, потім відмирають і злущуються. Утв нові, але вже на новій молодшій частині кореня. З ростом кореня вглиб переміщується і зона кореневих волосків. Таким чином зона кореневих волосків забезпечує всмоктування розчинених мінеральних речовин та закріплення верхівки кореня в грунті.
Провідна зона – зона бічних коренців – це найбільша частина кореня, яка має провідні клітини. Провідна зона здійснює проведення речовин до надземних органів та утворення бічних коренів.

ВНУТРІШНЯ БУДОВА КОРЕНЯ.

Кора кореня – має шкірку й первинну кору. Шкіра (ризодерма, епіблема) – первинна покривна тканина, клітини якої утв кореневі волоски. Первинна кора – це шар кори з 3 прошарків: ектодерма, мезодерми, ендодерми. Екзодерма – шар, скл з паренхімних клітин, які виконують захисну функцію і здатні пропускати воду й солі від кореневих волосків до центрального циліндра. Мезодерма – місце запасання поживних речовин. Ендодерма – один ряд мертвих клітин, між якими розташовані живі тонкостінні пропускні

Клітини, які забезпечують радіальний транспорт води та мінеральних сполук до судин.

Центральний циліндр – утв перициклом, провідними тканинами й паренхімою. Перицикл – твірна тканина, що утв зовнішній шар центрального циліндра і дає початок паренхімі кореня, камбію і бічними коренями. Ксилема – провідна тканина, що складається з судин, якими переміщується вода й мінеральні солі. Флоема – провідна тканина, що складається з ситоподібних трубок, якими переміщується органічні речовини. Паранхіма – основна запасаюча тканина, у клітинах якої відкладаються про запас поживні речовини.

У більшості рослин первинна будова зберігається недовго і переходить у вторинну будову. Така перебудова пов’язана з утворенням у центральному циліндрі кореня вторинної твірної тканини – камбію.

ВИДОЗМІНИ КОРЯНЯ

Коренеплоди – для відкладання поживних речовин, утв з головного кореня.

Бульбокорені – для відкладання поживних речовин в бічних та додаткових коренях.

Повітряні корені – вбирають воду з повітря.

Дихальні корені – пневматофори – забезпечують дихання у болотних рослин.

Опорні корені – є додатковими за походженням, утримують крону рослини, закладаються на горизонтальних гілках, ростуть униз й вкорінюються.

Корені-присоски – гаусторії – у паразитичних рослин.

Корені-причіпки – закріплюють рослину, є додатковими за походженням.

Мінеральне живлення – це процес поглинання та засвоєння з грунту хімічних елементів, необхідних для життєдіяльності органічного організму.

ПАГІН – вегетативний орган вищих рослин, який внаслідок галуження утворює надземну систему і забезпечує життя рослин у повітряному середовищі, володіє верхівковим та бічним ростом і має стебло, листки і бруньки.

Стебло є віссю пагона і здійснює пересування речовин стеблом та зв’язок між частинами стебла. Стело утримує на собі листки, основними функція яких є фотосинтез, транспірація та газообмін. Завдяки брунькам пагін галузиться й утворює систему пагонів, збільшує площу живлення рослин. Основні частини пагона: вузол (ділянка стебла, де прикріплюється листок чи листки); листкова пазуха (кут між листком і стеблом); міжвузля (ділянка між двома сусідніми вузлами).

Типи пагонів за напрямком росту: прямостоячі, висхідні, чіпкі, виткі, повзучі, сланкі тощо.

За походженням: головний (розвивається із зародкового пагона насінини); бічні (утворюються на головному).

БРУНЬКА – це зачатковий пагін з дуже вкороченими міжвузлями, що забезпечує його верхівкове наростання та галуження.

Види бруньок:

Вегетативна – ріст стебла вгору;
Вегетативно-генеративна – резерв вегетативного розмноження;
Генеративна, або квіткова – містить зародок квітів або суцвіть.

Брунька складається з конуса наростання, покривних лусок, зачаткових квіток та зачаткових листків.

Сплячі бруньки – бруньки, які тривалий час можуть перебувати у стані спокою, але при пошкодженні рослини дають початок новим пагонам.

Галуження – це утворення пагонів з пазушних бруньок, які розташовуються на головному стеблі. Завдяки галуженню збільшується фотосинтезуюча поверхня.

Крона – сукупність усіх надземних пагонів, розміщених вище від початку розгалуження стовбура.

Типи галуження:

Дихотомічне – з верхівкової бруньки виростають дві гілки;
Моноподіальне – верхівкова брунька протягом всього життя продовжує ріст головного стебла;
Симподіальне – верхівкова брунька не розвивається і ріст пагона за рахунок найближчої до неї бічної бруньки.

Видозміни пагона:

Вуса – видовжені тонкі пагони, що вкорінюються у вузлах і з бічних бруньок дають початок новим рослинам, здійснюючи таким чином вегетативне розмноження;
Вусики – видовжені тонкі пагони, які утворюються в листкових пазухах та здійснюють прикріплення рослин до предметів;
Колючки – вкорочені пагони, функції яких пов’язані зі зменшенням випаровування води та захистом від поїдання;
Надземні стеблові бульби – потовщення головного або бічних стебел, у яких запасаються речовини і на яких розміщені листки.

Основні підземні видозміни пагонів:

Кореневище – це багаторічні видозміни пагона, у яких накопичуються поживні речовини по всій ділянці стебла; на кореневищі немає кореневого чохлика і кореневих волосків, обов’язково є зачаткові листки у вигляді невеликих лусочок, з вузлів утворюються додаткові корені;
Підземні бульби – накопичуються поживні речовини в ділянці одного або декількох міжвузль стебла;
Цибулина – це підземні укорочені видозміни пагона, які накопичують поживні речовини у внутрішніх листках;
Бульбоцибулини – накопичують поживні речовини в розширеній серцевинній частині стебла та здійснюють вегетативне розмноження.

СТЕБЛО – осьовий вегетативний орган вищих рослин, що утворюється із зародкового стебельця, складається з вузлів й міжвузль, володіє верхівковим необмеженим ростом, позитивним геліотропізмом, радіальною симетрією і несе листки та бруньки.

Функції:

Транспортна – забезпечує висхідну та низхідну течії речовин;
Інтагративна – стебло поєднує листки, бруньки, квіти в єдине ціле;
Фотосинтезуюча;
Запасаюча;
Захисна;
Розмножувальна;
Опрна.

За твердістю: дерев’янисті і трав’янисті.

Внутрішня будова стебла. Основними відмінностями стебла деревинної рослини від стебла трав’янистої є:

Відсутність поділу центрального циліндра на пучки;
Періодичність роботи камбію, що призводить до утворення річних кілець;
Утворення вторинних покривних тканин;
Поступове відмирання елементів флоеми ззовні;
Здатність до невизначено тривалого потовщення;
Основна маса стовбура і гілок утворена ксилемою.

Зовнішнім шаром стебла є кора., яка утворена покривною, основною і провідною тканиною. Зовні кора вкрита шаром живих клітин – шкіркою і декількома шарами мертвих клітин, які утворюють корок. Шкірка й корок захищають живі клітини стебла від впливу несприятливих умов і здійснюють зв’язок рослини із зовнішнім середовищем. У корковому шарі є спеціальні отвори – сочевички, через які проходять повітря для дихання живих клітин, розташованих всередині стебла. Під корком містяться клітини основної первинної кори. До складу кори входить луб. Між корою і деревиною розміщується камбій. Деревина розташована всередину від камбію. Вона складається із судин, якими рухаються вода і солі, та механічних волокон, які забезпечують міцність. В деревині є серцевинні промені, які сполучають серцевину з лубом і забезпечують горизонтальне переміщення органічних сполук. У центрі зрізу розташовані клітини основної тканини, в яких відкладаються про запас поживні речовини. Це серцевина. Періодична робота камбію у рослин помірного поясу зумовлює формування в деревині річних кілець. В кожному кільці розрізняють пухку ранню і більш щільну пізню деревину. Товщина кілець – приріст деревини – залежить від живлення, тепла, вологості та ін.

ЛИСТОК – це бічний вегетативний орган вищих рослин, яких характеризується обмеженим ростом, має двобічну симетрію і плоску форму та здійснює фотосинтез, дихання, випаровування води. Додаткові функції: запасання поживних речовин, видалення продуктів обміну внаслідок листопаду, вегетативне розмноження, захист рослини від поїдання і несприятливих впливів середовища тощо.

Морфологічна будова листка: пластинка, черешок та основа. Судинно-волокнисті пучки – це жилки, які складаються із провідних та механічних тканин.

Внутрішня будова листка.

Верхня шкірка – епідерма – один шар клітин, який досить часто вкритий кутикулою, має волоски і виконує захисну функцію.

Продихи – утвори із парних бобоподібних живих клітин з нерівномірно потовщеними стінками і щілиною, які забезпечують газообмін і транспірацію.

Стовпчаста паренхіма – асиміляційна тканина, клітини якої мають видовжену форму і яка пристосована до виконання функції фотосинтезу.

Губчаста паренхіма – тканина з великими міжклітинниками, яка може виконувати функції фотосинтезу, транспірації, газообміну.

Флоема – сукупність ситовидних трубок в складі жилки, які проводять від листка до стебла органічні речовини.

Ксилема – судині в складі жилки, які проводять до листка неорганічні речовини.

Залежно від зовнішньої будови поділяються : прості та складні.

Жилкування – це розташування жилок в листковій пластинці – просте (одна жилка), вильчасте (галузяться вилчасто), сітчасте (від головної відгалужуються бічні), дугове (однакові нерозгалужені жилки утв дуги), паралельне (однакові нерозгалужені жилки розташовуються вздовж листки паралельно).

Листкорозміщення – це розташування листків на стеблі у певному порядку, що дозволяє рослині вловлювати максимальну кількість світла. Види: почергове (спіральне), супротивне, кільчасте.

Листкова мозаїка – певне розташування листків, за якого жоден листок не затіняє інший.

Видозміни листків. Метеморфози – видозміни вегетативних органів рослини, що виникають у процесі еволюції внаслідок пристосування їх до виконання інших функцій. Основні видозміни: колючки, вусики, частини квітки, м’ясисті листки, ловильні пастки, сухі лиски.

Листопад - масове опадання листків на холодний або жаркий період року.

ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН – сукупність процесів, які здійснюють поглинання і засвоєння рослинами речовин, необхідних для підтримання їхньої життєдіяльності.

Фотоавтотрофне живлення – надходження в організм неорганічних речовин, необхідних для синтезу власних органічних речовин.

Кисневий фотосинтез – утворення органічних речовин із неорганічних з використанням енергії світла й виділенням кисню.

Повітряне живлення – це процес поглинання та засвоєння з повітря СО₂.

Мінеральне живлення – це процес поглинання та засвоєння з грунту води та хімічних елементів, необхідних для життєдіяльності.

Фотовтотрофний тип обміну речовин – це обмін, що характеризується надходженням неорганічних речовин, які є джерелом Карбону, Гідрогену й Нітрогену, використанням сонячної енергії, переважанням в клітинах анаболічних реакцій, первинним синтезом власних органічних речовин та повторним використанням кінцевих продуктів обміну.

ФОТОСИНТЕЗ – утворення в хлоропластах органічних речовин із неорганічних за допомогою енергії світла. У рослин фотосинтез відбувається у дві стадії.

Світлова фаза – процеси, що забезпечують утворення О₂, атомарного водню та АТФ за рахунок світлової енергії. Відбувається на внутрішніх мембранах хлоропластів (тилакоїдів). Основними процесами світлової стадії є фотоліз води, відновлення НАДФ та фотофосфорилювання.

Темнова фаза – сукупність процесів, які забезпечують відновлення СО₂ до глюкози завдяки енергії АТФ та за рахунок водню від НАДФ.

Необхідними умовами фотосинтезу є наявність хлорофілу, дія світла, надходження води і вуглекислого газу.

ДИХАННЯ РОСЛИН – сукупність процесів, які здійснюють надходження кисню для окиснення органічних речовин і отримання енергії для життєдіяльності та видалення вуглекислого газу.

Етапи дихання рослин:

Зовнішнє дихання – газообмін – сукупність процесів, які забезпечують обмін кисню і вуглекислого газу між організмом рослини і середовищем.
Внутрішнє дихання – внутрішньоклітинне дихання – сукупність біохімічних процесів розщеплення за участю клітинних ферментів, які супроводжуються виділенням енергії.

Транспірація – складний фізіологічний процес випаровування води рослиною в атмосферу.

Транспорт речовин у рослин – це процес переміщення неорганічних та органічних речовин до всіх клітин рослинного організму.

Низхідна течія речовин – переважно органічні речовини (сахароза, амінокислоти) – від листків до коренів та місць запасання – флоема (ситоподібні трубки і клітини-супутниці).

Висхідна течія речовин – переважно неорганічні речовини (вода, мінеральні сполуки) – від коренів до листків – ксилема (судини й трахеїди).

РІСТ РОСЛИН – це сукупність кількісних змін, які призводять до збільшення розмірів0 об’єму та маси новоутворених клітин, органів або цілого організму. Рослини, на відміну від багатьох тварин, росте все життя. У рослин виділяють обмежений та необмежений типи росту.

РОЗВИТОК РОСЛИНИ – це сукупність якісних змін , які визначаються спадковою інформацією генотипу організму та впливом умов довкілля. Розвиток рослинного організму може починатися із спори, зиготи, вегетативного зачатка, клітини яких мають гаплоїдний або диплоїдний набір хромосом, що є носіями спадкової інформації. Характерною особливістю є чергування нестатевого (спорофіт) та статевого (гаметофіт) поколінь. У вищих рослин розвиток поділяють на зародковий і післязародковий.

РУХИ РОСЛИН – процес зміни положення в просторі всієї рослини або окремих її частин.

Ростові рухи – це активні рухи рослин, пов’язані з процесами росту.

Тропізми – ростові рухи у напрямку, який визначається однобічним впливом певного чинника середовища. Є результатом більш швидкого росту розтягуванням на одному боці пагона, кореня чи листка. Завдяки тропізмам рослина займає в просторі найсприятливіше положення й уникає всього небезпечного для її життя.

Геотропізми – реакція на силу тяжіння – ріст коренів рослин.

Фототропізми – реакція на одностороннє освітлення – ріст пагонів.

Хемотропізм – реакції на односторонній вплив хімічних речовин – ріст пилкової трубки, коренів рослин.

Геліотропізм – реакція на Сонце – рух кошиків соняшнику в бік Сонця.

Тигмотропізм – реакція на контакт з твердим предметом – ревкція вусиків гороху, винограду на опору.

Настії – неспрямовані ростові рухи, які зумовлені будовою органа і спричинені загальною дифузною зміною відповідного чинника. Зумовлені нерівномірним ростом нижньої та верхньої частини двобічносиметричних органів. Завдяки настіям відбувається діяльність продихів, запилення, захист, тичинок і маточок від несприятливих умов тощо.

Ніктинастії – рухи на періодичну зміну світла і темряви – квіти латаття білого на ніч закриваються, а вранці розкриваються, а у матіоли навпаки.

Фотонастії – рухи, спричинені лише зміною освітленості – квіти кульбаб розкриваються лише за ясної погоди.

Термонастії – рухи на зміну температури – розкривання квіток тюльпанів на зміни холоду й тепла.

Сейсмонастії – реакція у відповідь на дотик – складання листочків у мімози соромливої, квасениць у відповідь на механічні впливи.

Хемонастії – рухи на зміну концентрації хімічних речовин – рухи листків венериної мухоловки, росички круглолистої на тваринні білки.

Тургорні рухи – це активні рухи рослин, які зумовлені зміною тиску всередині певних груп клітин, внаслідок чого змінюються їхні розміри.

Гігроскопічні рухи – рухи, які викликає зволоження або висихання потовщених і непотовщених клітинних оболонок або здерев’янілих і нездерев’янілих тканин.

Виділення рослин – це процес виведення з організму продуктів обміну речовин, надлишку води, солей, біологічно активних речовин, чужорідних чи токсичних сполук, які формуються в процесі життєдіяльності рослинного організму.

Травні залозки – виділення ферментів у комахоїдних рослин.

Залозисті волоски – виведення газоподібних, рідких і твердих речовин.

Сольові залози – видалення надлишку йонів різних солей.

Нектарники – виділення нектару для приваблювання комах

Гідатоди – виділення води з внутрішніх тканин листка.

Осмофори – продукують ефірні олії, які зумовлюють запах квітки.

Молочники – для видалення кінцевих продуктів обміну.

Сховища – накопичення й зберігання кінцевих продуктів обміну.

Видільні ходи – для виведення назовні смол, камедей.

Рослини можуть виділяти антибіотики для пригнічення мікрофлори, фітонциди для захисту від мікроорганізмів, коліни для негативного впливу на ріст і розвиток вищих рослин, маразміни – речовини, які викликають в’янення у вищих рослин.

РЕГУЛЯРНІ ЖИТТЄВІ ФУНКЦІЇ РОСЛИН – сукупність процесів, які забезпечують у рослинному організмі підтримування і відновлювання відносної сталості складу та перебігу процесів життєдіяльності відповідно до його потреб та змін навколишнього середовища.

Фітогормони – хімічні речовини, що виробляються в рослинах і регулюють їхній ріст та розвиток.

КВІТКА – це генеративний орган покритонасінних рослин, що є видозміненим нерозгалуженим і обмеженим у рості пагоном та забезпечує статеве розмноження. Розвиваються квітки як на верхівці стебла, так і в пазухах листків, але з генеративних бруньок.

Функціями квітками є:

Утворення чоловічого (пилкове зерно) і жіночого (зародковий мішок) гаметофітів.
Утворення гамет (сперміїв і яйцеклітин).
Запліднення.
Формування насіння і плодів.

Будова квітки:

Квітконіжка – видозмінене стебло пагона, на якому розташована квітка; квітка без квітконіжок наз сидячою (соняшник, подорожник).
Квітколоже – видозмінене вкорочене стебло пагона, на якому розташовані усі частини квітки. За формою буває плоске, опукле, витягнуте, вгнуте.
Чашолистки – видозмінені листки переважно зеленого кольору, які виконують функцію захисту внутрішніх частин квітки до розкривання бутона.
Чашечка – нижня частина квітки з чашолистків для захисту внутрішніх частин квітки від дії несприятливих умов. Може бути роздільнолистою і зрослолистою.
Пелюстки – видозмінені білі або забарвлені листки, які сприяють запиленню; пелюстки квітки утворюють вільно- або зрослопелюстковий віночок.
Віночок – сукупність яскраво забарвлених пелюсток квітки, основною функцією якого є приваблювання комах для запилення. Може бути роздільнопелюстковим і зрослопелюстковим.
Оцвітина – сукупність видозмінених листочків у квітці, які оточують тичинки й маточки. Проста оцвітина – оцвітина, яка має або лише чашечку, або лише віночок. Може бути чашечкоподібною і віночкоподібною. Подвійна оцвітина – оцвітина, яка має і чашечку і віночок. Квітки можуть бути взагалі без оцвітини – їх називають голими.
Тичинки – видозмінені листки, в яких утворюються пилкові зерна; складаються тичинки з пиляка і тичинкової нитки.
Андроцей – сукупність всіх тичинок у квітці.
Маточки – видозмінені листки, в яких утворюються насінні зачатки; складаються маточки із зав’язі, стовпчика і приймочки.
Гінецей – сукупність плодолистків, краї яких зростаються і утворюють маточку. Гінецей, що складається з однієї маточки, називається простим. Якщо в квітці декілька маточок, то гінецей називається складним.

СУЦВІТТЯ - сукупність квіток, розташованих на загальній осі.

ЗАПИЛЕННЯ – це процес перенесення пилкових зерен до частин рослини, в яких розміщені насінні зачатки з яйцеклітинами. Види запилення:

Самозапилення
Перехресне запилення – ентомофілія – запилення комахами; анемофілія – вітром; гідрофілія – водою; орнітофілія – птахами.

ЗАПЛІДНЕННЯ – це процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин з утворенням зиготи.

Подвійне запліднення – це процес злиття двох сперміїв з двома різними клітинами: один спермій зливається з яйцеклітиною, а інший – із центральною клітиною. Із зав’язі формується плід; із насінного зачатка – насінина; із покривів зачатка – насінна шкірка; із зиготи – зародок; із триплоїдної клітини – запас поживних речовин.

НАСІНИНА – генеративний орган вищих насінних рослин, що містить зародок й запас поживних речовин та утворився в результаті запліднення із насінного зачатка.

Функції орган містить зародок і достатній запас поживних речових для проростання зародка за сприятливих умов і його перетворення на молоду рослину.

Будова насінини: насіннєва шкірка (захисна функція), зародок насінини утворений сім’ядолями, зародковою брунечкою, зародковим стебельцем і зародковим корінцем. У багатьох рослин у насінні є запаслива тканина – ендосперм (є рослини у яких він відсутній).

ПЛІД – генеративний орган покритонасінних рослин, який утворюється після подвійного запліднення із зав’язі маточки і здійснює захист насіння від несприятливих впливів, поширення насіння та забезпечує проросток поживними речовинами на початковій стадії життя.

Функції:

Захист насіння від несприятливих впливів
Поширення насіння
Забезпечення поживними речовинами початкові стадії життя проростка.

Будова плоду:

Оплодень – перикарпій – утвір плоду, що розвивається із стінок зав’язі.

Зовнішній шар оплодня – екзокарпій – утворюється із верхньої шкірки зав’язі, зазвичай він тонкий і зазнає незначних змін.

Середній шар оплодня – мезокарпій – можуть дерев’яніти і ставати твердими, а у соковитих плодів – соковитий та м’ясистий.

Внутрішній шар оплодня – ендокарпій – може стати плівчастим, шкірястим або видозмінюватися на кісточку і виконує захисну функцію. Квітконіжка перетворюється у плодоніжку.

Поширення плодів:

Автохорія – самопоширення – сила пружності стебла, плодоніжки, тиск рідини всередині плоду.
Анемохорія – поширення вітром – пластинчасті крилоподібні відростки, волоски, дрібні розміри.
Гідрохорія – поширення водою – наявність утворів, які забезпечують плавучість.
Зоохорія – поширення тваринами – соковитий оплодень, липке насіння, колючки, гачечки, поживні речовини.
Мірмекохорія – поширення мурахами – наявність їстівних придатків.

ВИЩІ РОСЛИНИ – Ембріофіти – це багатоклітинні рослини, які мають тканини, органи та цикл відтворення з чергуванням поколінь. Це група зелених рослин, пристосована до життя на суходолі. Належать: Мохоподібні та Судинні рослини (групи Судинні спорові та Насіннєві).

МОХОПОДІБНІ – вищі спорові «безсудинні рослини», у яких в життєвому циклі переважає гаметофіт. Наука – бріологія. Це невисокі трав’янисті рослини, які є найбільш примітивними з вищих рослин. Відсутність флоеми та ксилеми, наявність ризоїдів, сланева будова тіла. У них притаманні покривні та основні тканини, стебло, листки. Це переважно багаторічні, рідше однорічні, трави. Сланцева або листкостеблова будова тіла. Будова гаметофіту (на прикладі зозулиного льону): стебло пряме, нерозгалужене; листки дрібні, зелені (філоїди); коренів немає, ризоїди на нижній частині стебла; архегонії та антеридії на верхівках різних рослин або на одній. Спорофіт називається спорогоном. Нестатеве покоління формується на верхівці гаметофіта, від якої отримує поживні речовини. Запліднення відбувається тільки за участі води. Розмноження відбувається чергування поколінь. Після проростання спори утворюється нитчастий передросток (протонема), на якому розвивається дорослий гаметофіт. Дуже добре розвинене вегетативне розмноження: частинами тіла; спеціалізованими утворами – вивідковими тільцями.

Представники – Маршанція мінлива, Політрих звичайний, Сфагнум, тощо.

СУДИННІ РОСЛИНИ – Судинні спорові та Насіннєві – характерне вдосконалення спорофіту при одночасному спрощенні гаметофіту. З’являються провідні тканини. Транспорт речовин відбувається в ксилемі (висхідна течія неорганічних речовин) й флоемі (низхідна течія органічних речовин).

СУДИННІ СПОРОВІ РОСЛИНИ – це судинні рослини, які розмножуються та розселяються за допомогою спор. Поширені на вологій місцевості. Належать Плауни, Хвощі і Папороті.

ПЛАУНИ – це вищі судинні спорові рослини, у яких в життєвому циклі домінує спорофіт, який має справжні корені, стебла та листки (з провідними тканинами). Це багаторічні вічнозелені трав’янисті рослини з прямостоячими чи повзучими стеблами. Тіло має вегетативні (корені, стебла та листки) та репродуктивні (антеридії, архегонії та спорангії) органи. Стебло довге, дихотомічно розгалужене, повзуче чи прямостояче; одношарова епідерма з продихами, камбій відсутній. Листки – лінійні, дрібні, зелені, розташовані спірально, є виростами стебла мають продихи і одну жилку. Корені додаткові, розвинені слабо. Спорангії зібрані в спороносні колоски – стробіли. Спори – однакові або різні, тому є рівноспорові та різноспорові види. Гаметофіт одно- або двостатевий, невеликий, сланевий, має ризоїди. Розмноження – нестатевого і статевого поколінь, вегетативне – частинами повзучого стебла. Є рід Плаун і Плаунок. Представники – плаун булавоподібний, плаунок плауноподібний, баранець звичайний.

ХВОЩІ – це вищі спорові судинні рослини, найхарактернішою особливістю яких є розчленування тіла на вузли і міжвузля. Це багаторічні трав’янисті рослини з добре розвиненим розгалуженим підземним стеблом – кореневищем, від якого відходять надземні прямостоячі пагони. Тіло має вегетативні (корені, стебла і листки) і репродуктивні (антеридії, архегонії та спорангії) органи. Домінуючим у розмноженні є нестатевий спорфіт. Будова домінуючого покоління: стебла ребристі, членисті, з вузлами і міжвузлями, дуже міцні, камбій відсутній; листки дрібні нерозвинуті, лускуваті, розташовані кільцями, бідні на хлорофіл; корені додаткові, відходять від кореневища; спорангії розміщуються на верхівці стебла і зібрані в стробіли; спори однакові за розмірами з виростами – елатерами. Будова підлеглого покоління – гаметофіти – це недовговічні пластинчасті хлорофілоносні утвори; одностатеві (чоловічий, жіночий) і розвиваються з однакових спор. Запліднення – у воді. Представники: хвощ польовий, хвощ лісовий.

ПАПОРОТІ – це вищі спорові судинні рослини, найхарактернішими особливостями яких є вайї та соруси. Це багаторічні трав’янисті рослини, є й деревовидні форми (цисконія, ціатеї); серед трав’янистих тропічних папоротей поширені епіфіти. Тіло має вегетативні (корені, стебла та вайї) та репродуктивні (антеридії, архегонії, спорангії) органи. Домінуюче покоління – спорфіт. Будова домінуючого покоління: стебло підземне (кореневище), вкрите одношаровою епідермою, камбій відсутній; листки у вигляді листкоподібних пагонів, які називаються вайї, об’єднують дві функції: спороношення та фотосинтезу; ростуть верхівкою, майже у всіх папоротей молоді листки скручені в спіраль; спорангії зібрані в соруси з нижнього боку листків, прикриті кришечкою-індузієм; спори різні або однакові. Будова гаметофіту – двостатевий серцевидний хлорофілоносний утвір з ризоїдами. Запліднення у воді. Представники – щитник чоловічий, орляк звичайний, страусове перо звичайне, листовик сколопендровий, сальвінія плаваюча.

НАСІННЄВІ РОСЛИНИ – це вищі судинні рослини, які розмножуються за допомогою насіння. Належать – Голонасінні та Покритонасінні (Саговники, Хвойні, Гінкгові, Гнетові, Квіткові).

ГОЛОНАСІННІ – це вищі насіннєві рослини, у яких насінні зачатки і насіння лежать відкрито на плодолистках. Це переважно дерева, рідше кущі, трав’янистих форм немає. У них є насінний зачаток і насінина; запліднення відбувається без води; ріст стебла в товщину за рахунок деревини; з’являється головний корінь і стрижнева коренева система. У голонасінних, які є виключно різноспоровими рослинами, гаметофіти розвиваються і живуть на спорофіті. Чоловічий гаметофіт представлений пилковим зерном, який розвивається всередині пилкових мішків. Жіночий гаметофівт – це ендосперм з архегоніями, який розвивається всередині насіннєвого зачатка. Запилення, під час якого пилкові зерна потрапляють до насінного зачатка, відбувається за допомогою вітру. Після надходження сперміїв через пилкову трубку до яйцеклітини відбувається одинарне запліднення: один спермій зливається з яйцеклітиною, а інший гине. Від часу потрапляння пилку на насінний зачаток і до злиття гамет минає не менше півроку, що є несприятливим для розмноження явищем. Розмножуються лише насінням і дуже рідко вегетативно. До голонасінних належать Саговники, Гнетові, Гінкгові та Хвойні (мають хвою та шишку).

Хвойні – це вічнозелені дерева та кущі. Деревина складається з великих трубочок – трахеїд. Переміщення неорганічних речовин відбувається через пори в стінках. Стовбур – деревина із смоляними ходами, які заповнені густою рідиною – живицею. Притаманний верхівковий ріст – на гілках і стовбурах розміщуються кільці – щороку утв нове кільце. Коренева система – стрижнева і часто вступає у співжиття з грибами. Розмножуються насінням, яке утв у шишках. Вони є вітрозапильними. Органом статевого розмноження та утворення насіння у хвойних, є шишка. Є чоловічі та жіночі шишки, які розміщені на одній рослині. Насінні зачатки із яйцеклітинами формуються в жіночих шишках. Чоловічі шишки формують пилкові зерна зі сперміями. Після вітрозапилення насіннєві луски жіночих шишок закриваються і пилкове зерно проростає пилковою трубкою. Вона росте дуже повільно. Запліднення одинарне, лише один із сперміїв зливається з яйцеклітиною. Із зиготи виростає зародок насінини, із покривів насінного зачатка – насінні шкірка, а в клітинах ендосперму накопичується запас поживних речовин. Так формується насінина. У дозрілої шишки луски відхиляються, насіння завдяки крильцям поширюється вітром.

ПОКРИТОНАСІННІ - Квіткові – це насіннєві рослини, у яких насінні зачатки містяться закрито в зав’язі квітки. Це вищі насінні рослини, у яких спостерігається ускладнення провідних тканин та ускладнення вегетативних органів; поява квітки, яка є органом статевого розмноження; захищеність насіннєвих зачатків стінками зав’язі квітки; поява плоду, в якому насінина вкривається і захищається оплоднем; подвійне запліднення, яке забезпечує утворення зародка і запасу поживних речовин. Їхнє тіло складається з багатьох розвинених тканин, але особливо досконалими є провідні – ксилема та флоема. Ксилема побудована із судин – трахеїд, а флоема – із ситоподібних трубок та клітин-супутниць. Квітка пристосована для запилення та подвійного запліднення – утв насінина і плід. Із насінного зачатка утв насінина, а зі стінок зав’язі – оплодень. Насінина разом із оплоднем утв плід, який є лише у квіткових.

Стебла різноманітні, мають видозміни – вусики, колючки, вуси, кореневище, бульба. Листки різноманітні, мають видозміни – колючки, вусики, плівки, ловильні утвори тощо. Корені різноманітні, мають видозміни – коренеплоди, кореневі бульби, пневматофори, кореневі причіпки тощо. Насіння утв в квітці з насінних зачатків; має сформований зародок із запасом поживних речовин; вкрита оплоднем. Чоловічий гаметофіт представлений пилковим зерном, яке розвивається в пиляках тичинок. Жіночий гаметофіт – це зародковий мішок всередині насінного зачатка, який знаходиться в зав’язі маточки. Запліднення – внутрішнє, подвійне, без води, самозапилення й перехресне. Від запилення до запліднення триває кілька годин. Розмножуються насінням і досить часто вегетативно. Є два класи: Дводольні та Однодольні.

Порівняльна характеристика дводольних та однодольних

Ознаки	Дводольні	Однодольні
Життєва форма	Є всі відомі життєві форми	Переважно трави
Коренева система	Наявна стрижнева коренева система, у якій корені здатні до потовщення	Мають мичкувату кореневу систему, у якій корені не здатні до потовщення
Стебло	Стебло може бути трав’янисте або дерев’янисте із камбієм	Стебло трав’янисте, не здатне до потовщення
Листки	Прості або складні листки з сітчастим жилкуванням	Листки прості, з паралельним або дуговим жилкуванням
Будова квітки	Число частин квітки кратне 4 і 5	Число частин квітки кратне 3
Кількість сім’ядолей зародка	2 сім’ядолі із поживними речовинами, які під час проростання виносяться на поверхню грунту	1 сім’ядоля без поживних речовин, яка під час проростання не виноситься на поверхню
Кількість видів	Близько 200000 видів, які поділяють на 429 родин	Близько 50000 видів, які поділяють на 104 родини
Основні родини	Капустяні, Розові, Бобові, Пасльонові, Айстові, Магнолієві, Лататтєві, Жовтецеві, Гарбузові, Березові, Букові, Зонтичні, Губоцвіті, Лободові та ін.	Лілійні, Цибулеві, Злакові, Ірисові, Орхідні, Пальмові, Ряскові, Осокові, Аспарагусові, Амарилісові та ін.

Характеристика основних родин

Родина	Квітка	Суцвіття	Плід	Представники
Дводольні
Капустяні (Хрестоцвіті) (понад 3000 видів)	Ч4П5Т2+4М1	Китиця	Стручок, стручечок	Овочеві культури (капуста, редиска), олійні (ріпак, рапс), лікарські (гірчиця, хрін), бур’яни (грицики, редька дика)
Біологічні особливості: наявність опушеності, воскового нальоту, утворення коренеплодів, виділення летких сполук, поширення за допомогою вітру
Розові – понад 3000 видів	Ч5П5Т∞М1або∞	Китиця, щиток, простий зонтик	Кістянка, багатокі-стянка, яблуко, суничина	Плодово-ягідні (вишня, яблуня, малина, смородина, суниці), декоративні (троянди, глід, черемха), лікарські (глід, горобина, шипшина)
Біологічні особливості: різноманітність суцвіть, плодів й ентомофілія
Бобові – до 18000 видів	Ч5П1+2+(2) Т(9)+1М1або10	Головка, китиця	Біб	Овочеві (горох, квасоля), олійні (соя), кормові (конюшина, люцерна), декоративні (люпин), медоноси (біла акація-робінія)
Біологічні особливості: комахозапилення та співжиття з азотфіксуючими бактеріями
Пасльонові – 2500 видів	Ч(5)П(5)Т(5)М1	Китиця, волоть	Ягода, коробочка	Овочеві (картопля, томат, перець), декоративні (петунія), отруйні (блекота, тютюн), бур’яни (дурман, паслін)
Біологічні особливості: наявність отруйних речовин в різних органах та залозистих волосків із характерним запахом
Айстрові (Складноцвіті) – 25000 видів	Ч_П(5)Т(5)М1	кошик	Сім’янка	Овочеві (топінамбур), олійні (соняшник), декоративні (айстри, хризантеми), лікарські (ромашки, цикорій), бур’яни (кульбаба, осот, волошка, будяк)
Біологічні особливості: пристосування до анемохорії (розповсюдження спор, плодів і насіння рослин повітрям ), опушеність органів, чутливість до світла
Однодольні
Лілійні – 470 видів	О(3+3)Т3+2М(3) (проста оцвітина)	Поодинокі квітки	Коробочка ягода	Декоративні (лілія, тюльпан, проліски), лікарські (лілія)
Біологічні особливості: наявність видовжених квітконосних стебел, цибулин, вегетативного розмноження, комахозапилення
Цибулеві – 750 видів	О6Т6М1	зонтик	коробочка	Харчові (цибуля, часник, черемша), декоративні (цибулі)
Біологічні особливості: наявність фітонцидів (речовини, які пригнічують чи вбивають зростання і розвиток бактерій), цибулин, комахозапилення
Злакові - 11000	Луски(2)Т3М1	Простий і складний колос, волоть, качан	Зернівка	Зернові (жито, пшениця, рис, кукурудза), кормові (овес), технічні (цукрова тростина, очерет), лучні трави (тимофіївка, тонконіг), бур’яни (пирій)
Біологічні особливості: соломина, вузькі довгі листки, вітрозапилення або самозапилення та добре розвинене вегетативне розмноження

НЕСТАТЕВЕ РОЗМНОЖЕННЯ – це розмноження, яке відбувається за участю нестатевих клітин лише одного організму. Утворюється невелика кількість однакових нащадків. Види: поділ навпіл, спороутворення, вегетативне розмноження. Поділ навпіл – розмноження з однієї материнської клітини двох дочірніх – хламідомонада, хлорела. Спороутворення – розмноження шляхом утворення клітин – спор – водорості, мохоподібні, хвощі, плауни, папороті.

Вегетативне розмноження - з якого з частини материнського організму утворюють ідентичні йому за спадковими ознаками нові особини. В основі лежить здатність відновлювати органи шляхом мітотичного поділу клітин. Утворюються клони – потомство, яке утворюється з клітини чи особини нестатевим шляхом. Грунтується на явищі регенерації.

СТАТЕВЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН – це розмноження, яке відбувається за участю статевих клітин, які після злиття утворюють зиготу. Статеві клітини зливаються і відбувається запліднення, яке здійснює поєднання ознак двох батьківських особин й урізноманітнення нащадків.

Ізогамія – розмноження, за якого чоловіча й жіночого гамети морфологічно однакові й відмінні за фізіологічними та біохімічними властивостями – хламідомонада, улотрикс.

Анізогамія – чоловіча і жіноча гамети різні за розмірами, формою і будовою – мохи.

Оогамія – чоловіча гамета – дрібна і рухлива, а жіноча - велика та нерухлива.

Кон’югація – відбувається тимчасове поєднання клітин для перерозподілу генетичного матеріалу.

Однодомність – розмноження, за якого чоловічі й жіночі статеві органи містяться на одній і тій самій рослині.

Дводомність – розмноження, за якого чоловічі й жіночі статеві органи містяться на різних особинах.

Переваги: забезпечує різноманітність нащадків, що сприяє пристосованості до умов середовища; створює можливість розселення на значно дальші відстані й заселення значних територій; виникає різноманіття матеріалу для природного добору.

ЗООЛОГІЯ

Царство Тварини:

Підцарство Одноклітинні

Тип Саркомастигофори
Тип Споровики
Тип Інфузорії

Підцарство Багатоклітинні

Тип Губки
Тип Кишковопорожнинні
Тип Плоскі черви
Тип Круглі черви
Тип Кільчасті черви
Тип Членистоногі
Тип Молюски
Тип Хордові

Способи живлення тварин:

Міксотрофний – автотрофний + гетеротрофний – евглена зелена
Гетеротрофний

Фітофаги – рослиноїдні – козуля, заєць;
Зоофаги – хижаки – вовк, тигр;
Полігафи – живляться і тваринами і рослинами;
Паразити – один із видів (паразик) використовує іншого (хазяїна) як джерело живлення та середовище існування

Сапрофаги:

Некрофаги – живляться мертвими тваринами – гриф
Детритофаги – живляться подрібленими рослинними рештками – дощовий черв’як.

Запліднення:

Внутрішнє – відбувається в статевих шляхах самки (плазуни, птахи, ссавці);
Зовнішнє – відбувається в зовнішньому середовищі.

Розмноження тварин:

Нестатеве:

Поділ клітини навпіл – амеба;
Брунькування – від материнського організму відокремлюється дочірня брунька – гідра;
Фрагментація – із частини тіла утворюється новий організм – морська зірка.

Статеве:

Шляхом злиття статевих клітин;
Чоловічих (сперматозоїдів) та жіночих (яйцеклітин). Так розмножується більшість багатоклітинних тварин (риби, птахи, ссавці).

Розвиток тварин:

Зародковий – розвиток до народження;
Післязародковий:

Непрямий – спочатку народжується личинка, яка за будовою та способом життя значно відрізняється від дорослого організму (комахи, кісткові риби, жаби);
Прямий – новонароджена тварина схожа на дорослу особину.

ПІДЦАРСТВО ОДНОКІЛИННІ ТВАРИНИ – одноклітинні тварини складаються з однієї клітини, якій властиві всі життєві функції: обмін речовин, подразливість, розмноження, переміщення в просторі.

До Найпростіших належать – Клас Саркодові (Амеба протей), Клас Джгутикові (вольвокс, евглена зелена, лямбія), Клас Інфузорії (Інфузорія-туфелька) (див ботаніка ст 14).

БАГАТОКЛІТИННІ ТВАРИНИ – БЕЗХРЕБЕТНІ – мають спеціалізовані тканини, органи й системи органів; у них складний обмін речовин та енергії, наявна система гомеостазу.

Справжні тварини – клітинні еукаріотичні організми, спорідненість яких доводять такі найзагальніші ознаки, як наявність у клітин одного заднього джгутика, мітохондрій з пластинчастими кристалами, відсутність власних хлоропластів та фотосинтезом. У тварин мітохондрії мають пластинчасті кристи, що є важливою відмінністю від інших груп, у яких мітохондрії можуть мати дископодібні чи трубчасті кристи.

Хлоропласти відсутні у всіх тварин, але в окремих видів поширений симбіоз з водоростями і ціанобактеріями, завдяки чому ці істоти можуть повністю відмовитись від гетеротрофного живлення. У гідри зеленої в ентодермі живуть зелені водорості – хлорела звичайна тощо. У тварин обмежений ріст, подразливість у вигляді рефлексів, відсутність клітинної стінки, запасання глікогену, наявність зародкових листків, стадій бластули і гаструли.

Усі тварини об’єднані у царство СПРАВЖНІ ТВАРИНИ – Голозої. Виділяють 3 підцарства – Філастерії, Комірцеві джгутикові, Багатоклітинні тварини (Метазої).

Предками справжніх тварин були одноядерні амеби з тонкими нерозгалуженими псевдоніжками (філоподіями). Багатоклітинні тварини походять від колоніальних джгутикових.

БАГАТОКЛІТИННІ ТВАРИНИ – це організми, у яких тіло побудоване з великої кількості клітин, що спеціалізуються на здійсненні певних функцій і відрізняються за будовою. Багатоклітинні організми є найбільшою і найскладнішою групою живих організмів. Серед них виділяють:

Первинні багатоклітинні

Тип Пластинчасті
Тип Губки

Справжні багатоклітинні

Розділ Радіальні –

+ Тип Реброплавні,

+ Тип Жалкі, або Кнідарії.

Розділ Білатеральні

Група Первиннороті

+ Тип Плоскі черви

+ Тип Молюски

+ Тип Круглі черви

+ Тип Членистоногі

Група Вториннороті

+ Тип Голкошкірі

+ Тип Хордові

ПЕРВИННІ БАГАТОКЛІТИННІ – група примітивних асиметричних багатоклітинних тварин, у яких життєві функції виконують різні типи диференційованих тканин, які подібні до одноклітинних еукаріотичних гетеротрофних організмів.

ГУБКИ – первинні багатоклітинні асиметричні тварини на дотканинному рівні організації, тіло яких пронизане порами. У них наявні пори у стінках тіла, відсутність тканин і органів; наявність скелета у вигляді голок або волокон; добре розвинена регенерація.

Особливості будови губок – на прикладі бодяги. Тіло – у вигляді мішка чи келиха. Тканини й органи відсутні. Кожна клітина диференціює самостійно, але різні клітини можуть взаємодіяти між собою. Ведуть прикріплений спосіб життя (знизу є підошва). Зверху є вустя, яке веде до парагастральної порожнини. Стінки тіла пронизані порами, через які надходить вода у порожнину тіла. Стінки тіла утв з двох шарів клітин : зовнішнього (ектодерми), внутрішнього (ентодерми). Між цими шарами є безструктурна драглиста речовина – мезоглея, в якій містяться різні клітини.

Покриви. Тіло вкрите плоским епітелієм, утвореним покривними клітинами.

Порожнина вистилається комірцевими клітинами – хоаноцитами.

Опора – забезпечується скелетом, що може бути вапняковим, кремнієвим або роговим.

Рух. Ведуть прикріплений спосіб життя.

Живлення. Пасивне (біофільтрація) здійснюється за допомогою безперервного потоку води крізь тіло. Залишки їжі захоплюються хоаноцитами (джгутики), передаються амебоцитам (травні рухливі клітини, які розщеплюють та розносять їжу), де перетравлюються і розносяться по всьому тілу.

Травлення. Внутрішньоклітинне , завдяки амебоцитам. Неперетравлені рештки виводяться назовні.

Транспорт речовин всередині тіла здійснюється амебоцитами.

Дихання – всією поверхнею тіла (розчинений у воді кисень; вуглекислий газ виводиться в розчиненому стані.

Виділення – через покриви тіла та разом із водою через вустя.

Подразливість – слабо реагують навіть на найсильніші подразнення (відсутність нервової системи).

Розмноження: вегетативне та статеве. Вегетативне – брунькування, фрагментація. У разі зовнішнього брунькування дочірня клітина утв на материнській. Внутрішнє брунькування – з археоцидів (резервні клітини, які здатні перетворюватися в усі інші клітини і давати початок статевим клітинам) утворюються внутрішні бруньки – гемули. Вони від’єднуються і з них розвивається нова особини. Фрагментація – тіло розпадається на частини, кожна з яких за сприятливих умов дає початок новому організму. Статеве розмноження відбувається за участю гамет, які утворюються з археоцитів у мезоглеї. Більшість губок гермафродити.

Розвиток непрямий. Личинка має джгутики, виходить через вустя у воду, прикріплюється до субстрату й перетворюється на дорослу особину.

Регенерація добре розвинена. Соматичний ембріогенез – формування, розвиток нової особини із клітин тіла, не пристосованих для розмноження.

Губки класифікують на три групи:

Вапнякові губки- скелет скл з вапнякових голок – клатріна звичайна.
Скляні губки – з кремнієвих голок – мезоглея майже повністю редукована – кошик Венери.
Звичайні губки – кремнієвий або роговий скелет – кубок Нептуна, морський гриб, морський апельсин, хижа губка-ліра (відкрита 2012р) .

ЖАЛКІ, або Кнідарії – це справжні багатоклітинні, радіально-симетричні, двошарові тварини, загальними ознаками яких є: 1) жалкі клітини; 2) кишкова порожнина; 3) дифузна нервова система; 4) внутрішньоклітинне й порожнинне травлення; 5) дві життєвих форми – поліпа й медузи. Серед кишковопорожнинних трапляються види як колоніальні (корали), так і багатоклітинні (медузи).

Для жалких характерні дві життєві форми тіла: форма поліпа і форма медузи.

Поліпи – життєва форма жалких, які ведуть прикріплений або малорухливий спосіб життя. Тіло – видовжене, на верхньому кінці є ротовий отвір, оточений щупальцями, а на нижньому – підошва, яка здійснює прикріплення до субстрату. Медузи – життєва форма жалких, пристосованих до рухливого способу життя. Тіло має форму парасольки, всередині якої розташована порожнина у вигляді системи каналів. Є чергування життєвих форм у життєвому циклі: поліп розмножується брунькуванням, медуза – тільки статево.

Типовий представник – гідра звичайна – 1-1,5 см – форма тіла циліндрична і має вигляд мішечка: на одному кінці тіла є рот, оточений віночком із 6-12 щупалець, на протилежному знаходиться підошва, якою вона прикріплюється до водяних рослин і предметів. Щупальці виконують функцію дотику й захоплення поживи.

Тіло багатоклітинне, з’являються тканини, але складних органів немає. Симетрія – променева симетрія, як наслідок прикріпленого способу життя. Зародкові листки (екто- і ентодерма) закладаються в ембріогенезі й з них формуються 2 шари клітин: зовнішній (ектодерма) і внутрішній (ентодерма). Між ними драглиста речовина – мезоглея. Покриви тіла утворені шкірно-м’язовими клітинами, які мають м’язові відростки. Між шкірно-м’язовими клітинами є жалкі клітини – це спеціалізовані клітини ектодерми, які здійснюють ураження здобичі, захист та утримання їжі. Клітини мають, крім цитоплазми та ядра, ще й жалку капсулу, усередині якої згорнута трубчаста жалка нитка, а назовні з клітини відходить чутлива волосинка. Порожнина тіла, в якій містяться внутрішні органи, відсутні. Є кишкова порожнина – внутрішній простір, що з’єднується із середовищем через ротовий отвір. У кишковій порожнині відбувається часткове позаклітинне перетравлювання їжі під впливом травних ферментів, що утворюються залозистими клітинами ентодерми.

Опора – пов’язана із шкірно-м’язовими клітинами та мезоглеєю. Рух зумовлений скороченням відростків шкірно-м’язових клітин. Живлення – гетеротрофне (хижаки). Травлення – порожнинне і внутрішньоклітинне. Дихання і виділення – здійснюють стінки тіла шляхом дифузії. Подразливість – нервовою системою дифузного типу (скл з нейронів). Органи чуттів – здійснюється чутливими закінченнями або клітинами . розмноження нестатеве (брунькування) і статеве (гаметами, що формуються в статевих залозах - ектодерми). Гідри – гермафродити. Запліднення здійснюється у воді, тобто зовнішнє. Розвиток – непрямий, із яйця розвивається личинка – скл з двох шарів клітин, має війки і деякий час плаває у воді, потім прикріплюється до субстрату і перетворюється на поліп. Регенерація - характерна для гідроїдних і здійснюється за рахунок проміжних клітин. Поведінка – є рефлекси, але спостерігаються і таксиси (викидання жалкої нитки).

Таксон Жалкі – 9000 видів тварин, об’єднаних у дві групи – Коралові поліпи і Медузозої.

Коралові поліпи – група виключно морських жалких, у життєвому циклі яких відсутня стадія медузи – Актинія, Мадрепорові корали.

Медузозої – група жалких тварин, у життєвому циклі яких наявна стадія, яка чергується із стадією поліпа – нал 4 групи – Гідроїдні, Сцифоїдні, Кубомедузи, Ставромедузи.

Значення – формують екосистеми морів; утв рифів та островів; їжа для людини; будівельний матеріал; виготовлення ювелірних прикрас; лікарські препарати; лабораторні об’єкти.

ТИП ПЛОСКІ ЧЕРВИ

Плоскі черви – справжні багатоклітинні двобічносиметричні тришарові непорожнинні (паренхіматозні) тварини, у яких сплощене тіло, шкірно-м’язовий мішок, чітко виражені тканини, що формують органи й системи органів та поділ нервової системи на центральну й периферійну. Об’єднує майже 12000 видів, більшість х них паразити людини і тварин. У них: а) поява двобічної (білатеральної) симетрії; б) формування в ембріогенезі 3 зародкових листків: екто-, мезо-, ентодерми; в) поява шкірно-м’язового мішка, травної, видільної, нервової, статевої систем; г) поділ нервової системи на центральну і периферійну.

Представник – планарія молочна – до 3 см з білим тілом, вкритим війками, крізь яке можна помітити кишечник та два ока на передньому кінці.

Тіло – тканини 4 типів – форма тіла сплощена у спинно-черевному напрямку, має вигляд листка. Симетрія – двобічна – розр в тілі передню й задню, спинну і черевну частини. Зародкові листки – ектодерма, ентодерма і мезодерма (середній зародковий шар, властивий зародкам багатоклітинних тришарових тварин). Покриви – шкірно-м’язовий мішок, який скл з одношарового епітелію та 2-3 шарів м’язів. Порожнина – відсутня, проміжки між органами заповнені паренхімою. Паренхіма – пухка сполучна тканина, що виконує різноманітні функції: запасання поживних речовин, їхній транспорт, виведення продуктів обміну, підтримання форми тіла та ін.

Опора – здійснюється завдяки клітинам паренхіми та шкірно-м’язовому мішку. Рух – гладкими м’язами (кільцевих, повздовжніх, діагональних м’язових волокон), сприяє плаванню і слиз, який виділяється залозистим клітинами. Живлення – хижаки, присмоктуються до жертви ротом, висуває глотку і заковтує здобич. Травлення – в травній системі – скл з переднього (ротовий отвір, глотка) і середнього (сліпо замкнена середня кишка) відділів. Заднього відділу немає. Неперетравлені рештки видаляються через ротовий отвір. Транспорт речовин – шляхом дифузії, кровоносна система відсутня. Дихання – через поверхню тіла, аеробне. Виділення – видільна система, яку утв протонефридії – органи виділення, що скл із канальців. Регуляція функцій – за участі нервової системи вузлового (гангліонарного) типу – центральна (головного нервового вузла і нервового стовбурів сполучених тяжами) та периферійна (нервового відростка і нервового закінчення). Подразливість – забез органами чуттів у вигляді сенсил – чутливі утвори, які мають вигляд нерухомих війок, до яких підходять нервові закінчення. Розмноження – гермафродити – у передній частині тіла – яєчники, по всьому тілу розкидані численні пухирці – сім’яники. Запліднення внутрішнє. Після запліднення яйця відкладають у кокони. Деякі – здатні до нестатевого (вегетативного) розмноження. Розвиток – прямий.

Плоскі черви под на класи – Війчасті черви, Сисуни, Стьожкові черви.

Війчасті черви – це група вільноживучих пласких червів, тіло яких вкрите одношаровим війчастим епітелієм – 3500 видів (200 в Україні). Належать – планарія молочна-біла, планарія дугезія, чорна багатоочка.

Сисуни – група паразитичних плоских червів, які характеризуються непочленованим тілом та наявністю присосок. Є дві присоски, добре розвинена травна система, анаеробне дихання, гермафродитна статева система та складний життєвий цикл зі зміною хазяїв – остаточного і проміжного та декількох личинкових стадій.

Печінковий сисун – гельмінт, що паразитує в печінці багатьох ссавців, зокрема людини – наз фасциольоз. Запліднені яйця паразита разом з фекаліями потрапляють у водойми. З яєць виходять личинки, вкриті війками. Така личинка проникає в тіло ставковика малого, який стає проміжним хазяїном. У тілі молюска формується друга личинкова стадія, здатна до партеногенезу. Личинки останнього покоління х присосками і хвостом покидають тіло молюска, деякий час плавають у воді, потім осідають на прибережних рослинах і перетворюються в цисти. Людина і тварини заражаються під час пиття води із заражених водойм або при поїданні водяних рослин з прикріпленими на них цистами. Після зимівлі цисти разом із травою потрапляють у шлунок основного хазяїна.

Сисун котячий – гельмінт, що паразитує в жовчних протоках й протоках підшлункової залози. Є збудником опісторхозу. Основний хазяїн – людина і тварини, що харчуються рибою. Проміжні хазяїни: перший – молюск бітинія, другий – риби родини коропових. Основний хазяїн заражається при поїданні сирої або недостатньо термічно обробленої зараженої риби.

Стьожкові черви – група паразитичних плоских червів, які характеризуються сегментованим стрічкоподібним тілом – відсутність травної системи – паразитують тільки в тонкому кишечнику хазяїна, вони поглинають поживні речовини усією поверхнею тіла. Характерні дві личинкові стадії. Органів чуття немає. Представники – ціп’як бичачий, ціп’як свинячий, ехінокок, стьожак широкий.

Ціп’як бичачий або неозброєний – паразит великої рогатої худоби і людини – теніаринхоз. Людини є основним хазяїном0 проміжний – велика рогата худоба. Тіло скл із голівки, шийки і багатьох сегментів. На голівці 4 присоски. Зрілі членики відриваються від тіла черв’яка і виводяться разом із фекаліями назовні. Яйця паразита, разом з травою, потрапляють до проміжного хазяїна. У кишечнику з яйця виходить личинка, яка проникає у кровоносні судини та з кров’ю потрапляє до різних органів. У їхніх тканинах личинка перетворюється на фіну (друга личинкова стадія), що має вигляд пухирця розміром з горошину. Локалізуються у м’язах. Зараження людини – з м’ясом. У кишечнику людини – оболонка фіни розчиняється, головка ціп’яка вивертається і прикріплюється до стінки кишечника.

Ціп’як свинячий – озброєний – паразитичний черв, який заражає свиней, собак, кролів та людину – теніоз. Людина є основним хазяїном. Статевозріла форма паразита мешкає лише в тонкій кишці людини, куди потрапляє після вживання м’яса домашніх свиней (проміжний), в м’язах яких розвиваються личинки цього гельмінта – фіни. На голівці 4 присоски і два ряди гачків, які розташовані по колу.

Стьожак широкий – гельмінт людини, паразитує в тонкому кишечнику. Проміжні хазяї – рачки циклопи, згодом – риба. Тривалість життя в організмі основного хазяїна – до 10 років.

Ехінокок звичайний – паразитує у тонкому кишечнику хижих ссавців, зрідка кішок (основні хазяї). Проміжний хазяїн – людина, вівця, корова, коза, олень, свиня тощо, які заражаються проковтуючи яйця або членики паразита з травою, водою. У кишечнику з яєць виходять личинки, які проникають у кров’яне русло й розносяться в різні органи, найчастіше у печінку та легені. Тут з личинки розвивається наступна личинкова стадія – ехінококовий міхур. Людина заражається найчастіше під час контакту з хворими собаками.

Назва виду	Проміжні хазяї	Основні хазяї	Шкода
Печінковий сисун	Ставковик малий	Корови, свині, вівці	Отруєння організму, розлади травлення, недокрів’я, виснаження
Котячий сисун	Молюск бітінія, коропові	Людина, хижі ссавці
Бичачий ціп’як	Велика рогата худоба	Людина
Свинячий ціп’як	Свині	Людина
Стьожак широкий	Рачки-циклопи і риба	Людина, рибоїдні ссавці
Ехінокок	Людини, велика рогата худоба, свині	Хижі ссавці

ТИП НЕМАТОДИ, АБО КРУГЛІ ЧЕРВИ

Нематоди – справжні багатоклітинні двобічносиметричні тришарові первиннопорожнинні тварин, у яких є шкірно-м’язовий мішок, видовжене несегментоване округле на поперечному розрізі тіло, кутикула, линяння, задня кишка і анальний отвір. Відомо майже 30000 видів. Поява первинної порожнини тіла, задня кишка, роздільностатевість. Відсутність кровоносної і дихальної системи. Належать до первинноротих тварин в складі групи Линяючі, куди відносять і членистоногих. Серед них є хижаки та сапротрофи, відомо багато паразитів людини, тварин і рослин.

Типовий представник – аскарида людська. Паразитичний черв – аскаридозу. Це космополіт, живе у тонкому кишечнику людини, живиться його вмістом або клітинами слизової оболонки. Тривалість життя – 11-12 місяців. Тіло – несегментоване, веретеноподібне, видовжене із загостреними кінцями. Покриви – шкірно-м’язовий мішок, які утворюють: кутикула, одношаровий епітелій і поздовжній шар гладких м’язів у вигляді 4 стрічок. Кутикула – шар щільної речовини, що вкриває поверхню тіла і виконує опорно-рухову та захисну функції. Утворюється клітинами одношарового епітелію, в якому активно відбуваються процеси обміну. Порожнина тіла первина, або протоцель. Первинна порожнина – внутрішній простір, що не вистеляється епітелієм, заповнений рідиною і в якому розташовуються внутрішні органи. Рідина порожнини створює опору для тіла і є гідроскелетом.

Опора - шкірно-м’язовим мішком та рідиною порожнини. Рух – м’язовий. Переміщується вигинаючи тіло. Травлення - травною системою, яка починається ротовим отвором, що розташований на передньому кінці тіла і оточений 3 «губами», далі йде глотка, стравохід, кишка, анальний отвір. Травна система поділяється на три відділи – передній, середній і задній. Транспорт речовин – шляхом дифузії. Кровоносна і дихальна система відсутні. Газообмін – через всю поверхню тіла, у аскариди – анаеробне дихання за рахунок розщеплення глікогену. Виділення – видільна система утв парою шкірних залоз, здійсн фагоцитарні клітини, які розташовані вздовж видільних каналів. Регуляція процесів – нервовою системою вузлового (гангліонарного) типу. ЦНС утв надглотковим нервовим кільцем і нервовими стовбурами. Органи чуттів розвинені слабо. Є дотиковий горбик, який розташований навколо рота, а в самців – на задньому кільці тіла. Є ще дотикові щетинки, на передньому кінці органи хімічного чуття – бічні органи. Розмноження – роздільностатеві, запліднення внутрішнє, наявний статевий диморфізм – явище, за якого самці та самки одного виду відрізняються за особливостями зовнішньої будови, забарвлення, поведінки. Розвиток – непрямий, без метаморфоза. Відсутні зміни хазяїв. Розвиток личинок – линяння – процес періодичної зміни покривів чи їхніх похідних (кутикули, лусочок, пір’я тощо).

За характером живлення: а) сапрофаги – тварини, що живляться рештками рослин і тварин, розкладаючи складні сполуки на прості речовини; беруть участь у поверненні в кругообіг тих речовин, що входили до складу мертвої органіки, спричиняють збільшенню родючості грунту; б) хижаки – тварини, що поїдають інших червів, комах, кліщів; в) фітофаги – тварини, що живляться живими рослинами та грибами, заковтуючи їх цілими або проколюючи зубцями, а потім висмоктують сік.

Аскарида людська – паразит у тонкому кишечнику і живиться його вмістом. Органів прикріплення не мають. У заражених спостерігаються розлади органів травлення, гострі болі в кишечнику, може розвиватися недокрів’я. Самки – до 44 см, самці – до 25 см. Весь розвиток відбувається в одному хазяїні. Потрапляють в організм з немитими руками до кишечника зрілі яйця паразита. У шлунку з яєць виходять личинки. Проникають у кровоносні судини стінок кишечника, а потім з кров’ю через печінку та серце потрапляють у легені. Руйнують стінки легеневих пухирців і повітроносними шляхами через глотку потрапляють знову у кишечник, де й стають статевозрілими. Ушкоджують тканини органів, можуть спричинювати запалення легенів і задуху. Яйця аскарид досить стійкі до несприятливих умов довкілля і тривалий час (до 7 років) можуть зберігати свою життєдіяльність.

Гострик людський – збудники ентеробіозу людини – страждають переважно діти. Паразитують в нижньому відділі тонкої та у верхньому відділі тонкої кишок. Живуть 3-4 тижня. Тіло – веретеноподібне, самка – 10-13 мм, самець 8-11 мм. Задній кінець тіла самки видовжений і загострений, у самця він спірально закручений. Після запліднення самці гинуть, а самки виповзають через задній прохід і на складках шкіри відкладають яйця (близько 12000), після чого теж гинуть. При почухуванні шкіри навколо ануса дитина забруднює руки, які стають причиною повторного зараження.

Трихінела спіральна – трихінельоз – паразитують в тонкій кишці, а личинки у скелетних м’язах. Людина заражається, з’ївши свинину, у якій в капсулах містяться личинки паразита. У кишечнику стінки капсули розчиняються, личинки входять у тонку кишку і прикріплюються головним кінцем до стінки кишечника. Зрілість – на 2-3 день після зараження. Самки живородні, за двотижневий період народжує в середньому 1500 личинок. Личинки мігрують до усіх органів, але остаточно осідають в м’язових волокнах і тільки там розвиваються до інвазійних личинок. Трихінели, які мігрують, дуже алергогенні. Дорослі трихінели живуть 28 днів.

ТИП КІЛЬЧАСТІ ЧЕРВИ

Кільчасті черви – справжні багатоклітинні двобічносиметричні тришарові вториннопорожнинні тварини, у яких є шкірно-м’язовий мішок, сегментоване тіло, кровоносна і дихальна системи. Належить 9000 видів. Риси: а) поява вторинної порожнини тіла; б) поділ тіла на окремі сегменти (метамерії); в) поява примітивних кінцівок (параподій у багатощетинкових червів); г) поява кровоносної і дихальної систем (зовнішні зябра у багатощетинкових червів); д) розвиток метанефридіїв.

Типовий представник – дощовий черв’як звичайний – малощетинкові черви. Має вапнякові залози. Тіло – багатоклітинне, сегментоване. Багатократне повторення сегментів тіла названо метамерією. Сегменти – подібні за будовою частини тіла, розміщені послідовно одна за одною. Тіло складається з головного кінця, тулуба та анальної лопаті. На черевній частині сегментів тулуба є щетинки. Покриви – шкірно-м’язовий мішок: щільна тоненька кутикула, одношаровий епітелій і два шари м’язів: кільцевий і повздовжній. У покривах багато слизових залоз. Порожнина тіла – вторинна (целом) – наявність епітелію. Епітелій зростається з кишковою трубкою й утворює брижу, що ділить целом на праву й ліву частину. А поперечні перегородки поділяють порожнину тіла на камери, кількість яких відповідає кількості сегментів. Целом заповнений рідиною, що за хімічним складом дуже близько до морської води. Целомна рідина перебуває у постійному русі й виконує низку важливих функцій: постачає до органів поживні речовини й кисень, сприяє видаленню СО₂ й продуктів обміну, переміщує біологічно активні речовини і фагоцити та ін.

Дощові черв’яки ведуть нічний спосіб життя, вдень виходять на поверхню лише після сильних дощів, через нестачу кисню у грунті. Детритофаги – це сапротрофні організми. З’являється гідроскелет. Рух м’язовий (шкірно-м’язового мішка та щетинок). Травлення – три відділи – передній (рот, глотка, стравохід, шлунок з м’язистими стінками), середній (середня кишка) і задній (задня кишка з анусом). Транспорт речовин – кровоносна система замкнена – система, у якій кров рухається лише судинами і не потрапляє до порожнини тіла. Утворена спинною й черевною кровоносними судинами, з’єднаних між собою кільцевими судинами-«серцями». Рухи крові зумовлений їхньою пульсацією, адже серця у кільчаків немає. Дихання – через покриви (багатощетинкові – зовнішні зябра). Виділення – видільна система – метанефридії – починаються в порожнині тіла лійкою, від якої тягнеться канал, що відкривається назовні в іншому сегменті. В кожному сегменті розташована пара таких органів виділення. Регуляція процесів – нервова вузлова система «ланцюжкового» типу. ЦНС утворена навкологлотковим нервовим кільцем та черевним нервовим ланцюжком. Подразливість – органи чуттів. В покривах є чутливі клітини, які розрізняють смаки і запахи. Розмноження – статеве за участю статевої системи. Гермафродити. Запліднення перехресне, у слизові, що секретується в ділянці пояска. Розвиток – прямий (багатощетинкові – непрямий з утворенням личинки). Регенерація добре розвинена.

Основні групи: Багатощетинкові черви, Малощетинкові черви та П’явки.

Багатощетинкові черви – група кільчастих червів, які на кожному сегменті тулуба мають параподії з численними щетинками. Належить 5000 видів, живуть переважно в морях. Переважно хижаки, є рослиноїдні та всеїдні види, зустрічаються коменсали, які живуть всередині губок, в черепашках раків-самітників або на морських зірках. Тіло – головний відділ, тулуб і анальну лопать. На голові парні очі, органи дотику – щупальця, органи нюху – нюхальні ямки, у деяких – органи рівноваги. Є парні бокові вирости зі щетинками – параподії, за допомогою яких вони плавають, повзають або зариваються у грунт. Роздільностатеві, розвиток непрямий, з яєць виходять вільноживучі личинки трохофори. Представник – нереїст зелений – живе в Азовському морі, всеїдний вид, розмножується раз в житті, є основним кормом промислових риб.

Малощетинкові черви – група кільчастих червів, які на кожному сегменті тулуба мають нечисленні щетинки. Нал 5000 видів, мешкають у прісних водах і грунті. Є відсутність параподій, пучечки нечисленних щетинок, наявність пояска в передній частині тіла у статевозрілих особин. Представник – дощовий черв’як звичайний. Тіло – 2-50 см. На кожному сегменті є по 8 щетинок, які дають можливість чіплятися за найменші нерівності грунту. Слиз зменшує тертя, перешкоджає його висиханню, сприяє диханню, має антибіотичні властивості. Риють глибокі ходи до 2 м від поверхні землі.

Трубочник звичайний – розмір 2-5 см, живе і мулистих грунтах прісних, дуже забруднених, з недостатньою кількістю кисню, водоймах. У шкірі задньої частини тіло є багато кровоносних капілярів. Детритофаги, заковтують пісок з мулом і засвоюють поживні речовини органічних решток.

П’явка – група кільчастих червів, які характеризуються наявністю двох присосків і відсутністю щетинок. Належить 400 видів. Є хижаки, та кровосисні види – організми, які можуть живитися кров’ю хазяїна, але не використовують організм живителя як середовище життя. Мають поясок, де формуються яйця. Гермафродити. Представники – європейська медична п’явка, велика і мала несправжні кінські п’явки, риб’яча п’явка. Медична п’явка – тіло сплющене, до переду звужується, вкрите маленькими сосочками. Задній присосок використовується для прикріплення, передній має три щелепи і зуби та забезпечує живлення. Щелепи прорізують шкіру тварин, до якої п’явка присмоктується. У рану виділяє слину, що містить гірудин – речовина, яка виробляється для запобіганню зсідання крові. Гермафродит, прямий розвиток. Відкладає яйця біля води (не у воді), в темних вологих місцях. Використовується у медицині при захворюваннях кровоносної системи, при гангренах і під час трансплантації органів.

ТИП ЧЛЕНИСТОНОГІ

Тип Членистоногі – це справжні багатоклітинні двобічносиметричні тришарові сегментовані тварини, які мають хітиновий екзоскелет, диференційовані посмуговані м’яза, членисті кінцівки й здатність до линяння. Налічує від 1,5 до 4 млн видів (70 % всіх тварин на Землі). Ознаки: 1) хітиновий екзоскелет, що захищає і забезпечує високу рухливість; 2) членисті кінцівки, що виконують різні функції; 3) різноманітність органів дихання, що забезпечує життя в різних середовищах існування; 4) ускладнення нервової системи і поведінки; 5) удосконалення органів чуття; 6) удосконалення гуморальної регуляції.

Членистоногі разом із Круглими червами утворюють другу еволюційну лінію Линяючі в межах групи Первиннороті. Їхніми спільними ознаками є кутикула та здатність до линяння.

Тіло – сегментоване, але сегменти неоднакові. Гетерономна сегментація – неоднакова членистість тіла, яка полягає в тому, що сегменти мають різну будову і виконують різні функції. Складається з 3 відділів – голова, груди і черевце (голова може зливатися з грудьми, утворюючи головогруди). До кожного сегмента приєднана пара членистих кінцівок – це органи, побудовані з окремих члеників, рухомо з’єднаних між собою суглобами, завдяки чому здатні виконувати найрізноманітніші рухи. На голові знаходяться видозмінені кінцівки, що виконують чутливу функцію, решта пар кінцівок – ротові органи, що беруть участь у захопленні та подрібненні їжі. Грудні кінцівки виконують локомоторну функцію. Кінцівки черевця у багатьох груп редуковані. Покриви представлені одношаровим епітелієм, клітини якого утворюють хітинову кутикулу. Кутикула вкриває все тіло, вистилає передню та задню кишку, а також трахеї. Порожнина – змішана (міксоцель) – це внутрішня порожнина, що виникає внаслідок злиття первинної та вторинної порожнин і заповнена рідиною-гемолімфою – рідина, що циркулює судинами і в проміжках між органами у безхребетних тварин з незамкненою кровоносною системою й виконує функцію транспорту речовин. Між внутрішніми органами знаходиться жирове тіло, яке виконує низку важливих функцій. Жирове тіло – пухка сполучна тканина членистоногих, яка заповнює проміжки між внутрішніми органами. Це важливий утвір, де накопичуються поживні речовини, поглинає продукти обміну, є джерелом води та органом кровотворення.

Опора – екзоскелетом. У ракоподібних – покриви змінюється солями кальцію, а у павуків й комах поверх хітинової оболонки є воскоподібна плівка, яка захищає від втрат води. Рух – м’язовий – диференційовані м’язи із поперечно-посмугованої тканини. Травлення – травна система – 3 відділи: передній (рот із слинними залозами, ротова порожнина з ротовими органами, глотка, стравохід, шлунок), середнього (середня кишка, яка утворює різні вирости), заднього (задня кишка з анусом). Кінцивки передніх сегментів тіла перетворилися на ротові органи, призначені для утримання й механічної переробки їжі. Транспорт речовин – незамкнена кровоносна система – головні судини – спинна, іноді черевна та деякі бічні, капілярів не має. Серце розташоване на спинному боці тіла, у головогрудях або черевці. Кров змішується з порожнинною рідиною і утворюється рідка тканина – гемолімфа. Дихання – зябра (видозмінені кінцівки або їхні частини; для водяних), легеневі мішки (павукоподібні) та трахеї (комахи). Трахеями є тонкі розгалужені трубочки, що відкриваються назовні маленькими отворами, а всередині тіла обплітають усі внутрішні органи, доставляють кисень навіть до окремих клітин. Виділення – видільна система – видозмінені парні целомодукти(для водних форм), мальгіпієві судини (павукоподібні, комахи) – всмоктують розчинені у воді продукти обміну, переробляючи їх у нерозчинні речовини, а в задній кишці відбувається зворотне всмоктування води і деяких корисних речовин та повернення їх у порожнинну рідину. Регуляція процесів – нервова система вузлового типу – надглоткового і підглоткового вузлів, зв’язаних між собою надглотковими перемичками та черевного нервового ланцюжка. Нервові вузли зливаються, особливо у головному відділі, де утворюється головний мозок, який складається з переднього, середнього і заднього відділів. Характерна ендокринна регуляція за участю залоз внутрішньої секреції, тобто залоз, які не мають власних проток і виділяють свої гормони у гемолімфу. Гормони, які утворюються залозами, регулюють ріст, розвиток, розмноження, линяння та ін. Подразливість – розвинені органи чуття. Властивий зір, слух, смак, дотик, нюх. Очі двох типів – прості (з однією лінзою) та складні, або фасеткові (до складу входить велика кількість вічок, що щільно прилягають одне до одного). Кожне вічко сприймає свою частину об’єкта, яке знаходиться перед ним, у результаті чого фасеткове око дає зображення, що складається з безлічі окремих фрагментів, тобто мозаїчне. Поведінка – ускладнена – має вроджені і набуті прояви. Розмноження – статеве. Роздільностатеві, інколи – гермафродити, поширений партеногенез – розвиток організма з незаплідненої яйцеклітини. Присутній статевий диморфізм. Запліднення – внутрішнє. Розвиток – прямий або непрямий. Ріст і зміна форми тіла утруднюється через щільну нерозтяжну кутикулу, тому їхній постембріональний розвиток супроводжується періодичними линяннями, коли стара кутикула скидається і замінюється новою. Коли нова кутикула м’яка, збільшуються розміри тіла. Дорослі – не линяють, крім ракоподібних. Линяння здійснюється під контролем ендокринної системи.

Ознаки	Ракоподібні	Павукоподібні	Комахи
Відділи тіла	Головогруди, черевце	Головогруди, черевце	Голова, груди, черевце
Вусики	2 пари	відсутні	1 пара 9антени)
Ходильні ноги	5 пар	4 пари	3 пари
Особливості травної системи	«жувальний» та «цідильний» шлунок, середня кишка з печінкою	«сисний» шлунок, середня кишка з сліпими виростами і печінкою	Воло, «жувальний» шлунок, середня кишка без печінки
Органи дихання	Зябра	Легені, трахеї	Трахеї
Кровоносна система	Серце – на спинній стороні в грудях	Серце – на спинній стороні в черевці	Серце – на спинній стороні в черевці
Видільна система	Зелені залози	Мальпігієві судини	Мальпігієві судини, жирове тіло
Органи чуття	1 пара складних очей, органи нюху, дотику, органи рівноваги в основі вусиків	1-4 пари простих очей, органи дотику, органи хімічного чуття – у щілинах кутикули	1 пара складних очей, органи нюху (вусики), органи дотику і смаку на ротових придатках.

РАКОПОДІБНІ – це членистоногі, пристосовані до життя у водному середовищі. Від інших членистоногих відрізняються: 1) двох пар вусиків; 2) двогіллястик кінцівок; 3) органів дихання – зябер; 4) органів виділення у вигляді зелених залоз. Відома – 50000 видів (800 в Україні).

Карцинологія – наука про ракоподібних.

Група Десятиногі ракоподібні- 10000 видів. Представники – краби, креветки, раки-самітники, омари, лангусти.

Річкові раки – рід десятиногих - 6-15 см, рід складається з 3 видів, які зустрічаються тільки в Україні: рак широкопалий, рак товстопалий і рак вузькопалий. Тіло вкрите панциром. Раки всеїдні, зимують у норах, у найглибших місцях. Тривалість життя – до 20 років. Линяють 1-2 рази на рік.

Краби – група десятиногих ракоподібних, задня частина яких дуже вкорочена. Мають дуже товстий зовнішній скелет, пару клешень та невелике, підігнуте під головогруди черевце. Належать – камчатський краб, трав’яний краб, краб пальмовий злодій, кам’яний краб.

Креветки – група десятиногих раків. Деякі види креветок живуть у симбіозі з іншими тваринами.

Група Рівноногі – мають однакові черевні і грудні кінцівки – 4500 видів, в Україні 40. Мокриця звичайна – тіло сплющене зверху вниз; на члениках грудей і черевця є по одній парі ніг, начеревних ніжках є повітряні камери (органи повітряного дихання); активна вночі; живиться рослинними рештками.

Група Гіллястовусі – дафнія, що містить гіллясту пару вусиків («водяна блоха»). Плавають за допомогою видовжених та розгалужених вусиків другої пари. Грудні ноги розвинуті слабо й у пересуванні участі не беруть, а лише створюють струмінь води, який омиває зябра; живляться одноклітинними водоростями і завислим у воді органічними рештками. Розмножуються влітку партеногенетично, а восени після відкладання запліднених яєць гинуть.

Група Веслоногі – група ракоподібних, представники якої мають довгі вусики. Циклопи – пересуваються за допомогою першої пари вусиків і грудних ніжок. У них є тільки одне просте вічко. Вони – хижаки, живляться дрібними безхребетними.

ПАВУКОПОДІБНІ – це членистоногі, поширені переважно на суходолі; 70000 видів. Ознаки, які відрізняють від інших: 1) наявність легеневих мішків і трахей, які забезпечують використання атмосферного кисню; 2)наявність органів виділення, що дозволяють економити воду; 3) воскова плівка над хітиновою оболонкою для зменшення втрат води; 4) зменшення розмірів тіла для обмеження числа линьок; 5) наявність внутрішнього запліднення.

Арахнологія – наука про павукоподібних.

Представники – павуки, кліщі, скорпіони, сольпуги, косарики й несправжні скорпіони.

Павуки – павукоподібні, найхарактернішими особливостями яких є наявність отруйних залоз та здатність утворювати павутину за допомогою павутинних залоз. Належить – 30000, в Україні – 400. Представники – хрестовик звичайний, тарантул, каракурт, павуки-птахоїди.

Хрестовик звичайний. Відділи тіла – головогруди і черевце. Вусиків немає, а очі – прості. Головогруди мають дві пари ротових органів: хеліцери і ногощупальці. Хеліцери – перша пара кінцівок з кігтиками для вбивання здобичі та захисту. На кінці хеліцер відкриваються протоки отруйних залоз. Ногощупальці (педипальпи) – друга пара кінцівок, які вкриті щетинками і є органами дотику та нюху. На головогрудях розташовані 4 пари ходильних ніг, а на черевці – отвори органів дихання, травлення й розмноження. Кінцівки черевця або відсутні, або видозмінені в павутинні бородавки. Вони виділяють рідину, яка витягується та швидко застигає у вигляді павутинної нитки. Павутина відіграє важливу роль у їхньому житті – з неї будують ловильні сіті та кокони для відкладання яєць, обплітають жертву перед її висмоктуванням, вистилають стінки нірок і кришечки для закривання входу в нірку, використовують для розселення молоді у повітрі. Травна система – 3 відділи: передній (рот зі слинними залозами, м’язова глотка з фільтруючим апаратом, стравохід, сисний шлунок), середній з численними сліпими виростами і печінкою та задній відділ. Хижак, живиться напіврідкою їжею. Травлення зовнішнє, позаорганізмове. Дихання – трахеї і легеневий мішок. Транспорт речовин – кровоносна система, трубчасте серце з отвором, розташоване на спинній стороні у черевці. Видільна – мальпігієві судини. Нервова система – ланцюжкова, весь нервовий ланцюг якої зливається в один головогрудий ганглій. Органи чуття – органи дотику щетинки, органи нюху та смаку містяться на ногощупальцях і ногах; органи зору – прості очі, 4 пари. Розмноження – роздільностатеве, наявний статевий диморфізм. Запліднення внутрішнє, розвиток прямий. Самка восени відкладає яйця у сплетений з павутини кокон, який ховає в затишних місцях. До зими самка гине, а з яєць, що перезимували, навесні виходять молоді павуки.

Тарантул кримським – до 4 см, селяться в нірках, ловильних сіток не будують; самка восени відкладає 100-400 яєць; укуси спричиняють різкий біль та набряки.

Каракурт тринадцятикрапковий – отруйний, самка оксамитова, під час розмноження з’являються червоні цятки.

КЛІЩІ – павукоподібні, особливістю яких є повне злиття головогрудей з черевцем – 20000 видів; більшість кліщів вільноживучі, паразити людини. Ознаки: 1) головогруди та черевце повністю злиті між собоюі утворюють тулуб; 2) хеліцери і педипальпи зближені й утворюють головку з хоботом; 3) розвиток непрямий з такими стадіями яйце-шестинога личинка-німфа-імаго. Дихальна система представлена трахеями або взагалі відсутня. Кліщі роздільностатевих, самці менші від самок. Тривалість життя кліщів – від 6 місяців до 20-25 років.

Акарологія – наука, яка вивчає кліщі.

Коростяний свербун – шкірний паразит, що спричинює в людини коросту. Тіло овальне; у середній частині знаходяться численні трикутні лусочки і кілька пар щетинок. Ніжки короткі, закінчуються присосками або волосками. Очі відсутні. Ротовий апарат гризучого типу. Дихання – усією поверхнею тіла. Зараження відбувається під час контакту з хворим, через постільну білизну, предмети поділу. Розвиток непрямий, протягом 9-14 днів. Живляться клітинами епідермісу. Тривалість життя – до 2 місяців.

Собачий кліщ – тимчасовий кровосисний екзопаразит людини й тварин, переносник збудників туляремії, весняно-літнього енцефаліту, хвороби Лайма.

КОМАХИ – група членистоногих з поділеним на голову, груди і черевце тілом, які пристосувалися до життя у найрізноманітніших умовах існування – 1000000 видів, в Україні – 35000 видів. Ознаки: 1) наявність однієї пари вусиків; 2) наявністю 3 пар ходильних ніг; 3) органи дихання – трахеї; 4) наявність у більшості 2 пар крил. Крила є складками покривів, стінки яких побудовані з епітеліальних клітин, вкритих кутикулою.

Ентомологія – наука, яка вивчає комах.

Розвиток – непрямий, або розвиток з перетворенням (метаморфози). Є 2 види метаморфозів: - розвиток з неповним перетворенням: яйце-личинка-імаго; - розвиток з повним перетворенням: яйце-личинка-лялечка-імаго.

Є дві групи: комахи з повним перетворенням і комахи з неповним перетворенням.

Комахи з неповним перетворенням. Таргани – група комах з плоским тілом, у яких передня пара крил перетворена на надкрила, ротовий апарат гризучого типу і довгі щетинкоподібні вусики. Нал 3000 видів. Нічні комахи. Яйця відкладають в особливих білкових капсулах – оотеках.

Тарган рудий – прусак рудий – 10-13 мм; забарвлення руде, надкрила та крила довші ніж черевце; крила розвинуті, але літати не здатні. Є переносниками на своїх лапах гельмінтози, бактеріальні кишкові інфекції, вірусний гепатит А.

Прямокрилі – група комах з видовженим тілом, у яких ротовий апарат гризучого типу, дві пари крил і стрибальні задні ноги. Є 20000 видів, в Україні – 200. Це коник зелений, цвіркун польовий, цвіркун домашній, дибка степова, ведмедки, сарана мандрівна тощо.

Коник зелений – 27-42 мм, вусики довші за тіло, надкрила виступають за кінець черевця в їх основі звукоутворювальний апарат. Орган слуху розташований на гомілках передніх ніг. Присутній статевий диморфізм. Самці менші за самок. Харчуються переважно двокрилими та метеликами.

Сарна мандрівна – вид родини Саранові. Схожі на коників але мають коротші вусики. 3,5-5,5 см у довжину. Існують – поодинокі або стадні.

Комахи з повним перетворенням – група комах, у яких дві пари крил (перша – тверді, друга - літальні) і ротовий апарат гризучого типу – 300000, в Україні – 12000. Личинки – червоподібні. Є хижаки, фітофаги, сапротрофи.

Хрущ травневий західний – 60 мм; відділи тіла – голова, груди і черевце, кожний з яких виконує свої функції. Голова утв з 6 сегментів, які повністю зливаються. На голові є вусика, очі та ротові органи. Вусиків одна пара (нюх), гризучий ротовий апарат, на нижніх щелепах і нижній губі є вирости – щупики, які виконують функцію органів дотику та смаку. Є складні (фасеткові) очі, утворені простими вічками. Грудний відділ скл з 3 сегментів, мають органи руху – 3 пари ходильних ніг та дві пари крил. Черевце – утв різною кількістю сегментів, містяться основні внутрішні органи. Черевце позбавлене кінцівок, має отвори трахейної системи – дихальця. Живиться рослинною їжею. Дихальна система – трахейного типу. Серце – трубчасте, розташоване в спинній частині черевця. Гемолімфа безколірна і не бере участі у транспорті газів, що пов’язане з розвитком трахей. Видільна система – мальпігієві судини та жировим тілом. Нервова система – вузлового ланцюжкового типу, характерний сильно розвинутий «головний мозок» - надглоткове скупчення нейронів. Поведінка дуже складна і визначається взаємодією безумовних і умовних рефлексів. Роздільностатеві, запліднення внутрішнє, статевий диморфізм.

Сонечко семикрапкове – вид родини сонечок в Україні – 5-8 мм. Хижаки, живляться дрібними комахами. Отруйні, в разі небезпеки виділяють жовтуватий секрет на згинах кінцівок. Зимують у стадії імага.

Жук-олень – 8 см- самці, самки – 3-5 см; сапрофітофаг, дорослі особини живляться соком, що витікає з дерев, личинки – гнилою деревиною.

Колорадський жук – жук з родини листоїдів -10 мм. Фітофаг.

Лускокрилі, або метелики – комахи, у яких дві пари крил, вкритих лусочками, ротовий апарат гризучого типу у личинок (гусені) і сисного типу у дорослих. На стадії імаго живляться нектаром квітів і тому є важливими запилювачами квітів багатьох видів рослин.

Білан капустяний – денний метелик родини Біланові. Розмах крил – 5-6 см. Крила борошнисто-білі з темним запиленням біля країв. У самок дві чорні круглі плями на передніх крилах, а у самців подібні плями лише з нижнього боку передніх крил. За літо розвивається 2-3 покоління. Найбільш численні й найшкідливіші гусениці другого та третього поколінь. Зимують лялечками останньої генерації.

Шовковичник шовкопряд – метелик з родини шовкопрядів справжніх. Крила – світло-сірі або кремові, 4-6 см, передні крила трикутної форми, а задні – округлі. На передніх крилах є виямки. Тіло вкрите волосками. Метелики не літають, не харчуються впродовж усього життя , на цій стадії в їхньому організмі ще достатньо поживних речовин, накопичених гусеницею. Одомашнених тварин використовують для отримання натурального шовку.

Махаон – денний барвистий метелик родини косатцевих. Зимує на стадії лялечки, ховаючись у землі.

Перетинчастокрилі – комахи, у яких дві пари перетинчастокрилих крил і ротові органи гризучого типу або гризучо-лижучого типу – 30000 видів. Личинки червоподібні, здебільшого безногі. Зустрічаються паразити, самки яких відкладають яйця в тіло молодих гусенець або лялечок (їздці) і в яйця різних комах (яйцеїди).

Бджола медоносна – вид бджіл з родини справжніх бджолиних. Це соціальна комаха, основний запилювач квіткових рослин. На голові пара складних очей і три простих вічка, довгі вусики, ротовий отвір з ротовими придатками. До грудей прикріплені дві пари перетинчастих крил, які дають змогу бджолі добре літати. Домашні медоносні бджоли живуть сім’ями у вуликах, дикі поселяються в дуплах дерев. У кожному вулику живе 40-70 тис бджіл, серед яких розрізняють матку, кілька сотень самців (трутнів) і робочі бджоли (самки з недорозвиненими органами розмноження ). У робочих бджіл є жалоносний апарат.

Мурахи – родина соціальних перетинчастокрилих комах – 12 тисяч видів мурах. Представники – мураха руда лісова, мураха-деревоточець чорний, мураха садова чорна, мураха фараонова. Мурахи утворюють складні колонії із поділом особин. Мірмекологія – наука, яка вивчає мурах.

Двокрилі – група комах з рухливою головою, у якій перша пара – літальні крила, друга перетворилася на дзижчальця і ротові органи колючо-сисного або лижучого типу – 120000 видів, в Україні – 4000 видів. Личинки безногі, часто з редукованою головою, розвиваються у воді, грунті, і гниючих рештках рослин, живих тваринах і трупах.

Муха кімнатна – комаха родини справжніх мух, поширений синантропний організм, у дикій природі вже практично не зустрічається. Переносник – черевний тиф, холера, дизентерія.

Малярійні комарі – комплекс видів комарів, які є переносниками збудників малярії. Самці живляться соком рослин, самки – кровоносні. Людина заражається малярією саме від самок малярійного комара, які є основним хазяїном для малярійного плазмодія. Ротовий апарат колючо-сисний, розвиток відбувається у воді. Комаха має довге й тонке тіло, розмір 6-14 мм. Колір тулуба темний сірий або коричневий. Малярний комар володіє парою вузьких прозорих крил. Тіло складається з невеликих сегментів, на спині чітко видно темні смуги.

Блохи – група кровоносних комах, у яких відсутні крила і наявний колюче-сисний ротовий апарат. Тіло здавлене з двох боків – 1-6мм; голова маленька з однією парою простих очей і короткими вусиками. Задні ноги стрибальні. Паразитують на тілі ссавців , птахів і людини. Дорослі особини живляться, висмоктуючи кров, а личинки- органічними рештками тваринного і рослинного походження. Поширюють збудники небезпечних захворювань – чуми, туляремії тощо. Представники ряду – блоха людська, пацюкова, котяча, собача.

Воші – група кровоносних комах з плоским тілом, у яких відсутні крила, погано розвинені очі й наявний колюче-сисний ротовий апарат – людська воша, лобкова воша, тюленева воша, оленяча воша, заяча воша, свиняча воша тощо.

Постільні клопи – родина кровоносних напівтвердокрилих комах. Крила редуковані.

Комарі, або справжні комарі – родина кровоносних двокрилих комах. Комарі живляться нектаром, а самки на певній стадії розвитку кров’ю. є переносниками – малярії, жовтої гарячки, гарячки денге, гарячки Західного Нілу, гельмітозу людини.

Гедзі – родина двокрилих комах. Тіло коротке, компактне, голова масивна з великими опуклими очима, що переливаються зеленим, червоним і фіолетовим кольорами. Ротовий апарат – колючо- сисний. Самці живляться виключно рослинними соками. Самки можуть нападати на хворих тварин, пити воду із різних джерел, що робить їх небезпечними переносниками збудників багатьох захворювань – сибірки, туляремії. Представники – пістряк звичайний, ґедзь бичачий, ґедзь великий, дощовиця звичайна.

Оводи – родина паразитичних двокрилих комах. Це великі мухи, що не живляться у дорослому стані. Паразитують у личинковому стані на різних домашніх тваринах. На людину нападає лише один вид – людський шкірний овод. Личинки живуть під шкірою (підшкірний овод бичачий), у внутрішніх органах (шлунковий овод кінський), у порожнині носа (носоглотковий овод овечий). Для перетворення в лялечку личинка завжди виходить на землю і неглибоко заривається. Доросла комаха живе дуже не довго, а лише стільки, щоб відкласти яйця.

МОЛЮСКИ

Молюски – це несегментовані вториннопорожнинні тришарові тварини, у яких тіло складається з голови, тулуба і ноги, з’являються багато спеціалізованих органів (слинні залози, язик, печінка, серце, легені, нирки), наявні личинка-трохофора та спіральне дроблення – 130000 видів (в Україні - 600). Ознаки: 1) поділ тіла на відділи; 2) у травній системі з’являються слинні залози, язик, травна залоза «печінка»; 3) поява спеціалізованих органів: серця, легень та нирок; 4) наявність черепашки, що слугує екзоскелетом.

Малакологія – наука, що вивчає молюски.

Тіло – м’яке й несегментоване. Скл з 3 відділів: голови, тулуба і ноги. На голові (очі, щупальці, рот); на тулубу – внутрішні органи. Нога є виростом черевної стінки тулуба і служить для пересування, полювання, прикріплення, закопування в грунт. Мають гладкі м’язи, а у головоногих – поперечно-посмуговані, які скорочуються дуже швидко. Нога у головоногих молюсків перетворюється на щупальця і лійку – особливий орган, який слугує для реактивного руху. У частини молюсків голова в процесі еволюції втрачається (двостулкові). М’якуни здебільшого двобічносиметричні тварини, але в частини з них розвилася асиметричність внаслідок своєрідного зміщення органів тіла.

Покриви. Тіло вкрите шкірястою мантією – складка покривів, що вкриває все тіло або його частину. Характерна мантійна порожнина – порожнина між мантією і тулубом, сполучений з навколишнім середовищем. У ній розташовані органи дихання і в цю порожнину відкриваються анальний отвір, протоки видільної та статевої систем. Більшість молюсків має черепашку (мушлю), яка добре захищає тіло, але захищає тіло. Рот – тертка (радула)- пластинка язика із сотнями малесеньких зубчиків. Порожнина тіла – залишковий целом, навколосерцева сумка і порожниста статева залоза – гонада. Більшість проміжків між органами заповнені пухкою сполучною тканиною – паренхімою. Травлення – травна система, у глотці є м’язистий язик, а в середньому відділі – печінка. В ротовій порожнині, крім слинних залоз, відкриваються протоки отруйних, або тих, що виділяють кислоти для розчинення черепашок інших молюсків. Транспорт речовин – незамкнена кровоносна система – є артерії і вени, з’являється серце. Артерії – кровоносні судини, якими кров рухається від серця. Вени – кровоносні судини, якими кров рухається до серця. Серце – як мускулястий орган, скорочення якого забезпечує рух крові в організмі, буває у молюсків дво-, три-, чотирикамерним і складається із шлуночка й одного або декількох передсердь. Через серце рухається багата на кисень артеріальна кров. В крові багатьох молюсків є дихальний пігмент гемоціанін, який визначає її синій колір. Дихання – дихальна система – зябра або легені, містяться в мантійній порожнині. Виділення – одна або дві нирки – каналець кожної нирки починається лійкою в порожнині навколосерцевої сумки, а іншим кінцем відкривається в мантійну порожнину. Регуляція процесів – нервова система розкидано-вузлового типу, що має парні нервові вузли у кожному з відділів тіла. Поведінка – інстинктивна. Умовні рефлекси та окремі прояви елементарної розумової діяльності спостерігаються у восьминогів. Подразливість – є очі, органи дотику (щупальці), хімічного чуття та рівноваги. Добре розвинута хеморецепція, яка здійснюється нервовими клітинами щупалець, ділянок навколо рота і органи хімічного чуття в основі зябр (осфадії). Розмноження – роздільностатеві або гермафродити. Запліднення зовнішнє або внутрішнє. Розвиток прямий або непрямий (з перетворенням).

ЧЕРЕВОНОГІ – група молюсків, які мають асиметричне тіло з добре розвиненими головою, тулубом і ногою, спіральну або конусоподібну черепашку – 90 тис видів. Більшість рослиноїдні, є хижаки, фільтратори, детритофаги, паразити, всеїдні. Черепашка з отвором (устя), у яке у випадку небезпеки втягується тіло. У хижих, крім терки, в ротовій порожнині є щелепи – особливі утвори з рогоподібної речовини або вапняку для перетирання їжі. Слинні залози добре розвинені у всіх представників класу. Є гермафродити і роздільностатеві.

Виноградний слимак – наземний рослиноїдний молюск з родини справжніх равликів.у дорослих – черепашка спіральна, дві пари щупалець: передні, менші, виконують функцію нюху, задні, більші, - на кінчиках містять очі. Живе 7-8 років.

Ставковик великий – прісноводний молюск з родини ставковиків. Черепашка суцільна, спіральна з одного боку закінчується гострою вершиною, а з іншого має устя, через який назовні висовуються голова і нога молюска. Дихає киснем (хотя живе у воді), яке потрапляє у легеню. Гермафродити, але запліднення перехресне; яйця вкриті слизом, прикріплюються до підводних рослин. Розвиток прямий, з яйця виходить маленький молюск, схожий на дорослого.

Слизняки – слизуни – черевоногі молюски, у яких редукована черепашка. Виділяють дуже багато слизу, яка служить для захисту від висихання, допомагає під час ковзання, зменшуючи тертя. Переміщення – хвилеподібні скорочувальні рухи підошви. Залишають сріблястий слід від слизу. Рослиноїдні. Представники – слизняк великий звичайний, слизняк іспанський, слизняк банановий, слизняк

лісовий.

ДВОСТУЛКОВІ – це група молюсків, які мають симетричне тіло з добре розвиненими тулубом і ногою, але без голови – 20000 видів, живуть лише у воді. Черепашка – двостулкова, повністю вкриває тіло з боків. Живлення – шляхом фільтрації. Мантія, що з боків цілком охоплює тіло молюска, на задньому його кінці утворює порожнисті трубчасті вирости – сифони. Через нижній (ввідний) сифон вода входить у мантійну порожнину, а через верхній (вивідний) – виходить з неї . відсутність голови, спрощення ротового апарату і малорухливий спосіб життя. Роздільнольстатеві, непрямий розвиток. Із заплідненої яйцеклітини розвивається планктонна личинка, яка сприяє розселенню виду.

Беззубка звичайна – черепашка – 10 см. Передній кінець тварини заокруглений , а задній – загострений; за допомогою ноги повільно повзає по дну. Роздільностатеві; розвиток з перетворенням, утворюється личинка (глохідій), яка паразитує у шкірі риб.

Перлівниця звичайна – черепашка видовжена і звужується до заднього кінця. Стулки черепашки досить товсті, на місці з’єднання стулок є «замок» у вигляді особливих зубців, які входять у заглиблення в іншій стулці. Утворюють зрідка перлини, якщо яка-небудь піщинка потрапить усередину мушлі.

Мідія їстівна – вид двостулкових молюсків, черепашка – видовжена, клиноподібна, добрі фільтратори; роздільностатеві; в період розмноження самці і самки одночасно викидають статеві продукти прямо у воду, де і відбувається запліднення. М'ясо мідії їстівне, вони містять біологічно активні речовини і використовується для дієтичного харчування.

ГОЛОВОНОГІ – група молюсків, які мають симетричне тіло з добре розвиненими головою, тулубом і щупальцями – 650 видів. Це виключно морські організми; хижаки, які живляться рибою, крабами та іншими тваринами. Можуть змінювати забарвлення тіла, містять різні пігменти. На щупальцях знаходяться присоски для утримання здобичі. Черепашка в більшості лежить під шкірою. Мантія на червоному боці тіла утворює мантійну порожнину, яка відкривається назовні щілиноподібним отвором. У травній системі – тверді рогові щелепи, терка, терка, дві пари слинних залоз. У задній кишці – чорнильні залози, секрет якої має захисне значення. Кровоносна система – майже замкнена, серце добре розвинене, яке скл з шлуночка та двох передсердь. Нервова система – нервові вузли утворюють велике навкологлоткове скупчення – мозок, який захищений хрящовою капсулою. Очі – добре розвинуті. Роздільностатеві; прямий розвиток, розмножуються один раз у житті. У деяких видів спостерігається турбота про потомство.

Кальмари – мають 10 щупалець. Черепашка рудиментна у вигляді внутрішньої хітинової пластинки. Це група найрухливіших головоногих молюсків з розвинутими плавцями. Тіло – торпедоподібне, рухаються з великою швидкістю хвостом вперед. Уздовж тіла проходить хрящова «стрілка», що підтримує тіло. Забарвлення різноманітне, деякі мають прозоре тіло. Представник – кальмар звичайний, кальмар антарктичний, кальмар крилорукий.

Каракатиці – ряд головоногих молюсків, які мають вапнякову черепашку у вигляді широкої пластинки, яка займає всю спинну сторону тулуба, дуже міцна. Тіло – сплющене зверху вниз. Є втягувальні щупальця. Представники – каракатиця звичайна, каракатиця широкорука, каракатиця фараона.

Восьминоги – мають 8 щупалець, які не мають хітинових кілець, не утворюють кігті й гачки. Тіло – мішкоподібне, без плавців. Живляться крабами, лангустами, рибою та молюсками. Слина містить отруту, яка паралізує і частково розчиняє тверді панцири раків. Є небезпечною отрута для людини. Властива турбота про потомство. Представники – восьминіг звичайний, восьминіг велетенський, восьминіг арктичний, восьминіг-аргонавт.

ТИП ХОРДОВІ

Хордові – це багатоклітинні вториннопорожнинні двобічносиметричні тришарові тварини, на ранніх стадіях або протягом всього життя мають хорду, трубчасту нервову систему, зяброві щілини в глотці.

Ознаки: 1) багатоклітинність; 2) наявність вторинної порожнини, яка втратила свою опірну функцію і забезпечує захист внутрішніх органів при рухах; 3) наявність двобічної симетрії тіла; 4) наявність трьох зародкових листків – ектодерми, ендодерми, мезодерми, які формують різні тканини і органи.

Ознаки, які характерні тільки хордовим: 1) наявність хорди – це внутрішній осьовий скелет, пружній еластичний тяж, що проходить уздовж всього тіла і його віссю; розвивається із ендодерми, у нижчих хордових зберігається все життя, а у вищих замінюється на хребет; 2) нервова система трубчастого типу; нервова трубка – зачаток центральної нервової системи хордових тварин, що формується над хордою та має внутрішню порожнину (невроцель); нервова трубка потовщується і утворює головний мозок, а задній-спинний мозок; має ектодермальне походження; 3) травна трубка під хордою – відділи: передня, середня і задня трубки; 4) наявність зябрових щілин в глотці; зяброві щілини – два ряди отворів, що пронизують передній відділ кишки – глотку і з’єднують її порожнину із зовнішнім середовищем; 5) серце – в черевній частині тіла, під хордою і травною трубкою; у ланцетника серця немає, його замінює скоротлива черевна аорта; у всіх інших – 4-х камерне; 6) органи виділення – нирки, що є видозміненими метанефридіями; 7) шкіра є покривною системою, яка складається з епітелію і власне дерми, наявні розвинені залози; 8) нейрула - стадія ембріогенезу, відбувається закладка нервової трубки.

Тип Хордові об’єднує три групи: Безчерепні, Личинковохордові, Черепні (Хребетні).

БЕЗЧЕРЕПНІ – збереження хорди і нервової трубки упродовж всього життя, немає черепа. Представник – ланцетник європейський – 4-8 см, живе колоніями.

ЛИЧИНКОХОРДОВІ – покривники- мають ознаки хордових на личинковій стадії. Тіло у вигляді мішка, яке вкрите особливою оболонкою. Представник – асцидія пурпурова.

ЧЕРЕПНІ (ХРЕБЕТНІ) - хрящові риби, кісткові риби, земноводні, плазуни, птахи й ссавці. Хребетні – хордові тварини, який мають осьовий скелет – хребет, що поєднується зі скелетом голови – черепом. Добре розвинений головний мозок і вища нервова діяльність, що є основою набутої поведінки; наявні складні органи чуттів; присутній череп; щелепний апарат.

РИБИ – це хордові хребетні холоднокровні тварини, пристосовані у водному середовищі – 21000 (200 в Україні). Ознаки: 1) поява черепа, що захищає головний мозок й органи чуття; 2) поява щелеп, які забезпечують захоплення та утримування їжі; 3) поява парних плавців, що забезпечують велику рухливість; 4) розвиток головного й спинного мозку, що вплинуло на поведінку й ускладнення процесів життєдіяльності.

Іхтіологія – наука, яка вивчає риб.

Типовий представник – окунь річковий – усі плавці, крім хвостового, мають нерозчленовані гострі колючі промені. Зяброва кришка у верхній частині закінчується гострим шипом, деколи подвійним. Забарвлення – зеленувато-жовте, з боків – темні поперечні смуги. Тіло – обтічне, видовжене, завдяки цьому швидко пересуваються у воді; 3 відділи: голова, тулуб, хвіст. На голові – пара очей, пара ніздрів, ротовий отвір і зяброві щілин (зяброві кришки). Тулуб – є парні (грудні і черевні) і непарні (спинний, хвостовий та анальний) плавця. Плавці – складки шкіри, всередині яких розміщені опорні промені із сполучної тканини. Є парні (грудні й черевні) й непарні (спинний, хвостовий і підхвостовий) плавці. Покриви – слизові залози і луска. Луска риб – тверді шкірні утвори, що виконують захисну та опорно-рухову функції. Для луски властивий ріст з утворенням річних кілець, що дозволяють визначити вік і темпи росту риб. Опора й рух – череп – кістковий – скл з 2 відділів: мозкового (з нерухомо з’єднаних між собою кісток) і вісцерального (зяброво-щелепного, який складається з рухомої щелепної дуги, під’язикової дуги, зябрових дуг і зябрових кришок). Хребет – з хребців, між якими є залишки хорди; 2 відділи – тулубовий і хвостовий; хребці мають тіло, верхню і нижню дуги; до нижніх дуг тулубових хребців прикріплюються до ребра, які вільно закінчуються в мускулатурі. Скелет парних кінцівок – плечовий і тазовий пояси та кісткові промені. М’язи – сегментовані, але є і диференційовані на окремі мускули. Травлення – у травній системі: ротова порожнина (має однотипні зуби, язик без м’язів, слинні залози відсутні), глотка (має зяброві щілини), стравохід (короткий і широкий), шлунок (слабо відмежований із 3 сліпими виростами), тонкий кишечник (з протоками підшлункової залози і печінки), задня кишка (з анусом). Наявний плавальний міхур – орган риб, який розвивається як виріст стравоходу, є гідростатичним апаратом, а також у деяких риб бере участь у диханні та утворенні звуків. Дихання – внутрішні зябра. Утворений зябровими дужками, на яких розміщені зяброві пелюстки й зяброві тичинки. Газообмін відбувається у пелюстках, тому вони мають густу сітку кровоносних капілярів. Венозна кров у пелюстках насичується киснем і перетворюється в артеріальну. Кров від зябер несе кисень до всіх тканин та органів тіла. З внутрішньої сторони зябрових дуг знаходяться зяброві тичинки, які виконують роль фільтра і захищають пелюстки від пошкоджень. Транспорт речовин – замкнена кровоносна система. Серце двокамерне, одне коло кровообігу; в серці лише венозна кров; входить селезінка – спеціальний орган кровоносної системи, в якому утв клітини крові. Холоднокровні (пойкілотермні) тварини – мають обмежену здатність до терморегуляції, тому температура їхнього тіла залежить від температури їхнього тіла залежить від температури довкілля. Виділення – тулубові нирки. Кінцевий продукт обміну – амоніак. Нервова система – передній мозок не утворює півкуль (вищий нюховий центр), проміжний мозок малий, середній добре розвинений (розташовані центри інстинктів та виникають умовні рефлекси), разом із проміжним, довгастим і спинним, регулює усі процеси життєдіяльності, мозочок – в залежності від активності рухів, довгастий мозок – добре розвинений (центр життєдіяльності). Від мозку відходить 10 пар черепно-мозкових нервів. Спинний мозок – тонкий. Присутні рефлекси – реакції організму на зовнішні подразники, які здійснюються через нервову систему; безумовні рефлекси (реакція риби на здобич); інстинкти (нерестова поведінка); умовні рефлекси (умовний рефлекс на постукування об скло акваріума).прояви поведінки: репродуктивна, територіальні, захисна, харчова. Органи чуттів – очі мають плоску рогівку і кулястий кришталик, повіки відсутні; органи нюху – невеликі мішечки, є тільки внутрішнє вухо. Орган чуття – бічна лінія – відчуває коливання води, напрям течії тощо. Розмноження – статеве із явищем роздільностатевості; запліднення – зовнішнє, відкладання ікри. Зустрічається внутрішнє запліднення, гермафродитизм і живородіння. Статевий диморфізм – розміри тіла, величині і розміщенні плавців, у появі шлюбного вбрання, поведінці, утворенні звуків. Органи розмноження – яєчники і сім’яники, які є парними. В яєчниках розвиваються яйцеві клітини (ікринки), а в сім’яниках – молочко із сперматозоїдами. Спостерігається нерест, післянерестовий нагул та зимівля. Нерест – процес відкладання рибами ікри з подальшим її заплідненням. Час моменту відкладання ікри риб до виходу з неї личинок – інкубаційний період – залежно від температури води. Прохідні риби – мігрують із морів до річок (осетер, севрюга, горбуша, кета, лосось), або з річок в моря (європейський і американський вугри). Розвиток – непрямий з перетворенням (ікра-личинка-мальок-доросла особина). Зародок розвивається із жовтка, багатого на поживні речовини. З ікри виходять личинка, яка має жовтковий мішок і позбавлена плавця і луски. Не виявляють турботи про нащадків, віднерестившись – кидає ікру.

Основні групи: хрящові ті кісткові риби

ХРЯЩОВІ РИБИ – це група риб, у яких: 1) хрящовий скелет; 2) відсутні зяброві кришки та плавальний міхур; 3) різнолопатевий хвостовий плавець; 4) у травній системі є спіральний клапан та клоака; 5) запліднення внутрішнє; 6) розвиток прямий.

АКУЛИ – група хрящових риб з обтічним видовженим тілом, поширених здебільшого в морях і океанах. Більшість – хижаки, мають гострі зуби в декілька рідів. Тіло – вкрите особливою лускою, що має дентин й емаль; надають лусці твердості й стійкості. Не мають плавального міхура, тому повинні весь час плисти, щоб не потонути. Короткозорі, мають гарний нюх і добре розвинена бічна лінія. Відкладають яйця, що мають пристосування для прикріплення до підводних предметів (1-500 яєць). Присутнє народжування живих дитинчат. Представник – катран звичайний, або морська собака – живородна акула. Планктоноїди – китова і велетенська акули; хижі – акула-молот, велика біла акула.

СКАТИ – це група хрящових риб зі сплющеним широким тілом, поширених здебільшого в морях і океанах. Грудні плавці зростаються з головою, спинні й хвостові плавці дуже малі, анальних плавців немає. Ротовий отвір, ніздрі й зяброві щілини знаходяться на черевній стороні тіла. Немає гострих зубів, шкіра – гладка. Більшість – малорухливі, мешкають на дні. Є яйцекладні (морська лисиця) і живородні (морський кіт, або хвостокол звичайний) види. Представники – риба-гітара, риба-пилка, скати-метелики, морська лисиця, морський диявол.

КІСТКОВІ РИБИ – це група риб, у яких: 1) кістковий скелет; 2) наявні зяброві кришки та плавальний міхур; 3) різнолопатевий хвостовий плавець; 4) відсутня клоака; 5) запліднення зовнішнє; 6) відкладання ікри та непрямий розвиток.

ОСЕТРОВІ – луска у вигляді бляшок; хвостовий плавець – різнолопатевий, наявний плавальний міхур. Представники родини – білуга, осетри, севрюга, стерлядь. Осетер європейський – вид риб з родини осетрових.

ОСЕЛЕДЦЕПОДІБНІ – рибо, тіло яких сплющене з боків, сріблясте, вкрите лускою. Плавці з м’якими променями. Плавальний міхур зв’язаний з кишечником, живляться планктоном. Представники – оселедці, сардини, кілька, шпроти, анчоуси. Оселедець чорноморський – риба родини оселедцеві, прохідна риба.

ЛОСОСЕПОДІБНІ - це риба, у яких тіло стиснене з боків, з жировим плавцем без променів, розташованим на спині перед хвостовим плавцем; більшість є прохідними рибами. Представники: кета, горбуша, нерка, сьомга, форель. Горбуша, або рожевий лосось – вид риби, родини лососевих. Короткий термін життя – 2 роки.

ОКУНЕПОДІБНІ – це риби, у яких тіло вкрите лускою, плавці з колючими променями, плавальний міхур втрачає зв'язок з кишечником. Хижі і бентофаги. Представники – окуні, судаки, йоржі, ставриди, скумбрії, тунці, парусники. Судак звичайний – вид риб родини окуневих.

КОРОПОДІБНІ – це риби, у яких голе або вкрите лускою, є глоткові зуби, плавці з м’якими променями, плавальний міхур з’єднаний з кишечником упродовж всього життя. Фітофаги, хижі і всеїдні риби. Представники – плітка, лящ, карась, короп, амур, товстолобик, тараня, в’юн звичайний. Плітка звичайна (родина коропових), лящ звичайний (родина коропових),карась звичайний (родина коропові), короп звичайний (родина коропові).

ТИП АМФІБІЇ, АБО ЗЕМНОВОДНІ

АМФІБІЇ, АБО ЗЕМНОВОДНІ – це хордові хребетні холоднокровні тварини, у яких з’являються п’ятипалі кінцівки та легеневе дихання для життя на суші, але їхнє розмноження й розвиток пов’язані з водним середовищем – 4000 видів (17 в Україні). Ознаки: 1) поява п’ятипалих кінцівок; 2) розвиток легень; 3) поява трикамерного серця; 4) поява двох кіл кровообігу; 5) прогресивний розвиток центральної нервової системи та органів чуття.

Батрахологія – наука, яка вивчає земноводних.

Тіло – має голову і тулуб, хвіст тільки у хвостатих. На голові розташовані очі, ніздрі, рот й барабанна перетинка. Кінцівки наземних хребетних – це парні п’ятипалі кінцівки, сформовані за принципом членистих важелів з суглобами, у яких виділяють три відділи. Передні кінцівки: плече, передпліччя, кисть; задні кінцівки – стегно, гомілки й стопа. Між пальцями кінцівок у багатьох є плавальні перетинки. Покриви - гола шкіра з багатоклітинними слизовими залозами, секрет який забезпечує зволоження поверхні тіла і захист від проникнення хвороботворних мікроорганізмів та нападу хижаків. Можуть бути отруйні залози. Опора – внутрішній скелет: 1) посилення хребта в якому розрізняють шийний, грудний, крижовий та хвостовий відділи; 2) рухоме з’єднання черепа з хребтом, ребра й грудна клітка відсутні; 3) посилення скелета кінцівок і їхніх поясів: плечовий пояс (лопатки, ключиці, вороняча кістки і грудина) й тазовий пояс (2 зрощені тазові кістки). Рух амфібій відбувається за участю м’язів (антагоністи і синергісти). Травлення – травна система; є кишківник; в ротовій порожнині м’ясистий язик, слина без ферментів, недиференційовані зуби, задня кишка має клоаку. Дихання – за допомогою шкіри і органів дихальної системи : парних мішкоподібних легенів та дихальних шляхів (ніздрі, ротоглоткова порожнина, трахейно-гортанна камера). Легені – органи повітряного дихання, які у хребетних закладаються у вигляді парних випинань стінки глотки. Є 4 способи дихання – шкірне, ротове, легеневе і зяброве. Виникає голосовий апарат. Транспорт речовин – кровоносна система – серце трикамерне(два передсердя і шлуночок), і два кола кровообігу – мале і велике. Мале (легеневе) коло кровообігу – рух крові від шлуночка до лівого передсердя через легені, в яких відбувається її збагачення киснем. Велике коло кровообігу – рух крові від шлуночка серця до правого передсердя під час якого відбувається надходження з крові до тканин та органів кисню й поживних речовин. Характерною ознакою земноводних є наявність «третього кола кровообігу», яке забезпечує оксидування венозної крові. Утворюється шкірними артеріями, капілярами та шкірними венами. Еритроцити у земноводних утворюється не лише в селезінці, а й у червоному кістковому мозку, який характерний лише для наземних хребетних. Це холоднокровні тварини, оскільки в органи надходить переважно змішана кров, що обумовлює невисоку інтенсивність обміну речовин і утворення невеликої кількості тепла. Виділення – видільна система; тулубові нитки – сечоводи – клоака – сечовий міхур. Нервова система – головний мозок: передній мозок має 2 розділених півкулі, довгастий мозок – збільшився. Від головного мозку – 10 пар ЧМН. Спинний мозок – має шийне й поперекове потовщення. Органи чуттів – бічна лінія; органи зору – поява 3 повік, слізних залоз; середнє вухо – відділ органів слуху, до складу якого входять слухова кісточка та барабанна перетинка; поява органів нюху внутрішніх утворів – хоан. Розмноження – статеве із явищем роздільстатевості. Запліднення – зовнішнє (безхвості) або внутрішнє (хвостаті), наявний статевий диморфізм. Розмножуються у воді за допомогою ікри. Кожна ікринка має прозору драглисту оболонку, яка у воді набухає. Розвиток – непрямий (безхвості у воді) і прямий (земноводні деякі на суші). Перетворення личинок амфібій (пуголовок), на дорослу істоту наз метаморфозом і контролюється йодовмісним гормоном тироксином. Деяким властива неотенія - розмноження на личинковій стадії. Регенерація добре виражена у хвостатих земноводних.

Поділяють на 3 групи: хвостаті, безхвості і безногі.

ХВОСТАТІ – група амфібій з видовженим тілом, у якому є добре виражений хвостовий відділі однакові кінцівки. Належать – саламандри, тритони, протеї, сирени, амбістоми. Представники – тритон звичайний, тритон карпатський, тритон альпійський, саламандра плямиста (поширені в Карпатах)

БЕЗХВОСТІ – група земноводним з коротким тілом, у яких хвостовий відділ не виражений, задні кінцівки розвинені набагато краще за передні, часто мають плавальні перетинки між пальцями – 3500 видів. Хвіст є лише у пуголовків, а хвостові хребці, що залишилися у дорослих, злилися в паличкоподібну кістку. Особливості: обмежена кількість хребців (9), видовжені тазові кістки, наявна барабанна порожнина і барабанна перетинка. До групи належать жаби(ставкова,озерна, трав’яна, гостроморда ), ропухи (зелена, звичайна, очеретяна), квакші, кумки (жовточеревна, червоночеревна) та ін.

БЕЗНОГІ – група амфібій з черевоподібним видовженим із кільцеподібними перехватами тілом, яке позбавлене кінцівок і хвоста – 170 видів; запліднення внутрішнє; яйця розвиваються поза водою, лише остання стадія личинки пов’язана з водним середовищем. До ряду належать – черв’яги кільчасті, рибозмій цейлонський та ін.

ТИП РЕПТИЛІЇ, АБО ПЛАЗУНИ

ТИП РЕПТИЛІЇ, АБО ПЛАЗУНИ – хордові хребетні холоднокровні тварини, пристосовані до наземного способу життя – 8000 видів (21 в Україні). Ознаки: 1) розвиток на поверхні тіла рогових лусок; 2) розвиток п’ятипалих кінцівок; 3) поява грудної клітки й поперекового відділу хребта; 4) поява кори півкуль великого мозку; 5) поява яйцевих та зародкових оболонок.

Тіло – поділене на голову, тулуб і хвіст. Мають шию, яка збільшує рухливість голови. На голові розташовані органи чуття. Очі розвинені – 3 повіки, слізні залози і розрізняють кольори. Органи дотику й сприйняття запахів є язик. В ротовій порожнині може міститися отруйний апарат, що має отруйні зуби і отруйні залози. Кінцівки розташовані по боках тулуба, у багатьох видів кінцівок немає або вони малі й не помітні. Покриви – шкіра суха майже не має залоз. Вона вкрита роговими лусками або пластинками, які захищають від механічних пошкоджень та зайвих втрат вологи. Щільний покрив заважає росту плазунів, тому він супроводжується линянням. У зовнішній частині внутрішнього шару шкіри знаходяться спеціальні клітини з пігментами – хроматофори, завдяки яким деякі плазуни здатні змінювати забарвлення. Опора – ендоскелет; череп – кістковий; залишки зябрових дуг перетворилися на скелет язика і з’являється вторинне тверде піднебіння. Скелет тулуба зміцнюється. Хребет – 5 відділ: шийний (атлант і епістрофей; 7-10 хребців), грудний, поперековий, крижовий і хвостовий. З’являється грудна клітка (у змій і безногих ящірок відсутня), яка забезпечує реберний тип дихання. Скелет кінцівок – плечовий пояс (утв воронячими кістками, лопатками, ключицями, грудиною), тазовий пояс (з тазових кісток, які зрослися з 2 крижовими хребцями); кінцівки п’ятипалі з видовженими елементами плеча, передпліччя, стегна, гомілки і зменшеними розмірами кисті та стопи. Травлення – травній системі; язик і його мускулатура розвинені добре; з ротової порожнини їжа через глотку потрапляє в стравохід, потім до шлунка й у відносно довгий кишечник, який відкривається в клоаку. Печінка і підшлункова залоза розвинені добре. Дихання – дихальна система – парні комірчасті легені та дихальні шляхи (ніздрі, гортань, трахея, дві бронхи). Реберний тип дихання, забезпечується міжреберними м’язами. Шкірне дихання відсутнє. Транспорт речовин – замкнена кровоносна система; трикамерне серце з неповною перегородкою між шлуночками. Кров змішується і вони є холоднокровними. Їхній обмін речовин залежить від температури середовища. Виділення – видільна система – парні тазові нирки – сечоводи – клоаку – сечовий міхур(виділяється сечова кислота). Регуляція процесів – нервова система: а) головний мозок більших розмірів; б) передній мозок має кору півкуль і здійснює провідну роль в організації поведінки; в) добре розвинені середній мозок, мозочок і довгастий мозок; г) від головного мозку відходить 12 пар ЧМН. Кора півкуль переднього мозку – шар сірої речовини, який вкриває великі півкулі у наземних хребетних тварин. Подразливість – удосконалюється. Розмноження – прямий, не пов’язаний з водним середовищем. Утворюються особливі ембріональні утвори, що захищають зародок в яйці – зародкові оболонки. На ранніх стадіях розвитку починає утворюватися амніон, який обростає зародок, в результаті чого він стає поміщеним в амніотичну порожнину з рідиною. Зародок захищений від зіткнення зі шекаралуповою оболонкою. Утв алантоїс, що виконує функцію органу дихання; зародок виділяє в алантоїс продукти виділення. Регенерація – розвинена у справжніх ящірок, яким властива аутотомія (самоскалічування). Поведінка – деякі турбуються про нащадків; притаманні такі сезоні явища: зимівля, період розмноження, період літньої активності.

Належать такі групи: Лускаті, Черепахи, Крокодили.

ЛУСКАТІ – група плазунів, у яких на поверхні тіла наявні рогові луски і щитки. До ряду Лускаті належать хамелеон, ящірки та змії.

Ящірка прудка – родина справжні ящірки – зеленого кольору, самка-переважно сіре або буре, живиться комахами. Більшості ящірок властива здатність відламувати хвіст при подразненні.

Родина гадюкових – відсутні кінцівки, середнє вухо, грудна клітка та рухливі повіки; рухливо з’єднані кістки лівої і правої щелеп дають їм змогу заковтувати здобич цілком - гадюка звичайна, гадюка степова (отруйні); 8 неотруйних – вуж звичайний, вуж водяний, мідянка, полоз жовточеревий, полоз леопардовий, полоз лісовий, полоз чотирисмуговий, полоз візерунчастий.

ЧЕРЕПАХИ – група рептилій з кістковим панцирем, у якому міститься тіло – 250 видів. Зубів немає; їхню функцію виконують ротові чохли, що мають гострі краї та вкривають щелепу. Більшість – рослиноїдні, але є і хижаки, які живляться медузами, рибою, земноводними тощо. Добре розвинена мускулатура кінцівок. Органи зору розвинені добре, а нюху – слабо. Ростуть упродовж всього життя. Представники – черепаха європейська болотяна, черепаха слонова, черепаха зелена, черепаха шкіряста.

КРОКОДИЛИ – група рептилій, у яких видовжене тіло, вкрите роговими щитками. Це найбільш високоорганізована група сучасних рептилій, які мають багато пристосувань до напівводного способу життя: плавальні перетинки між пальцями задніх ніг, довгий хвіст, стиснутий з боків, виступаючі над поверхнею голови очі та ніздрі, клапани в ніздрях та слухових отворах. Мають чотирикамерне серце, зуби з коренями. До родини гавіанів належить лише один вид – гавіан гангський - дуже довгі щелепи, сотні дрібних гострих зубів. До родини алігатори нал 7 видів – алігатор міссісіпський, алігатор китайський та каймани. До родини крокодили належать крокодил нільський і крокодил гребінчастий.

ТИП ПТАХИ

ТИП ПТАХИ – хордові хребетні теплокровні тварини, пристосовані до польоту – 11000 видів (400 в Україні). Ознаки, які пов’язані з польотом: наявність крил, пір’євий покрив; легкий і міцний скелет; розвиток м’язів, що забезпечують політ; губчасті легені та повітряні мішки; чотирикамерне серце і розподіл крові на артеріальну та венозну; теплокровність; у травній системі відсутність зубів, вкорочення кишечника; відсутність сечового міхура; відсутність правого яєчка у самок.

Наука, яка вивчає птахів – орнітологія.

Тіло – голова, шия, тулуб, хвіст. На голові: очі - з рухливими повіками (верхньою, нижньою, мигальною перетинками); ніздрі та слухові отвори. Розрізняють різні кольори. Слух гострий, нюх недорозвинений. Мають дзьоб – з верхньої (наддзьобок) і нижньої (піддзьобок) частин, вкритих роговими чохлами. Дзьоб птахів – орган, утворений беззубими щелепами, які одягнені роговими чохлами. Форма – залежить від характеру живлення. Шия видовжена, досить рухлива. Тулуб – обтічна форма, кінцівки у вигляді крил і задніх ніг. Крила пристосовані до польоту. Основу крил становлять плече, передпліччя і кисть, в якій збереглися лише три пальця. Форма крил залежить від особливостей польоту. Крила птахів – видозмінені передні парні кінцівки, будова яких дозволяє створювати підйомну силу та надає птахам здатність до польоту. У деяких птахів крила слугують для плавання (пінгвіни), а у нелітаючих (страус, казуарів, ківі) – крила в залишковому стані або зовсім відсутні. Птахи – двоногі тварини; мають 4 пальця; 3 спрямовані вперед, один – назад. Покриви – суха шкіра, тонка, вкрита пір’ям і позбавлена залоз. Над основою хвоста є куприкова залоза, секретом якої птахи змащують пір’я, що робить його еластичним та водонепроникним. Пір’євий покрив – легкий, надійний та міцний – є незамінною опорою у повітрі, зберігає тепло, придає обтічної форми тілу та бере участь у теплорегуляції. Пір’я – рогові утвори шкіри, що вкривають більшу частину тіла птахів і утворюють оперення. Розрізняють контурні (махові, рульові та покривні пера), пухові, пух, ниткоподібні, щетинкоподібні пера. Забарвлення – різне, часто яскраве, визначається пігментами (меланіни і ліпохроми), періодично, пір’євий покрив повністю або частково замінюється шляхом линяння.

Тип пір’я	Особливості будови	Функції
Контурні	Мають стрижень (колодочка і стовбур) з опахалами (борідки 1-го і 2-го порядків)	Обтічність покривів, захист тіла від механічних ушкоджень, участь у польоті
Пухові та пух	Мають стрижень і опахало з борідок 1-го порядку; у пуху вкорочений стрижень з пучечком борідок	Термоізоляція
Ниткоподібні та щетинкоподібні	Мають стрижень без опахала	Сприймання дотику, «прикрашальні» утвори

Опора – ендоскелет з ознаками пристосувань до польоту. Скелет – кістковий, легкий, міцний з тонких, пневматичних кісток, частина яких зростається: 1) череп суцільний, тонкостінний: мозковий відділ об’ємний і його кістки зростаються в монолітний утвір; вісцеральний – видовжений, що зумовлено появою дзьоба, щелепи беззубі; 2) скелет тулуба – хребет з 5 відділів: шийний (хребці надзвичайно рухливі), грудний (хребці зрослися між собою), поперековий (зрослися), крижовий (зрослися), хвостовий (6-9 хребців, останні зрослися з утворенням куприка); задні грудні, поперекові, крижові і передні хвостові разом із тазовими кістками утворюють складні крижі (10-22 хребці); грудна клітка добре розвинута і міцна, ребра (з двох відділів – спинного та грудного, з’єднаних рухомо) мають гачки, грудина має кіль (у літаючих птахів) і грудні хребці; 3) скелет кінцівок: плечовий пояс – лопатки, воронячі кістки і ключиці, які зрослися у вилочку (надає пружності плечовому поясу); тазовий пояс – тазові кістки із хребцями утворюють складні крижі, які є опорою для ніг; передня кінцівка – плечова, ліктьова і променева кістки, одна складна кістка із кісток кисті і кістки 3 пальців; задня кінцівка – стегнова, гомілкові кістки, цівка із зрослих кісток стопи і кістки 4 пальців (полегшує злітання).

Рух – м’язова система – добре розвинена мускулатура, пов’язана з польотом: грудна мускулатура, м’язи шиї, задніх кінцівок, міжреберні та підшкірні м’язи. Травлення – в травній системі – наявність дзьоба, відсутність зубів, воло в якому їжа змочується, шлунок складний з 2 відділів: залозистого і м’язового, кишечник вкорочений, наявна клоака. Потребують великої кількості енергії для забезпечення сталої високої температури тіла (41-42 ⁰С) та польоту. Їжа перетравлюється швидко: сухе зерно за 2-3 год, соковиті ягоди – півгодини. Дихання – дихальна система – 1) парні губчасті легені; 2) дихальні шляхи – ніздрі, носова порожнина, гортанна щілина, верхня гортань, трахея, нижня гортань з голосовим апаратом, 2 бронхи, які галузяться до бронхіол (з’єднуються парабронхами); 3) повітряні мішки (4 парні і один непарний), який зумовлюють подвійний тип дихання (газообмін відбувається не лише під час вдиху, але і під час видиху). Дихальні рухи – опускання і піднімання грудної клітки. В польоті грудна клітка нерухома і акт дихання здійснюється завдяки рухам крил: 1) коли крила підіймаються, повітряні мішки розширяються і повітря надходить у них через легені; під час цього руху повітря, що було в легенях, переходить у передні мішки, а легені та задні мішки заповнюються свіжим повітрям; 2) під час опускання крил повітря з легень і передніх мішків виходить назовні, а із задніх – у легені. Транспорт речовин – кровоносна система – 4-камерне серце, артеріальна кров не змішується із венозною; 2 кола кровообігу – мале і велике. Температура тала – н залежить від температури середовища. Птахи – теплокровні, або гомойотермні тварини, що зумовлено інтенсивним обміном речовин та досконалими механізмами терморегуляції. Виділення - видільна система – тазові нирки-сечоводи-клоака без сечового міхура. Кінцевий продукт обміну білків – сечова кислота. Регуляція процесів – нервова система- головний мозок вирізняється великими розмірами півкуль (розвинена здатність до формування умовних рефлексів), сильним розвитком зорових часток (винятковий зір), дуже великим мозочком (складна координація рухів). Від головного мозку відходять 12 пар черепно-мозкових нервів. Поведінка - добова, місячна, сезонна, річна ритмічність і забезпечує пристосованість до мінливих умов середовища, задоволення життєво важливих потреб та продовження виду. Основні форми поведінки: харчова, статева, батьківська, агресивна, дослідницька тощо. В основі поведінки безумовні рефлекси; інстинкти; умовні рефлекси. Формами турботи про потомство є підбір місця для гнізда, висиджування та вигодовування пташенят, захист від ворогів, від перегрівання сонячним промінням, обігрівання пташенят тілом, підтримання чистоти гнізда тощо. Подразливість – орган зору з подвійною акомодацією і монокулярним кольоровим зором; органи слуху з трьох відділів: зовнішнє (слуховий прохід і барабанна перетинка), середнє (з одною слуховою кісточкою) і внутрішнє вухо; орган нюху слабко розвинений; орган смаку міститься в язику; орган дотику на оголених ділянках тіла, в основі щетинок. Розмноження – статева система – парні сім’яники у самців і один (лівий) яєчник у самок. Птахи роздільностатеві, запліднення – внутрішнє, розмножуються яйцями, які мають великі розміри, з великим запасом поживних речовин і яйцевими оболонками. Яйце – яйцеклітина, що, крім зародка, містить значний запас поживних речовин та вкрита зародковими оболонками. Формується після внутрішнього запліднення і в яйцепроводі самок вкривається яйцевими оболонками.

Назва частини яйця	Функції частин яйця
Шкаралупа	Захищає яйце від механічних пошкоджень, бактерій і грибків; забезпечує крізь пори газообмін; надає яйцю певної форми
Підшкаралупові оболонки	Це дві тоненькі плівчасті оболонки, які запобігають потраплянню до яйця шкідливих мікроорганізмів
Повітряна камера	Утворена внаслідок розходження підшкаралупових оболонок і містить запас повітря для зародка
Білкова оболонка	Складається з кількох шарів, захищає жовток від механічних пошкоджень і є джерелом води для розвитку ембріона
Канатики (халази)	Відходять від внутрішньої підшкаралупової оболонки та підтримують жовток так, що зародковий диск знаходиться зверху
Жовткова оболонка	Вкриває та захищає жовток
Жовток	Є запасом поживних речовин для зародка
Зародковий диск	Такий вигляд має зародок птахів

Розвиток – із зародкового диска при насиджуванні, є зародкові оболонки (амніон, алантоїс, сероза). Птахи, залежно від розвитку пташенят: виводкові – птахи, пташенятка яких вилуплюються з яйця розвиненим, вкритими пухом і здатними через кілька годин або наступного дня рухатись у пошуках поживи; нагніздні - птахи, пташенята яких голі, сліпі і не можуть самостійно живитися, у них не функціонує механізм терморегуляції. Річні цикли – гніздування, перельоти, зимівля. За пристосуванням до сезонних змін птахи поділяють: осілі птахи (гніздування та зимівля), кочові, перелітні птахи (весняний переліт-гніздування – осінній переліт-зимівля).

У класі Птахи виділяються дві групи – Безкілеві та Кілеві.

БЕЗКІЛЕВІ – група птахів, які не здатні до польотів. Довга шия, недорозвинені крила, грудина без кіля і добре розвинені задні кінцівки, швидко бігають, живляться рослинною їжею та дрібними тваринами, тип розвитку – виводковий. До Групи Безкілеві належать:

Ряд Страуси – страус африканський- на ногах є два пальці.
Ряд Страуси американські з родини Нандові і 2 видами – нанду північний і довгодзьобий;
Ряд Ему і казуари з двома родинами : Казуарові з 3 видами (казуар звичайний) та Ему з одним видом – ему;
Ряд Ківі з родиною Ківі та трьома видами: ківі звичайний – веде нічний спосіб життя.

КІЛЕГРУДІ – група птахів, які зберегли здатність до польоту; основна маса сучасних видів. Притаманна особлива структура піднебіння, грудина має добре розвинений кіль, кістки пневматичні, пір’я має зімкнуті опахала, розвинена куприкова кістка та ін. група Кілегруді – Пінгвіноподібні, Дятлоподібні, Куроподібні, Гусеподібні, Соколоподібні, Совоподібні, Лелекоподібні, Журавлеподібні, Горобцеподібні.

ПІНГВІНОПОДІБНІ –група птахів, які втратили здатність до польотів і пристосовані до плавання та пірнання. Крила перетворилися на ласти, пальці з плавальною перетинкою, грудина має розвинений кіль, кіски важкі і містять масляний кістковий мозок. Одна родина Пінгвінові з 18 видами – пінгвін імператорський, пінгвін малий.

ДЯТЛОПОДІБНІ - це птахи, що пристосувалися на деревах. Долотоподібний дзьоб, крила широкі і тупі, ноги короткі чотирипалі з міцними загнутими кігтями, жорсткий хвіст, живляться комахами, які живляться у деревині. Тип розвитку нагніздний. Належить 380 видів з таких родин як дятлові, тукани, медоуказчики. Види – дятел зелений, дятел сивий, дятел великий строкатий, дятел сирійський, дятел білоспинний, дятел малий, дятел чорний (жовна), крутиголовка.

КУРОПОДІБНІ – це птахи лісів та полів, у яких короткі дзьоб і крила, сильні ноги з міцними пальцями, виводковий тип розвитку – більшість рослиноїдні. Ряд куроподібні – 250 видів, поділених на родини – Гоацини, Смітні кури,Деревні кури, Тетеревині (білі куріпки, перепели, тетеруки, рябчики, глухарі), Фазанові (індики, сарки, павичі, фазани, перепели, сірі куріпки). У фауні України поширеними є 8 видів куроподібних: фазан звичайний, куріпка сіра, куріпка біла, тетерев звичайний, глухар звичайний, рябчик, перепел, кеклик.

ГУСЕПОДІБНІ – це птахи водойм і боліт, у яких широкий з роговими пластинками дзьоб, довга шия, середні крила, короткі ноги з плавальною перетинкою між пальцями, живляться рослинною і тваринною їжею, тип розвитку – виводковий. Об’єднують 150 видів, поділених на родини Качкові (лебеді, гуси, качки, казарки), Пеламедеї . В Україні трапляється 33 види – качка-крижень, лебідь-шипун, гуска сіра.

СОКОЛОПОДІБНІ – це денні хижі птахи лісів, степів, боліт – короткий гачкуватий дзьоб, добре розвинені крила, короткі чотирилапі з довгими загнутими кігтями ноги, добре розвинений зір тощо; живляться тваринною їжею; тип розвитку – нагніздний. До ряду Соколоподібні належить 270 видів, які утворюють родини: грифи американські, секретарі, соколині, яструбові (яструби, шуліки, орли, орлани, осоїди, луні, беркут), скопині. Найбільний представник виду кондор американський, найменший – сокіл карликовий.

СОВОПОДІБНІ – це хижі птахи, які пристосувалися до присмеркового та нічного способу життя; великі очі з розширеними зіницями, добре розвинений зір і слух, короткий гачкуватий дзьоб, короткі чотирипалі з довгими загнутими кігтями ноги, добре розвинені крила з м’якими опахалами тощо; живляться тваринною їжею, тип розвитку нагніздний. У світі налічується 130 видів сов, які належать до двох родин: совові (сова вухата, сова болотяна, сич хатній, сичик горобиний) та сипухові (сипуха звичайна).

ЛЕЛЕКОПОДІБНІ – це птахи водойм, боліт, які добре ходять у воді, але не плавають; полюють на дрібних тварин, стоячи у воді або повільно ходячи по воді та вологих ділянках суші; довгий списоподібний дзьоб, які ловлять здобич, цівка та гомілка позбавлені пір’я, довга шия і довгі ноги, тип розвитку нагніздний; до ряду належать 112 видів, більшість з яких хижаки. У фауні України є представники родин: лелекові (лелека білий, лелека чорний), чаплеві (чаплі сіра, руда, жовта, біла), ібісові (коровайки, косарі).

ЖУРАВЛЕПОДІБНІ – це птахи боліт і степів, які добре ходять і бігають. Це великі птахи вагою 2-10 кг, з довгими ногами і шиєю та коротким хвостом. Крил у них широкі і великі. У багатьох видів трахея видовжена і утворює кілька петель, що сприяє утворенню гучних трубних звуків, живляться рослинною і тваринною їжею. Тип розвитку виводковий. До групи належать родини: журавлеві (журавлі сірий, білий, степовий, японський), арамові, трубачі.

ГОРОБЦЕПОДІБНІ – це дрібні і середні за розмірами птахи, більшість з яких пов’язані з деревною та кущовою рослинністю. Найчисленніша і найрізноманітніша група птахів, який налічує 5100 видів. Живляться різноманітною їжею. Тип розвитку нагніздний. Багато – мігруючі птахи (ластівки, солов’ї), але серед них є кочові (синиці, сойки) та осілі (хатній горобець). Найбільшою групою ряду є підряд співочі з такими родинами: воронові (крук, ворона сіра, галка, сорока, грак, сойка), шпакові (звичайний, рожевий, малий), ластівкові (міська, берегова, сільська), жайворонкові (польовий, лісовий), синицеві (велика, чорна), дроздові (дрізд співочий, дрізд чорний, соловейки, малинівка), ткачикові (горобці хатні, польовий), сорокопудові, оляпкові тощо. Найбільшим представником ряду є крук.

ТИП ССАВЦІ

ТИП ССАВЦІ – це хордові хребетні теплокровні тварини, для яких характерне вигодовування малят молоком – 5000 (100 в Україні), але кожного року науковці відкривають десятки нових невідомих раніше ссавців.

Теріологія – мамаліологія – наука, яка вивчає ссавців.

Ознаки: розподіл зубів на групи за функціями, наявність волосяного покриву й різноманітних залоз в шкірі, розташування кінцівок під тулубом, поява легень альвеолярної будови та діафрагми; розвиток зародка в організмі матері, вигодовування малят молоком тощо.

Життєві форми ссавців

Група	Пристосування	Приклади
Наземні ссавці	Пристосовані до швидкого бігу, мають стрункий тулуб, видовжені кінцівки та довгу шию	Коні, зебри, олені, вовки
Підземні ссавці	Мають валькувате тіло, вкорочені кінцівки, ледь виражену шию, тонкий слух та нюх	Ховрах, кріт, сліпаки, бабаки
Водяні ссавці	Обтічна форма тіла, ласти або кінцівки з плавальними перетинками	Тюлені, моржі, кити, видра
Літаючі ссавці	Наявність шкірних складок між кінцівками, перетворення передніх кінцівок на крила	Сумчаста білка, білка-летяга, кажани

Відділи ссавців – голова, шия, тулуб, хвіст. На голові розташовані очі з двома повіками (третя повіка недорозвинена) добре розвинені органи слуху, нюху, дотику, рот з губами, а всередині рота – зуби та язик, що є органом смаку. Передні та задні кінцівки зберігають будову, характерну для хребетних. П’ятипалі кінцівки розташовані під тулубом, завдяки чому тіло підняте над землею і має можливості до швидкого руху. Пальці ссавців мають кігті, нігті, копита, які є знаряддями нападу, захисту, риття, бігу тощо. Покриви тіла – міцна й еластична шкіра, що характеризується складною будовою. Присутні шкірні залози – епітеліальні утвори, що утворюють і виділяють речовини спеціального призначення. Потові – видільна й терморегуляційна функції; сальні – виділяють жир, який змащує волосся та шкіру, запобігаючи намоканню; пахучі – виділяють секрет для спілкування між тваринами, відлякування ворогів; молочні – є видозміною потових і виділяють молоко для вигодовування малят. Покрив – волосяний – похідні елементи шкіри, що здійснюють захист тіла від втрат тепла та ушкоджень. Його утворює остьове і пухове волосся та його видозміни – вібриси, щетина, голки. Волосяний покрив недовговічний і періодично замінюється під час линяння. Під шкірою утворюється прошарок жиру, що є важливим для проживання в холодних водах та перенесення несприятливих умов. Опора – скелет: череп кістковий з великим об’ємом мозкового відділу, розвивається кісткове піднебіння, яке додатково укріплює стінки ротової та носової порожнини і розмежовує їх, що дає змогу дихати під час пережовування їжі; хребет має 5 відділів, шийний 7 хребців; скелет кінцівок може видозмінюватися зі способом життя. Травлення – травна система – губи й передротова порожнина, ротова порожнина з руховим язиком й слинними залозами, диференційовані зуби, шлунок у деяких багатокамерний, довгий і диференційований кишечник тощо. Зуби – кісткові утвори ротової порожнини хребетних тварин, призначені для подрібнення й пережовування їжі, а також для нападу й захисту- різці, ікла, малі кутні та великі кутні; до складу зубів входять дентин, емаль і цемент і вони міцно сидять в лунках щелеп – альвеолах. Дихання – легені альвеолярної будови, що здійснюють швидкий газообмін. Діафрагма – це куполоподібний м’яз, що розділяє грудну й черевну порожнини та бере участь у диханні. Транспорт речовин – замкнена кровоносна система – чотирикамерне серце, 2 кола кровообігу (ліва дуга аорти від лівого шлуночка), кров не змішується (об’єм крові до 9,5 %, киснева ємкість до 24%, еритроцити без’ядерні). Теплокровність – гомойотермність – кров не змішується і сталість температури тіла забезпечується досконалими механізмами хімічної і фізичної терморегуляції на різних рівнях організації. Виділення – видільна система – тазові нирки – сечоводи – сечовий міхур – сечовидільний канал (сечівник). Основний продукт азотистого обміну – сечовина. В екскреції беруть участь також потові залози шкіри, дихальна й травна система. Регуляція процесів – нервова система – 5 відділів, розвинені великі півкулі з корою, площа якої збільшується за рахунок звивин і борозн. Подразливість –за участю органи чуттів; є звукова елонхація (утворення і сприйняття відбитих високочастотних звукових сигналів з метою орієнтації і біокомунікації). Зір стереоскопічний, кольорового зору немає. Очі захищені двома повіками з віями (мигальна перетинка редукована, у вусі з’являються вушні раковини та молоточок й коваделко, органи дотику є вібриси біля носа, очей і на тілі). Розмноження – роздільностатеве із внутрішнім заплідненням. Розвиток внутрішньоутробний, відбувається в матці. Матка – м’язовий порожнистий орган статевої системи, в якому відбувається розвиток зародка. У більшості ссавців під час вагітності у матці формується плацента. Плацента – тимчасовий орган, що утворюється для зв’язку плоду з організмом матері. Через плаценту зародок отримує кисень й поживні речовини із крові материнського організму і виділяє в кров продукти обміну та вуглекислий газ. Плацента утворює певні гормони та є бар’єром для шкідливих речовин. Після народження спостерігається вигодовування малят молоком – поживний секрет молочних залоз ссавців, що утворюється під час лактації у особин жіночої статі. Турбота про потомство у ссавців виражена добре, виявляється по-різному.

Клас Ссавці, або Звірі, поділяють на дві групи: Першозвірі (Яйцекладні) та Справжні звірі (живородні). За наявністю плаценти серед них виділяють Нижчі звіри (Сумчасті) та Вищі звірі (Плацентарні).

ПЕРШОЗВІРІ – група найпримітивніших ссавців, які розмножуються відкладанням яєць. Поширені в Австралії, на Тасманії і Новій Гвінеї. У дорослих тварин зубів немає, температура тіла нестала, розвиток зародка відбувається поза організмом матері при насиджуванні (качкодзьоб) або в шкірній сумці (єхидна). Молочні залози відкриваються численними отворами на залозистими поля. До першозвірів належать ряд Однопрохідні з такими представниками: єхидна коротконоса, єхидна довгоноса, єхидна-циклоп і качкодзьоб.

СУМЧАСТІ (НИЖЧІ ЗВІРІ) – група справжніх ссавців, які вже мають матку, але плацента в них не утворюється. У них є зуби, які не змінюються, клоаки немає. Плацента не утворюється, малята народжуються недорозвиненими і виношуються в сумці, в яку й відкриваються своїми протоками молочні залози. Поширені здебільшого в Австралії. Представники – Коала сірий і Кенгуру.

ПЛАЦЕНТАРНІ – ВИЩІ ЗВІРІ – група справжніх ссавців, у яких вже добре розвинені матка з плацентою. Є зуби, які міняються (молочні і постійні), клоаки немає, молочні залази відкриваються на сосках, розташованих на черевній частині тіла. Ряди: Комахоїдні (їжаки, кроти), Рукокрилі (вечірниці, кажани), Гризуни (вивірки, миші, пацюки, хом’яки, бабаки, бобри, нутрії, соні), Хижі (вовки, лисиці, тигри, леви, ведмеді, куниці, єноти, соболь), Китоподібні (кашалоти, косатки, дельфіни,кити), Парнокопитні (нежуйні: бегемоти, кабани; жуйні: зубр, козуля, лось, кози, вівці), Непарнокопитні (коні, осли, зебри, носороги), Примати (лемури, мартишки, макаки, павіани, орангутан, горили, шимпанзе).

КОМАХОЇДНІ – це група найпримітивніших плацентарних ссавців. Розміри тіла дрібні, череп з видовженим лицьовим відділом і порівняно невеликою мозковою коробкою, зуби слабодиференційовані, у багатьох – пахучі залози. Півкулі переднього мозку малі, без звивин й борозен. Є хоботок, добре виражений нюх. Живляться – комахами. В Україні 11 видів (4 родини)- їжак звичайний, кріт звичайний.

РУКОКРИЛІ – ЛИЛИКОПОДІБНІ – це група плацентарних, представники якої пристосовані до польоту. Передні кінцівки перетворилися в крила, на грудині кіль, добре розвинена грудна мускулатура. Рукокрилі ведуть присмерковий і нічний спосіб життя, тому їхній зір слабкий, зате слух дуже тонкий і є єхолокація. Є хижаки (кажани), рослиноїдні (летюча лисиця), паразити (ваипіри). Взимку впадають в сплячку або мігрують у теплі краї. Представники Кажанів – нічниці, вечірниця руда, нетопир лісовий; Крилани – летюча лисиця.

ГРИЗУНИ - це група плацентарних тварин ссавців, представники якої характеризуються наявністю чотирьох різців, що ростуть усе життя. Це найчисленніша група ссавців, яка поєднує дрібних і середніх за розмірами рослиноїдних тварин. Різці не мають коренів і постійно самозаточуються, емаль вкриває лише передню сторону. Відсутні ікла, корінні мають плоску жувальну поверхню. Є сліпа кишка. Характерне раннє статеве дозрівання, велика плодючість. Включають 3000 видів. Основні родини: вивіркові (вивірка звичайна, бабак степовий), мишеві (миша хатня, пацюк сірий), хом’якові (хом’як звичайний), нутрієві (нутрія), боброві (бобер європейський), вовчкові (соня лісова) тощо.

ХИЖІ - це група плацентарних ссавців, представники якої мають характерну форму черепа, великі гострі ікла та хижі зуби. Є 250 видів (17) , середні і великі за розмірами тварини, живляться тваринною їжею, добре розвинуті ікла, хижі зуби, пальці з міцними гострими іклами. Ведуть присмерковий або нічний спосіб життя і мають добре розвинений волосяний покрив, півкулі з велико. Кількістю звивин і борозн, ключиці – малі або відсутні. Родини: Псові (лисиця звичайна, вовк сірий, пес свійський), Ведмедеві (ведмідь білий, ведмідь бурий, велика панда), Куницеві (соболь, куниця лісова), Котові (рись звичайний, кіт лісовий, тигр, лев), Єнотові, Гієнові, Моржові, Тюленеві, Малі Панди, Мангустові.

КИТОПОДІБНІ – це група плацентарних ссавців, представники якої ведуть водний спосіб життя. Веретеноподібне обтічне тіло, гладка без шерсті шкіра, товстий шар жиру, який захищає від переохолодження. Передні кінцівки перетворилися на ласти, задні редуковані, хвіст закінчується великим горизонтальним плавцем. Добре розвинена ехолокація. Великі легені, велика кількість альвеол, висока концентрація гемоглобіну в крові, підвищений вплив міоглобіну в м’язах тощо. Дві групи: Кити зубаті – одновершинні зуби і одна зовнішня ніздря (родини: кашалоти, дельфіни, косатки) та підряд Кити вусаті – на верхній щелепі рогові пластини «китовий вус» (родини: кити гладкі, кити сірі). Відомо 90 видів, в Україні – дельфін-білобочка, морська свиня, чорноморська афаліна.

ПАРНОКОПИТНІ – ОЛЕНЕПОДІБНІ – це група плацентарних ссавців, представники якої характеризуються парним числом пальців на кінцівках. Наземні, рослиноїдні та всеїдні тварини великих розмірів, які пристосувалися до швидкого бігу в умовах відкритого ландшафту. Кінцеві фаланги несуть копита, кінцівки – дво- або чотирипалі, першого пальця завжди немаю, шлунок простий або складний. Дві групи: Нежуйні – всеїдні, 4 пальця на нозі, простіші корінні зуби, короткі ноги, простий шлунок (кабани, бегемоти); Жуйні – рослиноїдні, 2 пальця, складніші зуби і багатокамерний шлунок (зубр, козуля, кози, вівці).

НЕПАРНОКОПИТНІ – КОНЕПОДІБНІ – це група плацентарних ссавців, представники якої характеризуються непарним числом пальців на кінцівках. Рослиноїдні, однокамерний шлунок, перетравленню сприяють симбіотичні бактерії, які містяться в товстому кишщечнику. Кінцівки – 3 пальці, шлунок простицй, ключиць немає. 16 видів, у три родини – Тапірові – на передніх кінцівках збереглися 4 пальці, а на задніх 3; Носорогові – 3 пальці (носороги чорний і білий, індійський), Коневі – 1 розвинений палець (кінь свійський, зебри, кулан, кінь Пржевальського).

ПРИМАТИ - це група плацентарних ссавців, представники якої мають добре розвинені п’ятипалі хапальні кінцівки. Рухливі п’ятипалі кінцівки, протистояння великого пальця всім іншим, наявність нігтів на пальцях, стереоскопічний бінокулярний зір, волосяний покрив на тілі, недорозвинених нюх, ускладнення будови півкуль головного мозку, наявність ключиць, хапальні рухи здійснюються протистоянню великого пальця іншим. Кисті прекрасно згинаються і розгинаються. Ліктьові суглоби добре рухливі. На долонях і підошвах є папілярні візерунки. Потомство нечисленне, розвинена турбота про нього. Поділяють на дві групи: Мокроносі – мокрий ніс, кращий нюх, великий палець протиставлений іншим – руконіжки, лемури; Сухоносі – сухий ніс, гірший нюх, великий палець протиставлений іншим, одне дитинча. – виділяють: Довгоп’ятоподібні – дрібні примати, в тропіках, харчуються комахами і дрібними хребетними, довгі задні кінцівки, 5 довгих пальців, великі очі і зіниці; Мавпоподібні – групи широконосі та вузьконосі. Широконосі (мавпи Нового світу)- мавпи, ніздрі спрямовані вперед – карликова ігрунка, ревуни. Вузьконосі мавпи – мавпи Старого світу – вузька носова перегородка і ніздрі, спрямовані вниз – родини мавпові (мартишка карликова, макаки), гібонові (гібони), людинові (орангутан, шимпанзе, горила).

АНАТОМІЯ

Місце людини в системі органічного сівту:

Царство – Тварини

Підцарство – Багатоклітинні

Тип Хордові

Підтип Черепні, Хребетні

Клас Ссавці

Ряд Примати

Родина Гомініди

Рід Людина

Вид Людина розумна

Організм людини – це історично сформована цілісна біологічна система, якій властива відкритість, рівність, обмін речовин, енергії та інформації, саморегуляція, самовідтворення та самооновлення.

Рівні організації людського організму

Назва	Структурно-функціональні особливості рівня
Молекуляр-ний	Складниками є хімічні елементи та речовини, а основними функціональними проявами є біофізичні процеси й біохімічні реакції, які здійснюють перетворення енергії, речовини та інформації. Тіло людини складається на 60 % з води, на 34% з біоорганічних речовин, на 6% з біонеорганічних.
Клітинний	Структурними елементами є органели та їх поєднання, з якими пов’язане здійснення життєвих функцій. Саме на цьому рівні вперше виявляються усі властивості життя. Тіло людини утворюють понад 30 трильйонів клітин, які утворюють близько 200 різних типів. Клітини тіла людини містять 46 хромосом.
Тканинний	Елементами є клітини, які поєднуються у групи (функціональні одиниці)для виконання певних життєвих функцій. Ембріологічно всі тканини людського тіла походять з ентодерми, мезодерми та ектодерми. В організмі людини, як і тварин, розрізняють 4 групи тканин – епітеліальну, сполучні, нервову та м’язову
Органний	Елементами є тканини, які поєднуються в органи та їх поєднання (фізіологічні системи) для виконання певних фізіологічних функцій
Системний	Елементами є органи фізіологічних систем, які тимчасово поєднуються у функціональні системи для досягнення корисного для організму пристосувального результату. В організми людини виділяють кісткову, м’язову, нервову, серцево-судинну, дихальну, травну, сечовидільну, репродуктивну, ендокринну, імунну, покривну, сенсорні системи
Організмовий	У тілі людини розрізняють голову, шию, тулуб, верхні та нижні кінцівки

Людина розумна – біосоціальний вид, який виник в процесі антропогенезу під впливом біологічних та соціальних чинників – засновник Карл Лінней.

Антропогенез – процес виникнення і формування людини в процесі історичного розвитку, пов'язаний з розвитком її трудової діяльності, свідомості, членороздільної мови, первісних форм суспільства. Поява людини відбулася в антропогеновому періоді кайнозойської ери. Людина сучасного типу з’явилася приблизно 40000 років тому.

ТКАНИНА – це сформована система клітин і позаклітинної речовини, об’єднаних спільністю походження, будови і функції. Епітеліальна тканина походить з енто-, екто-, і мезодерми, сполучна і м’язова – з мезодерми, нервова з ектодерми.

Гістологія – наука про тканини.

Епітеліальні тканини розміщені на межі між зовнішнім та внутрішнім середовищем організму і здійснюють функцію захисту, виділення й обміну речовин із середовищем. Здатні до регенерації, побудовані з щільно поєднаних клітин та незначної кількості міжклітинної речовини. Бувають – залозисті та покривні (одношарові і багатошарові).

Тканини внутрішнього середовища – скл з різних за формою клітин та розвиненої міжклітинної речовини. Утворюють кістки, хрящі, входять до складу внутрішніх органів та з’єднують їх між собою. Тканини внутрішнього середовища характеризуються спільним походженням з мезенхіми, розташуванням усередині організму, виконанням опорно-трофічних та захисних функцій. Належать рідкі (кров, лімфа), скелетні (кісткова, хрящова), власне сполучні (пухка волокниста, щільна волокниста, ретикулярна, жирова).

М’язова тканина побудована з видовжених клітин із скоротливими волоконцями – міофібрилами. Розрізняють непосмуговану (гладку), посмуговану скелетну і посмуговану серцеву м’язові тканини. Непосмугована тканина утворює стінки судин, внутрішніх органів, забезпечує рухи кишечника, сечовипускання, посмугована скелетна – утворює скелетні м’язи, діафрагму, язик, а посмугована серцева – складає основу серцевого м’яза (міокарда).

Нервова тканина – складається із нейронів та клітин, що оточують нейрони й утворюють нейроглію. Нервова тканина формує формує нерви, нервові вузли, головний та спинний мозок. Вона забезпечує сприйняття подразнень, їх перетворення в імпульси, аналіз інформації та формування рефлексій – реакцій на впливи чинників середовища. В нервовій тканині формуються процеси збудження та гальмування, що здійснюють нервову регуляцію функцій людського організму.

ОРГАН – це система тканин, котрі зв’язані спільністю походження, мають певну форму, розташування і виконують специфічні функції.

Органи людини

Паренхімні – складаються переважно з тканини, що забезпечує їхню основну функцію (легені, нирки, селезінка, печінка)
Порожнисті – складаються з різних видів тканин, між якими існує певний взаємозв’язок (шлунок, кишечник, сечовий міхур)

- постійні(дефінитивні) – виникли в процесі онтогенезу і функціонують до кінця життя (мозок, печінка)

- тимчасові (провізорні) – виникають в організмі на нетривалий час, а потім зникають (амніон, хоріон, алантоїс, плацента)

Прогресивні – на нижчих щаблях еволюції відсутні, але в процесі розвитку стають досконалішими та більш спеціалізовані на функціях (м’язи кисті, обличчя, мозок)
Регресивні – в процесі еволюції поступово редукуються, або зовсім зникають, якщо не набувають нових функцій (зяброві дуги, зуби мудрості, вушні м’язи )

Зовнішні (очі, ніс, рука)
Внутрішні (серце, легені)

Фізіологічні системи органів – це постійне поєднання органів, які виконують в організмі спільні життєво важливі фізіологічні процеси. Відносять – опорно-рухова, кровоносна і лімфатична, які поєднуються у серцево-судинну, імунну, дихальну, травну, покривну, видільну, ендокринну, нервову, сенсорну, статеву системи.

Функціональні системи органів – це тимчасове поєднання органів різних фізіологічних систем, що забезпечують певну форму діяльності організмів для досягнення корисного для організму результату.

РЕГУЛЯТОРНІ СИСТЕМИ – це сукупність органів, здатних здійснювати керівні впливи на діяльність фізіологічних систем, органів і клітин. Особливості: 1) наявність центральних і периферичних відділів; 2) здатність продукувати керівні сигнали; 3) діяльність за принципом зворотного зв’язку; 4) подвійний спосіб регуляції.

Нервова система – це сукупність органів людини, що сприймають, аналізують та налагоджують діяльність фізіологічних систем органів у найшвидшому режимі. Діяльність є рефлекторною і здійснюється за допомогою нервових імпульсів, що виникають у нервових клітинах.

Ендокринна система – це сукупність залоз, що за участі гормонів забезпечують регуляцію функцій фізіологічних систем. Вищим відділом ендокринної системи є гіпоталамус, який разом із гіпофізом керують периферичними залозами. Гормони можуть сповільнювати функції клітин або посилювати.

Імунна система – це сукупність органів, що утворюють спеціальні хімічні сполуки й клітини для забезпечення захисного впливу на клітини, тканини і органи. До центральних органів імунної системи відносять червоний кістковий мозок та тимус, а до периферичних – мигдалики, апендикс, лімфовузли.

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ

НЕРВОВА РЕГУЛЯЦІЯ – це регуляція діяльності організму за допомогою нервових імпульсів, що здійснюють швидкий, конкретний і короткочасний вплив на організм. Інформація із середовища сприймається рецепторами нашого тіла, перетворюється на імпульси і передається нервовими шляхами до нервових центрів. Надходять у вигляді збуджувальних або гальмівних впливів. Збудження – активний нервовий процес, властивістю якого є здатність поширюватися нервовими волокнами у вигляді нервових імпульсів. Виникнення і поширення нервових імпульсів є дуже складним електричним явищем, у якому беруть участь катіони і аніони клітинних мембран і цитоплазми. Швидкість поширення нервових імпульсів у різних нейронах коливається від 0,5 м/с до 120 м/с. Гальмування – активний нервовий процес, який призводить до зменшення чи припинення збудження в певній ділянці нервової тканини. Відбувається усередині або між клітинами і не поширюється по нервових шляхах. У стані гальмування нейрони відновлюють свої ресурси.

Отже, нервова регуляція людини здійснюється нервовими імпульсами через нервові шляхи з допомогою збудження та гальмування.

НЕРВОВА ТКАНИНА - це сукупність клітин і міжклітинної речовини, що забезпечує нервову регуляцію організму людини. Клітини тканини називаються нейронами, а міжклітинна речовина – нейроглією. Нейроглія – нервова клітина з відростками, яка є структурною і функціональною одиницею нервової системи. Розміри нейроглої менший за нейрони у 3-4 рази, кількість у 10 раз більша. З віком їхня кількість збільшується. Функція – забезпечують життєдіяльність нейронів.

Нейрон – нервова клітина з відростками, яка є структурною і функціональною одиницею нервової системи. Утворюють і передають електричні сигнали. Тіло нейрона має ядро, велику кількість мітохондрій та рибосоми для забезпечення інтенсивного обміну речовин. Від тіла відходять короткі відростки – дендрити, що сприймають нервові імпульси від інших клітин. А довгий відросток – аксон – проводить нервові імпульси від тіла нейрона до інших клітин. Довгі відростки можуть бути вкриті мієліновою оболонкою. Утворений спеціальними шваннівськими клітинами та забезпечує ізоляцію та захист аксонів. Такі волокна мають перехвати Ранв’є для підвищення швидкості проведення нервових імпульсів, яка може досягати 400 км/год. Кінцеві розгалуження аксонів називаються синаптичними закінченнями. Вони утворюють синапси для контактування нейронів між собою та з органами.

Синапс – це ділянка контакту одного нейрона з іншим або з робочим органом. Збудження передається речовинами-медіаторами. Вони синтезуються передсинаптичною мембраною і накопичуються в синаптичних міхурцях. Коли нервові імпульси доходять до синапсу, міхурці лопаються й медіаторні молекули потрапляють в синаптичну щілину. Мембрана дендрита, що називається післясинаптичною, приймає інформацію й перетворює її на імпульси. Збудження передається далі вже наступним нейронам. У нервовій системі людини розрізняють синапси хімічні та електричні. Хімічні синапси є складними системами з таких компонентів, як: кінцева бляшка (потовщена частина кінцевих розгалужень аксонів, яка має синаптичні міхурці з медіаторами, і мітохондрії, що забезпечують синаптичні процеси енергії), пересинаптична мембрана (передає збудження), постсинаптична мембрана (сприймає збудження), синаптична щілина (проміжок між мембранами). Медіатори – речовина-посередник для передавання збудження через синаптичні щілини. До медіаторів синаптичного збудження й гальмування належать ацетилхолін, норадреналін, адреналін, серотонін, глутамінова кислота та ін. електричні синапси відрізняються від хімічних тим, що мають дуже вузьку синаптичну щілину, через яку впорядкованими протеїновими тунелями передаються йони практично без затримки в обох напрямках.

РЕФЛЕКС – реакція-відповідь організму на подразнення, яка здійснюється за участю нервової системи. Прояви рефлексів – скорочення м’язів, розширення судин, поява секреції тощо. Для кожного рефлексу існує своя рефлекторна дуга, що є елементом нервової регуляції. Рефлекторна дуга – шлях, яким проходить нервовий імпульсу під час здійснення рефлексу; 5 ланок: 1) рецепторно-нервове закінчення чутливого нейрона, що сприймає подразнення; 2) чутливо-доцентрове нервове волокно чутливого нейрона, що передає збудження до ЦНС; 3) центральна – ділянка ЦНС, де відбувається поєднання чутливого нейрона з руховим за участю вставних нейронів; 4) рухова – відцентрове вологе волокно рухового нейрона, що передає сигнали до робочих органів; 5) ефекторна – нервове закінчення рухового нейрона, що передає нервовий імпульс до робочого органа. Найпростіша рефлекторна дуга складається з двох нейронів – чутливого і рухового – здійснюються сухожильні рефлекси (колінний рефлекс, п’ятковий рефлекс). Складна рефлекторна дуга – окрім чутливого і рухового нейронів включає ще один або кілька вставних нейронів. Отже, рефлекторний принцип нервової регуляції полягає в тому, що будь-яка реакція, будь-який вид діяльності людини є рефлексом, що здійснюються на основі рефлекторних дуг.

НЕРВОВА СИСТЕМА – це сукупність структур нервової тканини, які здійснюють сприймання, аналіз і передавання інформації, що забезпечує пристосування організму до впливів середовища. Складається з нейронів, які мають нервові закінчення. Ці розгалуження відростків сприймають інформацію з середовища (чутливі закінчення), поєднують нейрони (синаптичні закінчення) і передають імпульси на робочі органи (рухові закінчення). Органи нервової системи побудовані із сірої і білої речовини. Скупчення тіл нейронів та їхніх коротких відростків у межах ЦНС утворює сіру речовину, а сукупність їхніх довгих відростків – білу речовину. Нейрони сірої речовини утворюють нейронні сітки для аналізу інформації, а біла речовина – здійснює проведення імпульсів. За межами ЦНС нейрони утворюють нервові вузли. Розташовані в органах або навколо органів – забезпечує обробку й перерозподіл імпульсів. Нервова система має нерви – аксони, що вкриті мієліновою оболонкою – утворюють нервові волокна. Всередині проходять кровоносні судини, ззовні нерви криті сполучнотканинною оболонкою, в товщі нервів є жирова тканина, нервові пучки з власною внутрішньою оболонкою. Поділяють на : рухові (містять рухові волокна), чутливі (мають чутливі волокна), змішані (побудовані з чутливих і рухових волокон). Рефлекторну діяльність забезпечують нервові центри – складна сукупність нейронів, що є осередками для аналізу інформації та здійснення регуляції певної функції організму.

Нервову систему поділяють на центральну і периферичну.

Центральна нервова система – основна частина нервової системи, до якої входять головний та спинний мозок – здійснює складні рефлекторні реакції, які забезпечують діяльність органів та систем органів; побудовані з сірої та білої речовини.

Периферична нервова система – частина нервової системи , що розташована поза головним і спинним мозком – складають нерви, нервові вузли, нервові сплетення; передають нервові імпульси по всьому організму. Поділяють нерви ПНС на спинномозкові та черепномозкові. Спинномозкові – змішані, 31 пара, розташовані нижче шиї іннервують усі ділянки тіла. Черепномозкові – відходять від головного мозку можуть бути рухливими рухомими і змішаними; 12 пар іннервують органи чуття і деякі м’язи. Функціонально нервову систему поділяють на соматичну(забезпечує діяльність скелетних м’язів, органів чуттів, залоз зовнішньої секреції, шкіри ) і автономну (вегетативну)(внутрішніх органів, залоз секреції, кровоносних судин).

СПИННИЙ МОЗОК – це відділ центральної нервової системи, що виконує рефлекторну і провідну функції – розташований у каналі хребта, що утворений дугами хребців, завдовжки 41-45 см, діаметр 1 см, маса 40г. починається від стовбура головного мозку і простягається до поперекового відділу хребта. Спинний мозок вкривають 3 мозкові оболонки: тверда(містить нерви і судини), павутинна(розміщується під твердою і немає судин) і м’яка(скл з пухкої сполучної тканини, розташовані судини, що живлять мозок). Між павутинною і м’якою оболонками є підпавутинний простір, з’єднаний із центральним каналом – в порожнинах цих утворів циркулює мозкова рідина – ліквор- захищає нейрони від механічних впливів, забезпечує живлення клітин та позбавляє нейрони від продуктів обміну речовин. Усередині стовбура спинного мозку є сіра речовина, утворює парні виступи – роги (передні, бічні, задні); містять рухові і вставні нейрони, які контролюють рухи та функції внутрішніх органів. Зовнішня біла речовина утворена мієліновими нервовими волокнами, які утворюють канатики спинного мозку; утворюють зв’язки між спинним і головним мозком. Спинний мозок складається з 31 сегмента, об’єднаних у відділи: шийний (8 сегментів), грудний (12 сегментів), поперековий (5 сегментів), крижовий (5 сегментів), куприковий (1 сегмент). Від кожного сегмента спинного мозку відходять корінці життя. Чутливі (задні) корінці проводять інформацію від шкіри, м’язів та внутрішніх органів до спинного мозку (скупчуються тіла чутливих нейронів). Рухові (передні корінці) забезпечують надходження команд від центрів до робочих органів. У міжреберцевому отворі рухові й чутливі корінці зливаються, утворюючи великі гілки – змішані спинномозкові нерви. Спинний мозок має 31 пару нервів: 8 пар шийних, 12 пар грудних, 5 поперекових, 5 крижових і одну пару куприкових. Після виходу із спинного мозку кожен нерв галузиться з утворенням нервових сплетень, спинномозкових вузлів, нервів, що іннервують органи (променевий, ліктьовий, міжреберні, стегновий). Найбільший – стегновий. Передня і задня спинномозкові борозни ділять мозковий тяж на дві симетричні повздовжні половинки. Функції – рефлекторна і провідна. Рефлекторна функція – здійснює рефлекси, пов’язаних із роботою скелетних м’язів (соматичні рефлекси) та регуляції функцій внутрішніх органів (вегетативні рефлекси) – здійснюється за участі сірої речовини мозку. До соматичних рефлексів належать сухожильні рефлекси, ритмічні, тонічні рефлекси. У спинному мозку розташовані центри судинорухових рефлексів, сечовиведення, дефекації і статевих функцій. Провідна функція – виконує біла речовина, зв’язує спинний мозок із головним. Унаслідок травм спинного мозку провідні тракти можуть руйнуватися і тоді людина втрачає чутливість і здатність до рухів.

ГОЛОВНИЙ МОЗОК – вищий відділ ЦНС, що виконує рефлекторну, провідникові, інформативну й інтегровану функції. Маса 1300-1500 г. вкритий 3 мозковими оболонками: твердою, м’якою і павутинною – здійснюють захист та забезпечують обмін речовин із тканинами внутрішнього середовища. Відділи: довгастий мозок, задній мозок (міст і мозочок), середній мозок, проміжний мозок та кінцевий (великий) мозок. Середній мозок, міст і довгастий мозок утворюють стовбур головного мозку – проходить сітчастий утвір (ретикулярна формація – це мережа особливих нейронів й розподіляє інформацію, що сприяє й розподіляє інформацію та підтримує тонус усіх відділів ЦНС). Стовбурна частина головного мозку прикрита півкулями великого мозку і мозочка. Від стовбура головного мозку відходять 12 пар черепно-мозкових нервів, найбільший з яких блукаючий. Є біла і сіра речовина. Сіра – розміщена на периферії, а біла – у глибині. Функції: рефлекторна, провідникова, інтегративну(пам'ять, мову, тощо ) інформативна функції.

Назва	Будова	Функції
Великий мозок	Права і ліва півкулі, з’єднана мозолистим тілом і вкриті корою	Керує діяльністю головного і спинного мозку, забезпечує ВНД, забезпечує зв'язок із середовищем
Проміжний мозок	Таламус (зорові горби) і гіпоталамус (підзоровогорбова ділянка)	Регуляція обміну речовин, температури тіла; підтримує гомеостаз, а також сон, пам'ять, поведінкові реакції.
Середній мозок	Ніжки мозку і дах	Регуляція руху і тонусу м’язів; здійснення орієнтувальних рефлексів на світло
Задній мозок	Міст, мозочок з 2 півкуль і власною корою з ядрами	Координація рухів тіла(мозочок), проведення нервових імпульсів (міст)
Довгастий мозок	Є продовженням спинного мозку із сірою речовиною у вигляді ядер	Регуляція життєво важливих функцій дихання, серцево-судинної діяльності, травлення

Півкулі великого мозку – це утвори кінцевого мозку, що мають виражену складчасту поверхню та забезпечують обробку інформації й формування складних форм поведінки – містять велику кількість малих і великих борозн та звивин. На поверхні півкуль виділяють 3 найбільших борозни: центральну, бокову і потилично-тім’яну. Вони відділяють у кожній півкулі 4 основних частки: лобову, тім’яну, потиличну і скроневу. Кора півкуль утворена сірою речовиною й вкриває усю її поверхню., але основну масу складає біла речовина, розташована під корою. Ліва півкуля відповідає за мову, читання, письмо, лічбу, аналіз, інтерактив. Права півкуля – образне сприйняття, уяву, почуття, синтез, інтуїцію. Права півкуля керує органами лівої частини тіла й отримую інформацію зліва, а ліва – навпаки. У кожної людини одна з півкуль є головуючою (домінантною): у праворуких - ліва, у ліворуких – права. Кора великих півкуль – шар сірої речовини на поверхні півкуль великого мозку, який є осередком обробки інформації – товщина 3-5 мм. Нейрони кори зв’язані між собою і з нижче розташованими клітинами численними синапсами, утворюють шість горизонтальних шарів і вертикальні нейронові колонки. Ці нейрони є 2 видів: пірамідальні (80 % всіх клітин кори) і зірчасті (20%). Сіра речовина кори півкуль має продовження у нижній білій речовині. Скупчення сірої речовини у білій, що є еволюційно старою частиною півкуль великого мозку, називається підкіркою. До підкоркових структур належать ядра проміжного мозку, середній мозок, ретикулярна формація, лімбічна система та ін.

Вегетативна (автономна) нервова система – це частина периферичної нервової системи, що забезпечує іннервацію внутрішніх органів та ендокринних залоз. Особливості: 1) нервові центри розміщені в стовбурі головного і спинного мозку; 2) нервові волокна, що йдуть від центрів, перекриваються вузлами і тому рухомі шляхи складаються з 2 нейронів: передвузлового і післявузлового; 3) нервові волокна не мають мієлінової оболонки; 4) вищим відділом регуляції діяльності внутрішніх органів є проміжний мозок та підкірка, що відповідає за мимовільну рефлекторну регуляцію; 5) поділяється на два відділи: симпатичну і парасимпатичну.

Симпатична нервова система	Парасимпатична нервова система
Нервові центри в грудному і поперековому відділах спинного мозку	Нервові центри в стовбурі головного й крижового відділі спинного мозку
Нервові вузли розташовуються вздовж спинного мозку на невеликій відстані	Нервові вузли біля органів або в органах.
Передвузлові волокна: короткі; післявузлові - довгі	Передвузлові волокна: довгі; післявузлові - короткі
Значення: активізується під час небезпеки і підвищення активності	Значення: домінує в спокої, контролює звичайні реакції і функції
Основні ефекти: пригнічення слиновиділення; прискорення скорочень серця; пригнічення секреції травних соків; звуження кровоносних судин; підвищення кров’яного тиску, розширення бронхів та ін.	Основні ефекти: дії мають протилежний характер

Функції вегетативної нервової системи здійснюються рефлекторно. Починаються рефлекторні дуги вегетативних рефлексів нервовими закінченнями чутливих нейронів. Вони сприймають інформацію і передають її чутливим волокнам до ЦНС. За участю травних нейронів в ЦНС формується відповідь, яка подається рухомим волокнам двох нейронів: передвузлового і післявузлового.

ГУМОРАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ. ЕНДОКРИННА СИСТЕМА

ГУМОРАЛЬНА РЕГУЛЯЦІЯ – це регуляція з допомогою хімічних речовин, що поширюються в організмі рідинами внутрішнього середовища для забезпечення тривалого й загального впливу клітини, тканини і органів. Мають вроджений характер. Вплив здійснюють гормони, вітаміни, ферменти, нейрогормони тощо. Схема регуляції: ЦНС – гіпоталамус – гіпофіз – залози-мішені.

Ендокринна регуляція – це регуляція функцій організму, яка здійснюється через рідинні середовища за допомогою гормонів, що забезпечують загальний і тривалий вплив на клітини і органи. Хімічні сполуки, які здійснюють гуморальну регуляцію можуть бути продуктами обміну речовин або вироблятися залозами секреції. Є 3 типи цих залоз: залози зовнішньої секреції (екзокринні залози – слинні, потові, сальні, шлункові, молочні, слізні, кишкові), залози внутрішньої секреції (ендокринні залози – гіпофіз, епіфіз, щитоподібна, прищитоподібна, тимус, надниркові залози); залози змішаної секреції (мезокринні залози – підшлункова і статеві залози). Гормони утворюють залози внутрішньої секреції та ендокринні частини залоз змішаної секреції. Саме ці залози й забезпечують ендокринну регуляцію, яка є частиною регуляції функцій організму людини.

ЕНДОКРИННА СИСТЕМА – сукупність залоз, що утворюють гормони та забезпечують ендокринну регуляцію. Ендокринологія – наука, яка вивчає будову та функції залоз внутрішньої секреції. Гормони гіпофіза впливають на роботу щитоподібної залози, а гормони щитоподібної залози – на статеві. У плаценті секретується жіночий гормон прогестерон, нирки секретують у кров еритропоетин, що стимулює утворення еритроцитів. Ланцюжок нейрогуморальної регуляції має вигляд: гіпоталамус – гіпофіз – ендокринні залози – клітини-мішені з рецепторами. Гіпоталамо-гіпофізарна система – це сукупність структурних компонентів з гіпоталамусу та гіпофізу, які відіграють важливу роли у регуляції функцій ендокринних залоз.

ГОРМОНИ - це біологічно активні речовини залоз внутрішньої секреції, що здійснюють ендокринну регуляцію. Поділяють на 3 групи: 1) стероїдні гормони (статеві гормони); 2) похідні амінокислот (тироксин); 3)білкові (гормон росту). За характером дії поділяють на тропні (регулюють діяльність ендокринних залоз) та ефекторні (регулюють життєві функції). Гормони регулюють обмін речовин та енергії (тироксин, інсулін), процеси росту і розвитку органів (гормон росту), статеве дозрівання і розмноження (статеві гормони), психічні явища (ендорфіни), реакцію організму на стресові ситуації (адреналін). Нейрогормони – це біологічно активні речовини, що утворюються особливими нейронами й надходять у кров та мозкову рідину. Серед нейрогормонів гіпоталамуса виділяють вазопресин, окситоцин, норадреналін, дофамін, серетонін, рилізинг-гормони. Функції: регуляція роботи нервової системи, підтримка гомеостазу, забезпечення діяльності ендокринних залоз, регуляція роботи внутрішніх органів.

ЗАЛОЗИ ВНУТРІШНЬОЇ СЕКРЕЦІЇ – це залози, що не мають вивідних проток, утворюють гормони та виділяють їх у кров. Належать: гіпофіз, епіфіз, щитоподібна залоза, тимус та ниркові залози.

Гіпофіз (нижній мозковий придаток) – це ендокринна залоза, розташована при основі головного мозку. Виділяють 3 частки: передню, проміжну і задню. Передня – виробляє гормони, що регулюють ріст людини (гормон росту, або соматропін); проміжна – мелатропін, синтезує меланін й зумовлює забарвлення шкіри; задня – вазопресин (зменшує виведення сечі, підвищує кров’яний тиск) і окситоцин (стимулює діяльність молочних залоз в період вигодовування немовлят). У разі порушення функції гіпофіза можуть розвиватися гігантизм і карликовість.

Епіфіз (шишкоподібна залоза, верхній мозковий придаток) – це ендокринна залоза, що розвивається, як виріст проміжного мозку. Синтезується мелатонін – запобігає передчасному статевому розвитку, бере участь у біологічних ритмах організму. Під впливом сонячного світла в епіфізі виробляється серотонін, а в нічний час мелатонін.

Щитоподібна залоза (тиреоїдна залоза) – ендокринна залоза, розташована на передній поверхні щитоподібного хряща гортані. Прикріплюється до трахеї і гортані щільно волокнистою тканиною і складається з правої і лівої дольок, з’єднаних перешийком. Це непарна і найбільша з ендокринних залоз. Виділяє йодовмісні гормони тироксин й трийодтиронін та гормон тиреокальценін. Тироксин і трийодтиронін стимулюють ріст і розвиток органів і тканин, особливо кісткової і нервової. Вони прискорюють обмін речовин і виділення енергії. Тиреокальцитонін регулює вміст Кальцію в крові і сприяє його збереженню в кістках. Порушення – кретинізм, мікседеми, базедової хвороби.

Прищитоподібні залози – це ендокринні залози у вигляді маленьких тілець, занурених у тканину щитоподібної залози. Синтезують паратгормон, який регулює обмін Кальцію.

Тимус (загрудинна залоза, вилочкова) – це ендокринна залоза, розташована за грудиною. Відповідає за клітинний імунітет, регулює активність надниркових залоз у всі періоди життя людини. Основний гормон – тимозин – впливає на диференціацію Т-лімфоцитів.

Надниркові залози – парні ендокринні залози, розташовані над нирками. Складаються з двох шарів : зовнішнього коркового і внутрішнього і внутрішнього мозкового, які функціонують незалежно один від одного. Корковий шар виробляє кортикостероїди, які регулюють водносольовий обмін та обмін білків, жирів і вуглеводів. Мозковийшар виділяє гормони адреналін і норадреналін, активізує функції органів, спрямовану на виживання організму в стресових ситуаціях. Функції – регулюють обмін речовин, тиск крові, тонус м’язів, стан імунітету.

ЗАЛОЗИ ЗМІШАНОЇ СЕКРЕЦІЇ – це залози, що утворюють секрети та гормони. До них належать підшлункова залоза та статеві залози.

Підшлункова залоза – це залоза змішаної секреції, яка виробляє травний сік (зовнішня секреція) та гормони (внутрішня секреція). Складається з головки, тіла і хвоста. Гормони підшлункової залози – інсулін і глюкагон – регулюють обмін вуглеводів. Підвищення секреції інсуліну призводить до збільшення поглинання глюкози клітинами й відкладання в печінці та м’язах глікогену, зниження концентрації глюкози в крові. Глюкогон діє протилежно інсуліну – стимулює розщеплення глікогену до глюкози.

Статеві залози – це залози змішаної секреції, яку виробляють статеві клітини (зовнішня секреція) і статеві гормони (внутрішня секреція). Статеві залози разом з продукцією сперматозоїдів і яйцеклітин виділяють у кров статеві гормони андрогени і естрогени.

Ендокринні захворювання – це хвороби, що виникають у разі порушення діяльності ендокринних залоз. Гормони можуть виділятися в надлишку (гіперфункція) або в недостатній для організму кількості (гіпофункція).

Гормони	Гіперфункція	Гіпофункція
Соматотропін	Гігантизм у дітей, акромегалія (у дорослих)	Карликовість (у дітей), тяжке ожиріння, або схуднення (у дорослих)
Тироксин	Базедова хвороба	Кретинізм (у дітей), Мікседема (у дорослих)
Інсулін	Інсуліновий шок	Цукровий діабет
Кортико-стероїди	Зміна вторинних статевих ознак, раннє статеве дозрівання	Бронзова хвороба (Аддісонова хвороба)

ВНУТРІШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ОРГАНІЗМУ.

ВНУТРІШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ - це сукупність рідин (кров, тканинна рідина, лімфа), що характеризуються динамічною сталістю показників та забезпечують обмін речовин із клітинами й підтримання найоптимальніших умов їхньої життєдіяльності. Гомеостаз – здатність організму людини зберігати відносну сталість внутрішнього середовища, що забезпечує оптимальні умови для життєдіяльності й пристосованості організму – регуляція температури тіла, регуляція рівня глюкози в крові.

КРОВ – рідка сполучна тканина червоного кольору, яка є частиною внутрішнього середовища, переміщується у замкненій кровоносній системі й забезпечує транспорт речовин й енергії в організмі. Функції: дихальна, поживна, видільна, захисна, регуляторна, терморегуляторна, гомеостатична.

Склад крові

Плазма 50-60%

Форменні елементи крові 40-50%

Неорганічні сполуки:

-вода 90%

-солі 0,9%

Органічні сполуки:

-білки 7-8%

-жири 0,7-0,8%

-глюкоза 0,12%

-продукти розпаду

Еритроцити (червоні кров’яні тільця)

Лейкоцити (білі кров’яні тільця)

Тромбоцити (кров’яні пластинки )

Плазма крові – рідка частина крові, що містить основні та додаткові компоненти.

Форменні елементи крові – це щільна фракція крові, що складається з еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів.

ЕРИТРОЦИТИ – це червоні кров’яні тільця, що здійснюють перенесення кисню в вуглекислого газу. Це без’ядерні двоввігнуті дрібні клітини. Кількість залежить від статі, віку, стану здоров’я, висоти над рівнем моря тощо. Стан, за якого кількість еритроцитів і гемоглобіну і одиниці об’єму зменшена називається анемією, недокрів’ям. Процес пошкодження еритроцитів, за якого гемоглобін виходить у рідину, називається гемолізом.

ЛЕЙКОЦИТИ – білі кров’яні тільця, які пристосовані для здійснення захисної функції. Це клітини, у яких непостійна форма, наявні псевдоніжки і ядро. Здатні до фагоцитозу. Вони поглинають і знижують чужорідні клітини і речовини. Можуть проникати через стінки кровоносних судин і здійснювати свої функції в тканинній рідині. Окрім рухливих клітин-мікрофагів, в лімфовузлах, селезінці, печінці є нерухомі великі клітини-макрофаги.

ТРОМБОЦИТИ – кров’яні пластинки, які відіграють важливу роль у зсіданні крові. Це безбарвні без’ядерні дрібні клітини. Всередині тромбоцитів міститься особливий фермент (тромбопластин), який після надходження в плазму запускає процеси зсідання крові. Утворюються в червоному кістковому мозку шляхом відщеплення від великих кровотворних клітин. З кожної такої клітини може виникнути до 1000 тромбоцитів. Живуть 5-12 днів, а потім руйнуються в селезінці, печінці, легенях.

Ознаки	Еритроцити	Лейкоцити	Тромбоцити
Особливості будови клітини	Без’ядерні, двоввігнута дископодібна форма, до 7-8 мкм, з гемоглобіном	Ядерні, непостійна форма, до 20 мкм	Без’ядерні, округла двовипукла форма, до 2-4 мкм
Місце утворення	Кістковий мозок	Кістковий мозок, тимус, селезінка, лімфовузли	Кістковий мозок
Тривалість життя	100-120 днів	Від 1-3 діб до 10 років	10-12 діб
Вміст в 1 мм³	4,5-5млн	6-8 тис	250-400 тис
Функції	транспортна	захисна	Зсідання крові

Гемоглобін – червоний дихальний залізовмісний пігмент еритроцитів. Сполуками гемоглобіну є: оксигемоглобін(яскраво-червоний колір, містить кисень), карбгемоглобін (темно-червоний колір, містить вуглекислий газ), карбоксигемоглобін (паталогічна сполука гемоглобіну з чадним газом, втрачає здатність переносити кисень), метгемоглобін (паталогічна сполука з киснем, утворюється під дією сильних окисників).

Кількість еритроцитів знижується при анемії, нестачі вітаміну В₁₂ в організмі, кровотечі, підвищується – при зневодненні й при цьому виникає високий ризик тромбозу. Високий рівень лейкоцитів свідчить про наявність бактеріальної інфекції, запалення, алергії, зниження числа лейкоцитів трапляється після прийому деяких ліків, захворювання крові, недугах кісткового мозку. Швидкість осідання еритроцитів зростає при інфекційних захворюваннях і запальних процесах, досягаючи 50 мм/год і більше.

ГРУПИ КРОВІ – це спадкові ознаки крові, які формуються на ранніх етапах ембріогенезу й не змінюються упродовж життя людини.

КРОВОТВОРЕННЯ (гемопоез) – процес утворення, розвитку й дозрівання клітин крові. Відбувається в кровотворних органах – червоний кістковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли і вилочкова залоза (тимус). Починається кровотворення у людини наприкінці другого тижня розвитку зародка в стінках жовткового мішка із стовбурових клітин і зумовлює утворення крові як тканини. На 5-му тижні центром кровотворення стає печінка, а на 12 тижні – кістковий мозок. Кровотворенні відбувається упродовж всього життя. Усі клітини крові розвиваються із стовбурових клітин крові. Після поділу стовбурової клітини одна з утворених клітин-попередниць ділиться і дає початок еритроцитам (еритропоез), лейкоцитам (лейкопоез), тромбоцитам (тромбоцитопоез). Еритроцити утворюються всеридині судин черевного кісткового мозку, який у дорослих людей є в плоских і губчастих кістках та голівках трубчастих кісток. Лейкоцити утворюються поза судинами в червоному кістковому мозку, у тимусі, лімфовузлах, мигдаликах, селезінці. Тромбоцити утворюються в черевному кістковому мозку. Розвиваються поза судинами. Проміжну роль відіграє жовтий кістковий мозок, який перетворюється на кровотворний в умовах надзвичайного стресу (анемія).

Переливання крові – операція , яка полягає в перенесенні певної кількості крові або компонентів крові.

Зсідання крові – захисна реакція організму, що попереджає втрату крові у випадку пошкодження судин.

ЛІМФА – рідка безбарвна сполучна тканина, як є частиною внутрішнього середовища, переміщується у незамкненій лімфатичній системі та виконує захисну, транспортну та гомеостатичну функції. Складається з лімфоплазми і формених елементів. Майже немає еритроцитів, але багато лімфоцитів. Склад лімфи не постійний і залежить від органу, з якого вона витікає. Утворюється із тканинної рідини. Основні функції – захисна (за участю лімфоцитів відбувається знешкодження лімфоцитів), транспортна (переміщення до великих вен різних речовин), гомеостатична (регулює об’єм і склад тканинної рідини).

КРОВОНОСНА ТА ЛІМФАТИЧНА СИСТЕМИ

КРОВОНОСНА СИСТЕМА – сукупність органів і тканин, які здійснюють транспорт речовин у замкненій системі судин завдяки роботі серця. До складу кровоносної системи входять: 1) циркулююча рідини – кров; 2) орган руху крові (чотирикамерне серце); 3) кровоносні судини (артерії, вени, капіляри).

Кровообіг – це рух крові судинами за рахунок рушійної роботи серця або пульсуючих судин. Нервова регуляція здійснюється вегетативною нервовою системою: симпатичні нерви – збуджують м’язи стінок більшості артерій і вони звужуються, а судини серця і мозку, навпаки, розширюються; парасимпатичні нерви – це судинорозширюючі нерви, які зумовлюють протилежний ефект. Центр регуляції судин в довгастому мозку. Гуморальна регуляція здійснюється гормонами. Адреналін (гормон наднирників), вазопресин (гормон задньої долі гіпофізу) – звужують кровоносні судини; ацетилхолін (утворюється закінченнями нервів), гістамін (утворюється в стінках шлунку, кишечника) – розширюють кровоносні судини.

СЕРЦЕ – це порожнистий м’язовий орган, пристосований до перекачування крові судинами. Розташоване в грудній порожнині між легенями, за грудиною (дещо зліва). Маса – 220-300 г. подібне до конуса, який вершиною розміщений униз, а основою – уверх. Зовні вкрите навколосерцевою сумкою, в порожнині якої є невелика кількість рідини, що зменшує тертя серця під час скорочень. Стінки серця утворені 3 шарами: зовнішнім, середнім і внутрішнім. Ліва і права частина розділені перегородкою. Серце складається з 4 камер: двох передсердь і двох шлуночків. Між лівим передсердям і лівим шлуночком є двостулковий клапан, а між правим передсердям і правим шлуночком – тристулковий клапан. Півмісяцеві (кишенькові) клапани розташовані в аорті (аортальний) і легеневому стовбурі (легеневий). Наявність клапанів забезпечує односторонній рух крові. З лівого шлуночка артеріальна кров надходить в аорту, а з правого шлуночка венозна кров надходить у легеневий стовбур, що розгалужується на легеневі артерії. До серця кров тече венами, що впадають в передсердя: у ліве передсердя надходить артеріальна кров від легень легеневими венами, а у праве передсердя венозна кров від органів надходить нижньою і верхньою порожнистими венами.

Будова серця	Особливості будови	Функції складових серця
Навколосерцева сумка - перикард	Утворена сполучною тканиною, яка має багато еластичних волокон	Оберігає серце від розтягнення і виділяє рідину для зменшення тертя
Зовнішній шар - епікард	Утворена сполучною тканиною	Забезпечує захист серця
Середній шар - міокард	Утворений серцевою посмугованою тканиною	Забезпечує скорочення серця
Внутрішній шар - ендокард	Утворений сполучною тканиною з еластичними волокнами і ендотелієм	Вистилає камери серця зсередини і утворює клапани серця
Серцева перегородка	Це суцільний повздовжній м’язовий утвір	Розділяє серце на ліву і праву частини
Стулкові клапани	Із сполучної тканини, лівий – двостулковий, правий - тристулковий	Не пропускає кров назад до передсердь
Півмісяцеві клапани	Кишенькові стулки у стінках судин із сполучної тканини	Не пропускають кров назад із судин до шлуночків
Праве і ліве передсердя	Складається із трьох оболонок, мають тонку м’язову стінку	Забезпечують рух крові до шлуночків
Правий і лівий шлуночок	Складається із трьох оболонок, мають товсту м’язову стінку	Забезпечують надходження крові в мале і велике коло кровообігу

Серце – це особливий м’яз утворений посмугованою серцевою тканиною і має такі властивості як збудливість скоротливість провідність автоматія. Збудливість – здатність серця переходити зі стану спокою до робочого стану що супроводжується скороченням. Скоротливість – здатність серцевого м’яза реагувати скороченням у відповідь на збудження. Провідність – здатність серцевого м’яза поширювати збудження з будь-якої ділянки по всьому серцю. Автоматія серця – здатність серця скорочуватися під впливом імпульсів які виникають у самому серці. Провідна система серця включає синусно-передсердний вузол (водій серцевого ритму) передсердно-шлунковий вузол; пучок Гіса, волокна Пуркіньє.

Серцевий цикл – це узгоджена ритмічна зміна скорочень передсердь, скорочень шлуночків і загальне розслаблення серця. Серце працює ритмічно, скорочення серця (систола) чергується з його розслабленням (діастола). Скорочення і розслаблення передсердь і шлуночків за нормальних умов взаємоузгоджені й становлять єдиний цикл роботи серця.

Кровоносні судини – еластичні трубки, якими кров транспортується до усіх органів і тканин, а потім знову збирається до серця.

Артерії – кровоносні судини, якими кров рухається від серця до органів і тканин. Стінки мають 3 оболонки і відрізняються товщиною і еластичністю, оскільки їм доводиться витримувати великий тиск і швидкість крові. Зовнішня оболонка – сполучної тканини; середня – гладких м’язів і еластичних волокон; внутрішня – сполучною тканиною (ендотелієм), клітини якої мають гладкі поверхні, що сприяє руху крові. Артерії розгалужуються на артеріоли, що переходять у капіляри.

Капіляри – найдрібніші кровоносні судини, які поєднують між собою артерії, вени та забезпечують обмін речовин між кров’ю і тканинною рідиною. Їхні стінки утворені одним шаром ендотеліальних клітин, тому що тиск крові і незначний, а швидкість крові найменша серед усіх судин. Кров із капілярів надходить у найдрібніші вени, що називаються венулами.

Вени – кровоносні судини, якими кров рухається від органів до серця. Будова така, як у артерій, але тонші оболонки, що зумовлено низьким тиском і більшою швидкістю крові. Є наявність кишенькових клапанів, які перешкоджають зворотному руху крові.

МАЛЕ (ЛЕГЕНЕВЕ) КОЛО КРОВООБІГУ – починається з правого шлуночка легеневим стовбуром, який розгалужується на дві легеневі артерії, що несуть венозну кров до легень. Легеневі артерії входять до легені й розгалужуються на легеневі капіляри, у яких венозна кров перетворюється на артеріальну. Від капілярів починаються дрібні вени, що утворюють 4 легеневі вени. Ці легеневі вени несуть артеріальну кров і впадають у ліве передсердя. Отже, у малому колі кровообігу легеневі артерії несуть венозну кров, а легеневі вени – артеріальну. Обіг крові по малому колі здійснюється за 4-5 с. Шлях крові від правого шлуночка через легені до лівого передсердя називається малим колом кровообігу.

ВЕЛИКЕ КОЛО КРОВООБІГУ – шлях крові від лівого шлуночка через тканини і органи тіла до правого передсердя. Починається з лівого шлуночка. Артеріальна кров з цієї камери серця надходить до аорти і через систему артерій і капілярів – у різні ділянки тіла. Капіляри поступово зливаються у вени. Найбільші з них – верхня і нижня порожнисті вени – спадають у праве передсердя. Рухаючись великим колом, кров розносить кисень і поживні речовини до клітин і забирає від них вуглекислий газ і продукти обміну, відбувається перетворення артеріальної крові у венозну. Обіг крові по великому колі кровообігу здійснюється за 20-23 с.

Кровопостачання серця здійснюється через серцеве (третє) коло кровообігу (коронарні артерії, коронарні вени, що вливаються в венозну пазуху серця, яка відкривається в праве передсердя).

Рух крові судинами зумовлений ритмічною роботою серця, яке забезпечує різницю тисків на початку і в кінці кіл кровообігу. Допоміжними факторами кровообігу є: скорочення скелетних м’язів, присисна дія грудної клітки, наявність клапанів у венах за течією крові, еластичні сили судин, які запасають енергію під час скорочень серця. основними чинниками, від яких залежить рух крові у судинах є кров’яний тиск та швидкість руху крові.

Кров’яний тиск – тиск у судинах, який зумовлений ритмічною роботою серця. Швидкість руху крові визначається як відстань, яку проходить кров за одиницю часу (см/с).

Артеріальний тиск – кров’яний тиск, який вимірюється на артеріях і визначає силу тиску крові на стінках артерій під час систоли та діастоли серцевого м’язу. Величина тиску зумовлена: 1) об’ємом крові, яка виштовхується під час систоли; 2) опором стінок кровоносних судин. Гіпертензія – гіпертонія – підвищення тиску у кровоносній системі, яке зумовлене збільшенням тонусу м’язів; основними ознаками є: звуження судин і підвищення навантаження на серце. Гіпотонія – пониження тиску в кровоносній системі, яке зумовлене зменшенням тонуса м’язів; основними ознаками є: розширення судин, порушення кровопостачання органів, погіршення умови їхньої роботи.

ЛІМФАТИЧНА СИСТЕМА – це незамкнена система судин, якими циркулює лімфа. Лімфообіг можна представити у вигляді замкненого ланцюжка, який демонструє взаємозв’язок між кров’ю, тканинною рідиною та лімфою: міжклітинна рідини – лімфа – лімфатичні капіляри – лімфатичні судини (мають півмісяцеві клапани) – лімфатичні вузли – лімфатичні судини – лімфатичні протоки – підключичні вени – кров – міжклітинна рідина.

Функції лімфатичної системи

Назва	Характеристика
Дренажна	Збирання зайвої тканинної рідини через щілини лімфатичних капілярів і повернення її у кровоносне русло
Транспортна	Переміщення жирів, які синтезувались у мікроворсинках тонкої кишки, ферментів (ліпаз), захисних білків
Захисна	Пов’язана з нерухомими макрофагами (захоплюють і перетравлюють біологічні часточки, бактерії), Т-лімфоцити (реакції клітинного імунітету) і В-лімфоцитами (реакції гуморального імунітету) лімфатичних вузлів
Кровотворна	Лімфатичні вузли беруть участь у дозріванні лімфоцитів

Лімфатичний вузол – лімфатична залоза – це сукупність лімфоїдної тканини та кровоносних і лімфатичних судин, що вкриті фіброзною капсулою.

Серцево-судинні захворювання – це захворювання серця і кровоносних судин, у розвитку яких вирішальну роль відіграють неправильний спосіб життя та екологічний стан довкілля. Поділяють на хвороби серця (інфаркт міокарда, стенокардія, аритмія, вроджені й набуті вади серця), хвороби артерій (дистонія, атеросклероз, інсульт), хвороби вен (варикозне розширення вен, тромбофлебіт). Причини: гіподинамія (зниження рухової активності), шкідливі звички, емоційні стреси, ожиріння, забруднення довкілля, розлади регуляції функцій. Артеріальна гіпертензія (гіпертонія) – порушення, що характеризується стійким підвищенням артеріального тиску в судинах великого кола кровообігу; виникає через омертвіння стінок цих судин і втрату ними еластичності; виникають у судинах головного мозку, серця, нирок і нерідко призводять до інсульту, інфаркту міокарду, серцевої і ниркової недостатності.

Атеросклероз – порушення, що характеризується втратою еластичності стінок артерій, звуженням їхнього просвіту і частим утворенням тромбів. Зміна стінок артерій спричинена відкладанням холестеринових бляшок з наступним їхнім склерозом (розростанням сполучної тканини), і кальцинозом (просяканням солями Кальцію, через що судини набувають крихкості і твердості). Причина – вплив нікотину, відсутність тренувального фізкультурного впливу, надмірні емоційні переживання, споживання жирної їжі, цукровий діабет тощо.

Кровотечі – це витікання крові, яке виникає при пошкодженні судин внаслідок травми, руйнування їхніх стінок через хвороби тощо. Основними типами кровотеч є капілярні, венозні, артеріальні та внутрішні.

ІМУНІТЕТ

ІМУННА РЕГУЛЯЦІЯ – це регуляція за допомогою хімічних сполук та клітин, що поширюється в організміф рідинами внутрішнього середовища для забезпечення захисного впливу на клітини, тканини і органи.

Наука про імунітет – імунологія.

ІМУННА СИСТЕМА – сукупність молекул, клітин, тканин і органів, які захищають організм від генетично чужорідних клітин або речовин, що надходять із середовища чи утворюються в організмі. Органи імунної системи поділяють на центральні та периферичні. До центральних органів імунної системи відносять кістковий мозок і тимус, а до периферичних – мигдалики, лімфатичні вузли, селезінку, апендикс.

Кістковий мозок – це кровотворний орган, в якому містяться стовбурові клітини. Розрізняють червоний та жовтий кістковий мозок, утворений ретикулярною сполучною тканиною. Імунокомпонентними клітинами, що розвиваються з клітин кісткового мозку є лейкоцити.

Тимус (загруднинна залоза) відбувається диференціація Т-лімфоцитів, які проникають сюди з потоком крові з кісткового мозку. Тут виробляється гормони тимозин, тимопоетин, які забезпечують дозрівання Т-лімфоцитів.

Мигдалики – скупчення лімфоїдної тканини, розташовані у глотці. Розрізняють 6 мигдаликів: два піднебінних (гланди), два трубних, глотковий, язиковий. Імунні клітини мигдаликів знайомляться з осілими на слизовій оболонці вірусами, бактеріями, алергенами і розносять отриману інформацію в інші імунні органи. Мигдалики знищують мікроорганізми, які потрапляють в ротову порожнину з повітрям та їжею, утворюють антитіла й В-лімфоцити.

Лімфатичні вузли – невеликі тільця округлої форми, розміщуються переважно на шиї, в паху, стінках травного тракту й позбавляється сторонніх часток.

Селезінка – непарний орган розміщений в задній частині лівого підребер’я. всередині селезінка поділена на окремі часточки, заповнені червоною і чорною пульпою, основу яких складає сполучна ретикулярна тканина. Здійснює імунологічний контроль крові.

Апендикс – порожнистий червоподібний відросток сліпої кишки людини. Тут розташована велика кількість лімфатичних вузлів, які захищають кишечник від інфекції та онкологічних захворювань.

ІМУНІТЕТ – здатність організму розпізнавати чужорідний матеріал та мобілізувати клітини й речовини на швидке його видалення. В організмі людини умовно розрізняють два види імунітету: неспецифічний (вроджений) та специфічний (адаптивний). Розрізняють також природний і штучний імунітети.

Назва	Особливості
Природний вроджений	Передається дитині від матері у вигляді антитіл і тому проявляється одразу ж після народження
Природний набутий	Виникає після перенесеного захворювання; є найбільш ефективним і зберігається впродовж життя
Штучний активний	Створюється після введення в організм антигенів у вигляді вакцин; забезпечує несприйнятність протягом тривалого часу
Штучний пасивний	Створюється після введення в організм готових антитіл у вигляді сироваток і зберігається кілька місяців

Антигени – це молекули білків чи полісахаридів, здатні спричинити імунну відповідь, що виявляється в утворенні антитіл; носії віруси, про- і еукаріотичні клітини, трансплантанти, пухлинні клітини.

Антитіла – це білкові молекули, що утворюються в організмі на дію антигенів і мають властивість вступати з ними у взаємодію. Усі антитіла належать до імуноглобулінів, які поділяються на 5 класів.

АЛЕРГІЯ – імунне порушення, спричинене невиправданим підвищенням імунної відповіді на дію певних чинників (гіперімунна відповідь). Причинами є гістамін, який виділяється лейкоцитами, коли алерген потрапляє до нашого організму. Молекули цієї речовини у великих кількостях викидаються в кров, і як результат – викликають алергічні реакції. Проявляється алергія розширенням судин, почервонінням шкіри, висипанням на шкірі, звуженням дихальних шляхів внаслідок розбухання їх слизових оболонок, набряками, нежиттю, чханням, запаленням слизової оболонки ока тощо. Схильність до алергії передається у спадок. Алергічні захворювання: бронхіальна астма, алергічний риніт, алергічний дерматит тощо.

Імунодефіцит – це спадкове або набуте імунне порушення, спричинене недостатністю імунної відповіді на дію певних чинників (гіпоімунна відповідь). Має спадковий і набутий (СНІД) характер.

Імунокорекція – сукупність способів і методів, спрямованих на нормалізацію функцій імунної системи та порушень діяльності її окремих ланок.

Імунотерапія – сукупність методів лікування імунобіологічними препаратами, що мають цільовий вплив на клітини, тканини та органи імунної системи. За механізмом дії розрізняють специфічну і неспецифічну імунотерапію.

Автоімунні захворювання – хвороби, при яких імунітет організму мобілізується не проти чужорідних агентів, а проти клітин та тканин власного організму. Внаслідок вироблення автоімунних клітин виникає запалення. Так розвиваються автоімунні хвороби, унаслідок яких відбуваються ураження тієї чи іншої системи: нервової, м’язової, ендокринної, серцево-судинної, печінки тощо. Належать: ревматоїдний артрит, системний червоний вовчак, розсіяний склероз, кардіоміопатія, автоімунний міокардит тощо.

Імунобіологічні препарати – це лікарські препарати, діючі речовини яких мають біологічне походження і призначені для проведення імунопрофілактики, діагностики та імунотерапії інфекційних, онкологічних, алергічних, імунодефіцитних, автоімунунних захворювань. Поділяють на: імуностимулятори, імунодеприсанти та імуномодулятори. До імунобіологічних препаратів належать вакцини, анатоксини, імуноглобуліни, сироватки, інтерферони, пробіотики, бактеріофаги, антибіотики тощо.

Інфекційні захворювання – це захворювання, що викликаються й підтримуються присутністю в організмі хвороботворного чужорідного збудника. Цей інфекційний агент вступає у складну конкурентну взаємодію з макроорганізмом, що призводить до інфекційного процесу, а згодом до захворювання.

ДИХАЛЬНА СИСТЕМА

ДИХАННЯ – сукупність фізичних і хімічних процесів, які здійснюють надходження кисню в організм, його використання клітинами для отримання енергії та видалення з організму вуглекислого газу. Процес дихання поділяють на три етапи. І етап – зовнішнє дихання (газообмін), відбувається обмін газів між організмом і навколишнім середовищем. ІІ етап – транспорт газів – забезпечують рідини тіла крові – кров, лімфа і тканинна рідина; гази розчиняються у плазмі або сполучаються з гемоглобіном крові й транспортуються до клітин. ІІІ етап – внутрішнє (тканинне дихання) – відбувається в клітинах; прості поживні речовини за допомогою ферментів клітини розщеплюються до види і вуглекислого газу і виділяється необхідна для життєдіяльності організму енергія.

ДИХАЛЬНА СИСТЕМА ЛЮДИНИ – це сукупність органів, що забезпечують надходження кисню, газообмін й видалення вуглекислого газу. Складається з повітроносних шляхів і легень.

Повітроносні шляхи

Органи	Будова	Функції
Носова порожнина	Початковий відділ дихальної системи з носовими ходами (верхній, середній та нижній), приносовими (клиноподібна, верхньощелепна (гайморова) і лобова) пазухами. Слизова оболонка з миготливим епітелієм і густою сіткою капілярів	Повітроносна, захисна, чуттєва
Глотка	Три частини: носоглотка, ротоглотка і гортаноглотка. Носоглотка поєднується з носовою порожниною через хоани, ротоглотка з порожниною рота – зівом, гортаноглотка гортанним отвором – з гортанню. На рівні хоан з обох боків є отвори слухових труб, крізь які порожнина середнього вуха поєднана з довкіллям. Глотка має скупчення лімфатичних мигдаликів (кільце Пирогова)	Повітроносна, захисна
Гортань	Стінки з хрящами: непарні (перснеподібний, щитоподібний, надгортанний) і парні (черпакуваті, ріжкуваті, клиноподібні), які з’єднані рухомо зв’язками: містить голосовий апарат	Повітроносна, захисна, звукоутворю- вальна
Трахея	Трубка завдовжки 8-15 см з 16-20 хрящових півкілець. Внутрішню поверхню вистилає слизова оболонка з війчастого епітелію і лімфоїдної тканини	Повітроносна, захисна
Бронхи	Головні, часткові, сегментарні, часточкові бронхи та бронхіоли в складі бронхіального дерева. Стінки з 3 оболонок: сполучної, м’язової і слизової. Каркас стінок складають хрящові кільця	Повітроносна, захисна

Легені – це органи дихання, які розташовані в грудній порожнині та здійснюють функцію газообміну. Це парні органи: права (більша) і ліва легені. Ззовні легені вкриті легеневою плеврою з 2 листків: внутрішній листок зрощений з легенями, а зовнішній – із стінками грудної порожнини. Між листками знаходиться вузька порожнина плеври з рідиною (полегшує ковзання листків плеври під час дихальних рухів) і негативним тиском. На верхній поверхні легень розміщені ворота легенів, через які входять бронхи, легенева артерія і нерви, а виходять – дві легеневі вени й лімфатичні судини. Альвеоли – це легеневі пухирці, складаються з одношарового плоского епітелію і тонкого шару еластичних волокон та вкриті сіткою кровоносних капілярів; внутрішня поверхня – вистилається плавкою з особливих речовин, що полегшують дифузію газів, перешкоджають їх злипанню та захищають від мікроорганізмів. Функції: повітроносна, видільна, газообмін, тепло-регуляторна, захисна, чуттєва, звукоутворююча.

Вентиляція легень – обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами легень, що досягається ритмічними дихальними рухами – вдихом і видихом.

Легені не мають власних м’язів, тому їхню вентиляцію здійснюють дихальні м’язи: 1) грудна клітка із зовнішніми і внутрішніми міжреберними м’язами, які приводять її в рух; 2) діафрагма; 3) допоміжні інспіраторні м’язи (грудні); 4) допоміжні експіраторні м’язи (черевні). Вдих – активний процес, що забезпечує збільшення грудної клітки. Видих – пасивний процес, який призводить до зменшення грудної клітки.

Газообмін в легенях – обмін О₂ і СО₂ шляхом дифузії між альвеолярним повітрям і венозною кров’ю, який здійснюється завдяки різниці парціальних тисків кожного з дихальних газів.

Газообмін в тканинах - обмін О₂ і СО₂ шляхом дифузії між артеріальною кров’ю капілярів і тканинною рідиною, який здійснюється завдяки різниці парціальних тисків кожного з дихальних газів.

Дихальний центр розташований в довгастому мозку та складається з кількох відділів. До дихального центру надходять імпульси від рецепторів легень, міжреберних м’язів, діафрагми. Залежно від цієї інформації дихальний центр прискорює або сповільнює дихання, впливаючи на дихальні рухи.

Голосовий апарат – утвір гортані, який забезпечує утворення голосу, звукової мови. Голос утворюється при вдиханні повітря. В утворенні мови беруть участь язик, губа, нижня щелепа. Членороздільна мова людини пов’язана з розвитком вищої нервової діяльності. У корі великого мозку є спеціальний центри мови, які узгоджують роботу м’язів голосового апарату і пов’язані з процесами свідомості та мислення.

Захворювання органів дихання – це порушення нормальної життєдіяльності організму людини через виникнення відхилень у будові та функціях органів дихальної системи. Інфекційні захворювання – грип, дифтерія, туберкульоз, гайморит, бронхіт, пневмонія, ангіна, кір, краснуха тощо. До неінфекційних – пневматоракс, силікози, антракози, бронхіальна астма, рак легень тощо.

ТРАВНА СИСТЕМА

ТРАВЛЕННЯ – сукупність фізичних і хімічних процесів, що здійснюють переміщення й перетворення складних речовин на прості з подальшим їх всмоктуванням в кров і лімфу та видаленням неперетравлених решток. Травлення – внутріньоорганізмове. Завдяки травленню складні поживні компоненти їжі перетравлюються у прості сполуки та стають придатними для засвоєння.

Травна система людини – це сукупність органів, будова і функції яких пристосовані для ефективного здійснення процесів травлення. Ця система є наскрізною і складається з травного каналу і травних залоз. У людини травний тракт має вигляд звивистої трубки довжиною до 8-10 м. діяльність травного каналу тісно пов’язана з будовою його стінок. Зовнішня оболонка утворена сполучною тканиною, що захищає травний канал від різних впливів. Середня оболонка формується з двох чи трьох шарів гладких м’язів. Скорочення цих м’язів забезпечує перистальтика – хвилеподібне скорочення стінок порожнистих трубчастих органів (шлунку, кишечника), що забезпечує переміщення і перемішування їжі. На межі між відділами травного каналу є особливі колові м’язи-затискачі (сфінктери) і клапани.

Відділ	Особливості будови	Функції
Ротова порожнина	Обмежують ротову порожнину губи, щоки, піднебіння, дно, язик, зуби, слинні дрібні (губні, щічні, піднебіння) і великі залози	Секреторна, травна, рухова, захисна, всмоктувальна
Глотка	Носова, ротова і гортанна частина. В порожнину відкриваються отвори хоан, слухових труб і через зів – з’єднується з ротовою порожниною. Стінки із слизової, посмугованом’язової і сполучнотканинної оболонок. Біля входу кільце Пирогова-Вальдейєра	Рухова, захисна
Стравохід	Шийна, грудна, черевна частини. Три звуження: перше – на початку, друге – на рівні роздвоєння трахеї, третє – на місці проходження через діафрагму. М’язова оболонка з двох шарів – повздовжнього і колового.	Рухова, захисна
Шлунок	Є вхідна частина, купол, тіло, вихідна частина. Між шлунком і дванадцятипалою кишкою є воротар, або пілоричний сфінктер. М’язова з трьох шарів м’язів: повздовжній, коловий і косий, підслизова утворює складку, внутрішня слизова містить головні, обкладові та додаткові шлункові залози	Секреторна, травна, всмоктувальна, захисна, рухова
Тонка кишка	3 відділи: 12-пала, порожня і клубова кишка. Протоки печінки та підшлункової залози; м’язова оболонка з двох шарів м’язів, слизова містить кишкові залози й утворює ворсинки,	Секреторна, травна, всмоктувальна, захисна, рухова
Товста кишка	3 відділи: сліпа з апендиксом, ободова, сигмоподібна та пряма; м’язова з 2 шарів м’язів; наявні мутуалістичні мікроорганізми	Секреторна, всмоктувальна, захисна, рухова

Травні залози мають протоки, через які у порожнини травного тракту надходять секрети, необхідні для травлення. До великих травних залоз належать слинні, підшлункова і печінка.

Травні залози – це органи, що утворюють травні соки.

Слинні залози – дрібні й великі травні залози ротової порожнини, які утворюють слину. У слині є ферменти амілази, що розщеплюють вуглеводи. За участю слини їжа зволожується, склеюється у харчові грудочки та проштовхується до глотки.

Печінка – найбільша травна залоза, розміщена в правому підребер’ї під діафрагмою. Зовні вкрита капсулою із сполучної тканини. Розрізняють праву (велику) і ліву (малу) частки. Одиницею будови є печінкові дольки, які складаються з печінкових клітин – гепатоцитів. На нижній поверхні розташований жовчний міхур з міхуровою протокою. Функції: 1) секреторна – виробляє жовч; 2) бар’єрна; 3) запаслива – перетворення надлишку глюкози і глікоген і відкладання про запас; 4) захисна; 5) видільна – утилізує еритроцити, що загинули, отруйний амоніак перетворюється у нешкідливу сечовину;6) метаболічна.

Підшлункова залоза – велика травна залоза, протока якої відкривається в 12-палу кишку. В залозі розрізняють головку, тіло і хвіст. Залоза вкрита тонкою капсулою, має долькову будову і розташовується позаду шлунку біля задньої стінки живота. Залоза виділяє у 12-палу кишку підшлунковий сік (трипсин – розщеплює білки, ліпази – розщеплюють жири, амілази – складні вуглеводні). За добу у людини виділяється 1,5-2 соку.

Шлункові залози – дрібні залози шлунку, що секретують шлунковий сік.

Кишкові залози – це дрібні трубчасті залози слизової оболонки тонкого кишечника, які секретують кишковий сік.

Секреція – процес утворення й виділення клітинами й органами речовин: слина, шлунковий сік, сік підшлункової залози, жовч печінки та кишковий сік.

Травні ферменти – біологічно активні речовини, що утворюються в клітинах травних залоз і здійснюють розщеплення їжі в травному каналі.

Ротова порожнина – відділ травної системи, яким починається травний канал. Зуби – органи з видозміненої кісткової тканини, які подрібнюють і перетинають їжу. Зуб має 3 відділи: коронку, шийку й корінь; складається з 2 частин: твердої зовнішньої (емаль, дентин і цемент) та м’якої внутрішньої (пульпа).

Шлунок – розширена частина травного каналу між стравоходом і тонким кишечником, що є резервуаром їжі. Розташований під діафрагмою у лівій частині живота і має вигляд вигнутого мішка, в якому розрізняють вхідну частину з м’язом-затискачем, склепіння шлунка, тіло шлунка і вихідну частину із м’язом-затискачем. Стінки складаються з 3 оболонок: зовнішньої, середньої і внутрішньої. Зовнішня – має густу сітку кровоносних судин для забезпечення активної діяльності шлунку. Середня оболонка має 3 шари м’язів (поздовжній, коловий і косий), які здійснюють перемішування і переміщення їжі. Внутрішня оболонка – підслизова основи утворює численні складки, а слизова оболонка містить різноманітні шлункові залози; розміщена лімфоїдна тканина. Хімус – частково перетравлена їжа. Основні процеси перетравлення: хімічна обробка їжі; хімічна обробка; переміщення їжі; знезаражування їжі; всмоктування компонентів їжі.

Тонкий кишечник – відділ травного каналу, який поєднує шлунок з товстим кишечником. Довжина 6 м, діаметр – 3-4 см. Є три відділи: дванадцятипала, порожниста і клубова кишка. Стінки складаються з 3 оболонок: основною зовнішньої серозної оболонки є сполучна тканина; серозна оболонка, яка вистилає внутрішню поверхню черевної порожнини і органи, що в ній розташовані – очеревина – це тонка прозора плівка, вільна поверхня якої гладка, блискуча, зволожена серозною рідиною; м’язова середня оболонка – скл з двох шарів непосмугованої м’язової тканини – повздовжнього і колового; слизова – утворена одношаровим епітелієм, що має здатність до швидкого поділу та оновлення клітин; наявність численних колових складок, кишкових залоз та кишкових ворсинок. У тонкий кишечник впадають всі протоки печінки та підшлункової залози. Регулює діяльність кишечника загалом і тонкої кишки, один з найбільших нервів людини – блукаючий нерв. Основні процеси: хімічна обробка їжі, фізична обробка їжі, переміщення їжі, знезаражування їжі, всмоктування їжі.

Товстий кишечник – відділ, яким завершується травний канал. Довжина – 1,5- 2 м, діаметр – 6 см. Три відділи – сліпа кишка з апендиксом, ободово, сигмоподібна і пряма, що завершується відхідником (анусом). Стінки складаються з 3 оболонок: зовнішньої, м’язової і слизової. Основні процеси: фізична обробка їжі, хімічна обробка їжі, переміщення їжі, всмоктування їжі і знешкодження їжі.

Пристінкове (мембранне, контактне) травлення – травлення, що відбувається безпосередньо на поверхні мікроворсинок тонкого кишечника.

Всмоктування – активний фізіологічний процес переміщення води, розчинених простих поживних речовин, солей, вітамінів крізь слизову оболонку травного тракту в рідини внутрішнього середовища. Відбувається в усіх відділах травного тракту. Основною ділянкою травної системи, де відбувається всмоктування поживних речовин є тонка кишка. Розрізняють пасивне і активне всмоктування.

Кишкова ворсинка – це утвір слизової оболонки тонкого кишечника, що є структурною основою всмоктування. Основою будови є одношаровий епітелій, сполучна тканина, судини та гладкі м’язи. Функції: пристінкове травлення, всмоктування простих поживних речовин, ресинтез власних жирів із жирних кислот, які надходять в кишки, захист від проникнення в кров мікрооганізмів.

Нервова регуляція процесів травлення відбувається безумовно- та умовнорефлекторно. Безумовнорефлекторна діяльність – травлення здійснюється за допомогою імпульсів, що виникають у нервових центрах довгастого (центри слиновиділення, центр ковтання, шлункового соковиділення) і спинного мозку (центр випорожнення). В умовнорефлекторній регуляції процесів слиновиділення, ковтання, шлункового соковиділення велику роль відіграє кора півкуль головного мозку. Гуморальна регуляція здійснюється залозами внутрішньої секреції (гіпофізом, наднирниками), якими керує гіпоталамус. Імунна регуляція здійснюється за участю апендиксу, лімфатичних вузлів стінок травного каналу і самих секретів слини, шлункового соку, жовчі, кишкового соку.

Захворювання органів травлення – це порушення нормальної життєдіяльності організму людини через виникнення відхилень у будові та функціях органів травної системи.

ОБМІН РЕЧОВИН І ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ

ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ – сукупність процесів, які забезпечують надходження до організму їжі з речовинами, що необхідні для нормальної життєдіяльності. Під час розпаду їжі виділяється енергія, яка витрачається на життєдіяльність організму (енергетична функція). Речовини їжі використовуються для побудови клітин, тканин, органів, їхнього оновлення (харчова функція). В їжі є речовини (вітаміни, клітковина), які беруть участь в регуляції обміну речовин (регуляторна функція). В їжі досить часто наявні й лікувальні, речовини, що захищають наш організм і перешкоджають розвитку хвороб (захисна функція).

Харчові продукти – це компоненти їжі, що використовуються в їжі в натуральному чи переробленому, зміненому чи незміненому вигляді.

Поживні речовини – це речовини продуктів харчування, які мають для організму харчову та енергетичну цінність. До них належать складні (білки, жири, вуглеводи) та прості (амінокислоти, жирні кислоти, моносахариди) органічні речовини.

Білки – це органічні високомолекулярні сполуки, побудовані з амінокислот.

Жири – це органічні нерозчинні у воді сполуки, в утворенні яких беруть участь жирні кислоти й спирти.

Вуглеводи – це органічні сполуки, які є основним джерелом енергії організму.

Додаткові речовини – це речовини, які не виконують ні енергетичної, ні будівельної функції, але без них неможливе засвоєння їжі та життєдіяльність організму. Важливим додатковим компонентом їжі людини є вода. Вода – неорганічна сполука, що є основою внутрішнього середовища організму (крові, плазми, тканинної рідини). Вся вода в організмі оновлюється приблизно впродовж місяця, а внутрішньоклітинна – за тиждень. Добова потреба – 2 л.

Мінеральні речовини – є неорганічними елементами чи сполуками. Основне джерело – рослинні продукти.

Вітаміни – біологічно активні речовини, необхідні в невеликих кількостях для життєдіяльності організмів. Високу активність виявляють в малих кількостях, не відкладаються про запас і не синтезуються в організмі.

Раціональне харчування – це харчування за якого до організму з харчовими продуктами надходитимуть усі поживні речовини, вітаміни та мінеральні солі в кількостях, необхідних для нормальної життєдіяльності.

Питна вода – це вода, що призначена для щоденного необмеженого й безпечного вживання людиною. Серед основних показників якості питної води виділяють: фізичні (смак, забарвлення, запах, каламутність), хімічність (мінералізація, жорсткість, рН), біологічні (наявність бактерій, вірусів і паразитів).

ВІТАМІНИ – біологічно активні речовини різної хімічної природи, необхідні в невеликих кількостях для нормального обміну речовин і життєдіяльності живих організмів. На сьогодні відомо близько 50 вітамінів, які вивчаються наукою вітамінологією. Більшість вітамінів не відкладаються про запас і не синтезуються організмом. Надходять в складі харчових продуктів рослинного та тваринного походження. Деякі вітаміни синтезуються мікрофлорою кишок (В, К). можуть розчинятися у воді або в жирах, тому їх поділяють на водорозчинні (вітаміни групи В, С та ін)та жиророзчинні (А,Д тощо).вони є складовою частиною великої кількості ферментів, тому відіграють значну роль в обміні речовин. Невідповідність у потребах організму та надходженні вітамінів призводить до порушень: гіповітаміноз (за нестачі вітамінів), авітаміноз (за відсутності вітамінів) і гіпервітаміноз (за надлишку вітамінів).

Назва	Джерела	Функції	Порушення
Жиророзчинні вітаміни
Д (кальциферол, антирахітний)	Риб’ячий жир, яйця, печінка	бере участь в регуляції обміну солей	Рахіт
Е (котоферол, антистерильний)	Рослинні олії	Вплив на статеву систему	Безплідність
К (філохінон, антигеморагічний)	Кишкова мікрофлора	Вплив на зсідання крові	Порушення зсідання
А (ретинол, ксе- рофтальмічний)	Морква, шпинат, чер-воний перець	Впливає на ріст і розвиток організму	Куряча сліпота
Водорозчинні вітаміни
В₁ (тіамін, антиневритний)	Чорний хліб, яйця, печінка	Участь в обміні білків, жирів, вуглеводів	Бері-бері
В₂ (рибофлавін, вітамін росту)	Гречана крупа, рибні про-дукти, печінка	Для синтезу ферментів	Нервові порушення, ураження епітелію
В₉ (фолієва кислота)	Салат,капуста, нирки, мікро-флора кишок	Участь в кровотворенні	Порушення обміну речо-вин, анемія
В₁₂ (ціано-кобаламін, антианемічний)	Мікрофлора кишок, печінка тварин	Стимулятор гемопоезу, вплив на функції печінки й НС, зсідання крові	Анемія
С (аскорбінова кислота, антискорбутний)	Чорна сморо-дина, шипш-ина, лимон	Для синтезу білків, підвищення імунітету	Цинга

Ксенобіотики – чужорідні хімічні речовини, що не синтезуються в організмі людини, але, потрапляючи всередину або на покриви тіла, можуть викликати алергічні реакції, мутації, знижувати імунітет, порушувати обмін речовин спричинювати хвороби тощо – діоксини, ліки, наркотичні речовини, пестициди, мінеральні добрива, мийні засоби, радіонукліди, синтетичні барвники тощо.

Психоактивні речовини – речовини, що викликають звикання та залежність за умов систематичного вживання, внаслідок приймання яких змінюється поведінка людини – алкоголь, нікотин, опіоїди, кокаїн, снотворні, тощо.

Біотрансформація – знешкодження токсичних речовин шляхом перетворення їх у молекулярну форму із зміненими біологічними властивостями, що може бути виведеною з організму.

ВИДІЛЕННЯ. СЕЧОВИДІЛЬНА СИСТЕМА.

ВИДІЛЕННЯ – екскреції – процес видалення з організму непотрібних продуктів обміну речовин та надлишку води і солей. У виділенні непотрібних сполук у людини беруть участь: легені (виділяються СО₂, Н₂О у вигляді пари і ацетону), шкіра (видаляються Н₂О, солі, сечовина, сечова кислота, амоніак, молочна кислота), травна система (неперетравлені рештки, солі важких металів, холестерин, жовчні пігменти), сечовидільна система (сечовина, надлишок солей, сечова кислота тощо).

Процеси виділення виконують низку важливих функцій: видалення кінцевих продуктів обміну речовин для збереження рівноваги оборотних біохімічних реакцій; знешкодження отруйних продуктів обміну речовин для запобігання загибелі клітин; регуляція складу речовин в організмі для підтримання гомеостазу

СЕЧОВИДІЛЬНА СИСТЕМА – сукупність органів, що забезпечують утворення та видалення з організму сечі.

Органи	Будова	Функції
Нирки	Ззовні нирки вкривають три капсули: волокниста, жирова і фасціальна. На внутрішньому увігнутому краю нирки розташовані ворота. На розрізі розрізняють: кіркову речовину, мозкову речовину з ниркових пірамід, ниркову миску сосочки. Ниркова миска переходить у сечовід. Основною структурною і функціональною одиницею нирок є нефрон	Видільна, регуляторна, гомеостатична, метаболічна
Сечоводи	Черевна і тазова частини. Стінки з 3 оболо-нок: сполучнотканинної, м’язової і слизової	Провідна
Сечовий міхур	Розрізняють дно, шийку, верхівку і тіло. Стін-ки із 4 оболонок: серозної, м’язової і слизової	Сечозбірна
Сечівник	На початку є сфінктер. Стінки з 3 оболонок: сполучнотканинної, м’язової і слизової	Видільна

НИРКИ – парні органи черевної порожнини. Основною структурною і функціональною одиницею нирок є нефрон. Капсули нефронів формують у нирках зовнішню кіркову речовину, а їхні ниркові канальці та сечозбирні трубки утворюють ниркові піраміди в складі внутрішньої мозкової речовини. Вершини ниркових пірамід відкриваються у ниркові чашки, які переходять у ниркову миску. Всі ці утвори нирок забезпечують швидке збирання сечі та її надходження у сечовід.

Нефрон – це мікроскопічні утвори нирок, в яких відбувається утворення сечі. В нирці близько 1 млн нефронів, простір між якими заповнений сполучною тканиною. Починаються нефрони капсулою, всередині якої міститься мальпігіїв клубочок. Капсула у клубочок утворюють ниркове тільце (тільце Мальпігі). Порожнина капсули переходить в звивистий первинний сечовий каналець, який в мозковому шарі утворює петлю Генле. Петля Генле повертається в кірковий шар і утворює вторинний сечовий каналець, який відкривається в сечозбирну трубочку. Із капсули виходить виносна артерія, яка утворює вторинну капілярну сітку, що густо обплітає звивисті канальці й петлю нефрону.

Сечоутворення – діурез – це процес утворення сечі, що відбувається в нефронах нирок з допомогою процесів фільтрації й реабсорбції. Виділяють два етапи сечоутворення: утворення первинної сечі та утворення вторинної сечі.

І етап – утворення первинної сечі – відбувається в капсулах нефронів шляхом фільтрації за рахунок різниці тиску. За складом первинна сеча відрізняється від плазми крові відсутністю високомолекулярних білків і ліпідів.

ІІ етап – утворення вторинної сечі – відбувається в звивистих канальцях та петлях нефронів шляхом реабсорбції (зворотне всмоктування в кров глюкози, амінокислот, води, йонів солей). Окрім того, відбувається ще й канальцева секреція (додаткове видалення з крові у сечу шкідливих речовин, які не профільтрувались в капсулах нефронів). Утворюється вторинна сеча, в складі якої сечовина, сечова кислота, надлишкові солі тощо.

Центр сечоутворення у проміжному відділі головного мозку. Нервова регуляція здійснюється за рахунок вегетативної нервової системи: симпатичні нерви подають сигнали для звуження приносних артеріол, внаслідок чого зменшується притік крові до нирок і утворення сечі. Гуморальна регуляція здійснюється гормонами: вазопресин – за посилення секреції гормону сечоутворення зменшується, а за пониженої – навпаки; альдостерон – посилює всмоктування йонів натрію, калію.

Сечовиведення – складний рефлекторний акт, який здійснює видалення сечі із сечового міхура. Вторинна сеча надходить у сечовий міхур. Наповнення міхура призводить до підвищення тиску і розтягнення його стінок, що спричинює подразнення механорецепторів міхура. Імпульси, що виникають у цих клітинах, нервами надходять до центру сечовиведення в крижовому відділі спинного мозку. Відбувається скорочення стінок сечового міхура і розслаблення колових м’язів сечового міхура і сечівника. На розслаблення м’яза-сфінктера сечівника впливає кора великих півкуль головного мозку. В акті сечовиведення беруть участь м’язи живота.

Функції нирок: видільна, осморегуляція, волюморегуляція, регуляція сольового складу і кислотно-основного стану крові й рідин тіла. Осморегуляція – сукупність процесів, що забезпечують відносну постійність відносних концентрацій розчинених речовин і води всередині тканин тіла. Волюморегуляція – сукупність процесів, що забезпечують регуляцію об’єму позаклітинної рідини в організмі.

Захворювання: запалення нирок (нефрит), сечового міхура (цистит), сечівника (уретрит); сечокам’яна хвороба – захворювання, що характеризується утворенням каменів в органах сечовидільної системи тощо.

ШКІРА. ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ

ШКІРА – зовнішній покрив тіла людини, який є бар’єром між зовнішнім та внутрішнім середовищем та виконує функції, спрямовані на пристосування людини до умов зовнішнього середовища. Це покривна система органів, утворених епітеліальною та сполучною тканинами. Вона є найбільшою за розмірами системою організму, що бере участь у здійсненні таких важливих процесів життєдіяльності, як метаболізм, подразливість, кровообіг, імунна регуляція тощо. Функції: захисна, видільна, секреторна, терморегуляторна, депо крові, дихальна, синтезуюча, рецепторна запаслива, амортизуюча. Розділ медицини, який вивчає шкіру називається дерматологією.

Шкіра складається з 3 шарів.

Шар шкіри	Будова	Функції
Епідерміс, надшкір’я	Утворений багатошаровим плоским епітелієм. Виділяють два прошарки: роговий і ростковий. Серед клітин росткового шару є меланоцити (пігмент)	Бар’єрна, синтезуюча
Дерма, або власне шкіра (до 4 мм)	Виділяють 2 прошарки: сосочковий (з пухкої сполучної тканини) і сітчастий (з щільної сполучної тканини і еластичних та колагено-вих волокон). В сосочковому шарі розташо-вані: нервові закінчення, сітка кровоносних капілярів, лімфатичні судини. В сітчастому залягають: сальні залози, потові залози, волосяні сумки, гладкі м’язові волокна та їх пучки, рецептори, артеріоли, венули	Депо крові, видільна, секреторна, терморегуля-торна, дихальна, рецепторна
Підшкірна клітковина -гіподерма	З пухкої сполучної тканини і великої кількості жирових клітин. При ожирінні та целюліті саме в цьому шарі відбуваються зміни	Запасна, амортизуюча

Крім власне шкіри, в організмі є її похідні: нігті, волосся, шкірні залози.

Нігті – рогові отвори у вигляді пластинок, що містяться на пальцях. Кінчики пальців забезпечені безліччю чутливих нервових закінчень. Місцем росту нігтя є його корінь. У нормі нігті гладенькі та рожеві.

Волосся – видовжені утвори, що виконують терморегуляторну, захисну та чутливу функції. У волоссі розрізняють корінь (в шкірі) та стрижень (над поверхнею шкіри). В основі кожної волосини шкіри знаходиться крихітний м’яз-підіймач.

Шкірні залози – утвори шкіри, які здатні створювати й виділяти певні секрети. До цієї групи залоз належать потові, сальні й молочні. Потові залози – прості трубчасті залози з тіла, потові протоки і потової пори; піт містить 97-99% води, солі, сечовини, сечової кислоти, які виходять з організму; участь в водно-сольовому обміні й терморегуляції. Сальні залози – прості альвеолярні залози по всій шкірі, за винятком шкіри долоней та підошв; виділяють шкірне сало, яке змащує шкіру та волосся і цим надає їм еластичності, оберігає від вологи, висушування, має кислу реакцію і володіє бактеріоцидними властивостями. Молочні залози – є видозміненими потовими залозами на поверхні великого грудного м’яза; складаються з часток жирової тканини, в якій розташована залозиста тканина з молочними каналами, які переходять у вивідні протоки; формування молочних залоз, їхня секреторна функція активізується гормонами яєчника і гіпофіза; основна функція – вироблення молока для вигодовування новонародженого.

Терморегуляція – здатність теплокровних організмів підтримувати на сталому рівні температуру тіла незалежно від змін навколишнього середовища. Постійна температура тіла людини підтримується завдяки взаємодії процесів теплоутворення і тепловіддачі. Центр терморегуляції міститься в гіпоталамусі й підпорядкований корі великих півкуль головного мозку.

Тепловий удар – це порушення життєдіяльності організму, пов’язане з його перегрівом, а сонячний удар є хворобливим станом, що пов'язаний з безпосереднім впливом сонячного випромінювання на організм. Захворювання шкіри – хворобливі зміни шкіри та її похідних, які на відміну від інших захворювань мають зовнішні прояви. Шкірні захворювання вивчає розділ медицини – дерматологія. Багато захворювань шкіри – дерматозів – є результатом дії зовнішніх чинників: мікроскопічні грибки (стригучий лишай, кандидози, парша голови) стафілококові й стрептококові бактерії – гнійничкові захворювання, тварини-паразити (коростяний кліщ, воша людська) – коросту, педикульоз, віруси – бородавки, герпес. Шкідливе випромінювання може спровокувати пухлинні хвороби шкіри (меланома), температура – опіки чи обмороження, кислоти чи луги – хімічні опіки.

ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА

ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА - сукупність органів, побудованих із сполучних і м’язових тканин для забезпечення опори, руху, захисту, кровотворення, депонування та мови. Органами є міцні кістки, пружні хрящі й скоротливі м’язи. Апарат опори й руху прийнято ділити на пасивну (скелет) та активну (м’язи) частини. Функції: опора, захист, рух, кровотворення, депонування речовин. Хрящі гортані, голосові зв’язки й м’язи язика, під’язикова й нижньощелепна кістка визначають важливу функцію – мову.

Опорно-рухова система людини
Скелетна система (пасивна частина, в дорослого 206, в дитини понад 300 кісток; близько 10% від маси тіла)	М’язова система (активна частина, понад 600 м’язів, близько 40 % від маси тіла)
Скелет голови: а) мозковий відділ; б) лицевий відділ;	М’язи голови: а) мімічні м’язи; б) жувальні м’язи;
Скелет тулуба: а) хребет; б) грудна клітка	2) М’язи тулуба: а) м’язи грудей; б) м’язи спини; в) м’язи живота
Скелет кінцівок: а) плечовий пояс; б) скелет вільної верхньої кінцівки; в) тазовий пояс; скелет вільної нижньої кінцівки	3) М’язи кінцівок: а) м’язи поясу верхніх кінцівок; б) м’язи вільної верхньої кінцівки; в) м’язи поясу нижніх кінцівок; г) м’язи вільної нижньої кінцівки

Будова й функції скелета людини значною мірою визначаються сполучними опорними тканинами, до яких належать хрящова й кісткова.

Хрящова тканина – сполучна опорна тканина, що складається з клітин-хондроцитів і міжклітинної речовини та утворює хрящі. Переважають білки – колаген і еластин, що визначають гнучкість й еластичність багатьох хрящів; мають вуглеводи, що зберігають воду в товщі хрящів і забезпечують їхню пружність; відсутність кровоносних судин; живлення шляхом дифузії із сполучнотканинного шару – охрястя, що вкриває хрящі. Розрізняють гіаліновий (вкриває суглобові поверхні кісток, утворює реберні хрящі), еластичний (в складі вушних раковин, хрящів гортані) волокнистий (в міжхребцевих дисках) хрящі.

Кісткова тканина – сполучна опорна тканина, що складається з клітин-остеоцитів і міжклітинної речовини та формує кістки скелету. В міжклітинній речовині переважають неорганічні сполуки. Це вода і солі, фосфати й карбонати Кальцію, Флуор, Магній, Натрій, Калій – надають тканині твердості й щільності. Органічні речовини – білок осеїн, утворює волокна й забезпечую гнучкість й пружність кісток. Є кровоносні судини для забезпечення живлення клітин і росту кісток. Остеоцити мають відростки, за допомогою яких поєднуються між собою для більшої міцності тканини. Виділяють два види кісткової речовини – компактну й губчасту. Структурною одиницею компактної речовини – остеон, складається з 5-20 циліндричних пластинок, вставлених одна в одну. В центрі – центральний канал з кровоносними судинами; губчаста – тонкі кісткові пластинки і перекладини (трабекули), які перехрещуються з утворенням комірок.

КІСТКА – орган скелетної системи, будова і властивості якого призначені для здійснення основних функцій скелетної системи. Кістки є живими утворами з такими ознаками живого як обмін речовин, живлення, ріст, подразливість, регенерація тощо. Здатні до росту у довжину та товщину. Ріст у довжину забезпечується хрящовою тканиною пластинки росту, у товщину – поділом клітин окістя; завершується в 20-24 роки, регулюється гормоном росту і залежить від обміну Кальцію й Фосфору та вітаміну Д. кістка має видовжену середню частину – тіло кістки і потовщені кінці – головки. Головки кістки утворені губчастою речовиною, з пластинками, між якими розташований червоний кістковий мозок, що виконує кровотворну функцію. Між головкою і тілом кістки є пластинка росту з хрящовою тканиною. Стінки кістки побудовані з компактної речовини, основною одиницею якої є остеони. Всередині є кісткова порожнина, яка в дорослих заповнена жовтим кістковим мозком. Утворений цей мозок переважно жировою тканиною, у ньому проходять кровоносні судини і він здійснює допоміжну роль у кровотворенні. Поверхня тіла кістки вкрита окістям, внутрішній шар якого і здійснює ріст кістки у товщину.

Група	Особливості	Приклади
Трубчасті (довгі й короткі)	Довжина значно переважає ширину, мають видовжене циліндричне тіло, міцні головки, всередині порожнисті й заповнені жовтим кістковим мозком	Плечова, стегнова (довгі), фаланги пальців, кістки зап’ястка (короткі)
Губчасті (довгі й короткі)	Побудовані переважно з губчастої речовини й тонкого шару компактної речовини	Ребра, грудина (дов-гі), кістки зап’ястка, надколінок(короткі)
Плоскі	Із губчастої речовини з червоним кістковим мозком, зверху знизу вкриті пластинками компактної речовини	Тім’яна, скронева, тазові, лопатка
Змішані	Складаються із декількох частин, що мають різну будову, форму і походження	Нижня щелепа, виличні, хребці
Повітроносні	Мають повітряні порожнини, які вистелені слизовою оболонкою і упродовж життя збільшуються	Лобова, решітчаста, верхньощелепні

Є 3 типи з’єднання кісток: нерухомі (шви, зростання і вклинення), напіврухомі (утворені хрящовою тканиною для здійснення обмежених зміщень: між хребцями, між ребрами та грудиною тощо), рухомі (суглоби – це сполучення кісток за допомогою щільної волокнистої тканини із формуванням між кістками простору). Суглоби складаються з 3 елементів: суглобова сумка, суглобові поверхні кісток і суглобова порожнина для зменшення тертя. Класифікують на: прості, складні, одноосьові, двоосьові та багатоосьові.

СКЕЛЕТ ЛЮДИНИ – сукупність кісток і хрящів, що поєднуються у відділи для забезпечення життєдіяльності організму. Складається з відділів: скелета голови (череп), скелет тулуба і скелет кінцівок.

Череп – частина скелета людини, який захищає головний мозок і органи чуттів. Розрізняють відділи: мозковий (з 8 кісток, які з’єднані нерухомо швоми; непарними кістками є лобна, потилична, клинопродібна, решітчаста, парні – тім’яна й скронева) і лицевий (парні – верхньощелепні, виличні, носові, піднебінні, слізні, нижня носова раковина; непарні – нижньощелепна і під’язикова).

Скелет тулуба – частина скелету, який захищає спинний мозок та органи грудної порожнини. Складається з хребта і грудної клітки. Хребет є віссю скелета, побудований із хребців. Виконує опорну, захисну та рухову функції. Хребет має 4 вигини: два вперед – лордози (шийний і поперековий), два назад – кіфози (грудний, крижовий). Хребет побудований із 33-34 хребців, поєднані у відділи: шийний (7 хребців), грудний (12 хребців), поперековий (5 хребців), крижовий (5 хребців зростаються з утворенням крижової кістки) та куприковий (4-5 хребців, що зростаються з утворенням куприка). Грудна клітка забезпечує дихання та захищає серце й легені. Грудна клітка утворена ззаду грудними хребцями, спереду – грудиною, а з боків – ребрами. Грудна клітка сплющена спереду назад.

Скелет кінцівок – це частина скелета, що забезпечує опору й переміщення тіла в просторі. Має 4 відділи. Пояс верхніх кінцівок (плечовий пояс) утворюють парні ключиці і лопатки. Скелет вільної верхньої кінцівки має плечову, ліктьову і променеву кістки та кістки кисті. До складу кисті – 5 кісточок, зап’ясток з 8 кісточок і кістки пальців. Великий палець має дві фаланги, усі інші – по 3. Пояс нижніх кінцівок (тазовий пояс) включає дві кульшові кістки, утвореними кістками, що зростаються після 16 років. Таз широкий і міцний для підтримання й захисту внутрішніх органів під час прямоходіння. Скелет вільної нижньої кінцівки поєднує стегнову, малогомілкову і великогомілкову кістки, надколінну чашечку та кістки стопи: плесно з 5 кісточок, заплесно з 7 кісточок і кістки пальців (мають 14 фаланг). До прямоходіння стопа з малорухливими пальцями.

М’ЯЗОВА ТКАНИНА – це тканина, що становить основну масу м’язів і характеризується здатністю до збудливості й скоротливості. Наявні в клітинах скоротливих ниток (міофібрил), побудованих з білків актину й міозину. Є непосмугована, посмугована скелетна та посмугована серцева м’язові тканини.

Непосмугована – це тканина, яка складається з клітин-міоцитів і входить до складу внутрішніх органів і судин – веретеноподібні, одноядерні, з неупорядкованим розташуванням міофібрил. Скорочення – повільне, ритмічне, без втоми, мимовільне, тобто не піддається свідомості. Знаходиться в стінках багатьох внутрішніх органів, судин і забезпечує рухи кишечника, зміну просвіту судин, сечовиведення, пологи тощо.

Посмугована скелетна тканина – це тканина, яка складається з м’язових волокон і утворює скелетні м’язи. Ці м’язи одним кінцем прикріплюються до кісток скелета. Циліндричні, з багатьма ядрами й численними міофібрилами; у цитоплазмі м’язового волокна велика кількість мітохондрій та особливих молекул міоглобіну (дихальний пігмент, здатний переміщувати кисень у м’язах) – забарвлює волокна у червоний колір. Скорочення потужні, швидкі, з втомою і довільні. Будують скелетні і мімічні м’язи, м’язи язика, діафрагми, забезпечуючи рухи тіла, міміку обличчя, мову.

Посмугована серцева тканина – це тканина, яка складається з клітин-кардіоміоцитів і утворює серцевий м’яз – міокард. Клітини з’єднані кінцями у багатоядерні м’язові волокна. Між волокнами наявні вставні диски, завдяки чому збудження швидко поширюється по всьому серцевому м’язу. Серцеві волокна мають центральне розташування ядер, у них менше міофібрил і більше мітохондрій. Скорочується швидко, ритмічно, без втоми, скорочення є мимовільними. Ця тканина забезпечує роботу серця.

М’ЯЗ – орган руху тварин і людини, який складається з м’язової тканини, здатної до скорочення під впливом нервових імпульсів. Сукупність м’язів становить м’язову систему. Функції: рухова, опорна, захисна, чутлива, депонуюча, теплоутворююча. Розрізняють скелетні, гладкі і серцевий м’яз.

Скелетні м’язи – це скоротливі органи, які побудовані із посмугованої скелетної тканини і закріплені на скелеті. У м’язі виділяють: сухожилки, для прикріплення до кісток, м’язове черевце, м’язові пучки, що мають власну оболонку, м’язові волокна. Самі волокна містять упорядковано розташовані міофібрили, всередині яких розташовані актинові й міозинові протофібрили та велика кількість мітохондрій. За формою: довгі (триголовий м’язи плеча), короткі (міжреберні м’язи), широкі (широкий м’яз спини), колові (коловий м’яз рота). За розташуванням – м’язи голови, м’язи тулуба та м’язи кінцівок.

Гладкі м’язи – це м’язи, утворені непосмугованою тканиною і містяться в стінках внутрішніх органів і кровоносних судин. Забезпечують проходження їжі через травний канал, фокусування зору, зміни просвіту артерій та вен.

Серцевий м’яз – це м’яз , утворений посмугованою серцевою тканиною і міститься лише в серці.

М’язи голови – поділяють на м’язи склепіння черепа та м’язи обличчя (мімічні та жувальні). М’язи склепінні – зміщують шкіру, піднімають брови. Мімічні – мімічні рухи обличчя, беруть участь у мові – одним кінцем вплітаються у шкіру, іншим – до кісток.

М’язи тулуба – м’язи шиї (повороти голови та її підтримку), грудної клітки(великі і малі; беруть участь у диханні), живота (косі, прямий, квадратні; захист органів черевної порожнини, участь у диханні, виділенні сечі) і спини (трапецієподібний, ромбоподібний, широкий; рухи кінцівок, голови, підтримку тулуба).

М’язи кінцівок – м’язи плечового поясу (дельтоподібний, підлопатковий; рухи в плечовому поясі), м’язи вільної верхньої кінцівки (м’язи плеча (двоголовий, триголовий), м’язи передпліччя (згиначі і розгиначі кисті), м’язи кисті (долонні, м’язи пальців); здійснюють рухи руки), м’язи тазового поясу (сідничні, грушоподібний тощо; рухи ноги в кульшовому суглобі), м’язи вільної нижньої кінцівки (м’язи стегна (кравецький, чотириголовий, двоголовий), м’язи гомілки (триголовий, литковий, камбалоподібний), м’язи стопи (підошовні, згиначі й розгиначі пальців); рухи нижньої кінцівки).

Теорія ковзання – теорія, що пояснює механізм скорочення м’язів: м’язові волокна складаються з міофібрил; міофібрили мають саркомери, розділені між собою Z-пластинками; у кожному саркомері є товсті в тонкі міофіламенти; у спокої товсті нитки міозину розміщуються між тонкими нитками актину; скорочення м’язів починається із збудження м’язових волокон нервовими імпульсами; за допомогою поперечних містків в присутності йонів Са²⁺ відбувається втягування тонких ниток актину в проміжки між товстими нитками міозину; довжина м’язового волокна при цьому зменшується, що веде до скорочення м’яза; скорочення м’яза відбувається за рахунок енергії АТФ.

Основними властивостями м’язів, що забезпечують їхню роботу, є сила, швидкість скорочення, витривалість і тонус. Сила м’язів залежить від маси скоротливих білків, кількості м’язових волокон та частоти імпульсів, що надходять до м’яза. Витривалість м’язів – це їхня здатність тривалий час підтримувати заданий ритм роботи. Незначне напруження, завдяки чому підтримується готовність до здійснення роботи, є тонусом м’язів.

Робота м’язів – діяльність м’язів, що виникає внаслідок їхнього скорочення за рахунок енергії АТФ.

Втома м’язів – це фізіологічний стан, який виникає унаслідок тривалої або інтенсивної роботи й полягає у тимчасовому зниженні працездатності.

У керуванні рухами бере участь соматична нервова система. Виконання різноманітних рухів і пози тіла пов’язане з роботою мотонейронів – це нервові клітини з дуже довгими руховими волокнами-аксонами, що передають сигнали з ЦНС до м’язів і відповідають за кожний їхній рух. Довгий відросток іннервує сотні м’язових волокон, утворюючи мононейронну одиницю. Кора великих півкуль – це головний координатор рухів. Рухові центри пов’язані з мозочком й руховими центрами стовбура мозку. Через них інформація від кори надходить до мотонейронів. Тіла їх розміщуються в спинному мозку, а їхні аксони в складі спинномозкових нервів прямують до всіх скелетних м’язів. Поблизу скелетного м’яза аксон розгалужується і його закінчення іннервують водночас декілька м’язових волокон. Від рухової зони кори до мотонейронів стовбура й спинного мозку проходять і прямі нервові шляхи. Ці шляхи перехрещуються на рівні довгастого мозку, тому рухові центри лівої півкулі керують м’язами правої частини тіла, а рухові центри правої півкулі – м’язами лівої частини.

Гіподинамія – порушення функцій організму (опори, руху, кровообігу, дихання, травлення, виділення, регуляції функцій) через обмеження рухової активності. Хвороба сучасної людини, основний фактор ризику, що негативно впливає на ріст і розвиток людини, на тривалість її життя, життєві функції й загальний стан організму. Найбільше страждає серцево-судинна система: порушується робота серця, втрачається тонус судин, сповільнюється кровообіг тощо. Погіршується забезпечення клітин поживними речовинами й киснем, порушуються процеси синтезу й розщеплення в клітинах тощо; знижує фізичну й розумову працездатність, обмежує соціальну активність і пристосованість організму. В цьому процесі, беруть участь такі структури нервової системи: кора великого мозку, мозочок, спинний мозок.

Природні хвороби – порушення розвитку кісток чи м’язів до народження або після народження (мають спадковий характер) – полідактилія, мармурова хвороба, природжений вивих стегна, артрити суглобів, остеомієліт кісткового мозку, туберкульоз кісток, міозити м’язів, рахіт.

Дистрофічні захворювання – порушення живлення кісткової, хрящової та м’язової тканин – сколіоз, лордоз, кіфоз, плоскостопість, дистрофія м’язів, остеохондроз, остеопороз.

Механічні пошкодження – розтягнення зв’язок, удари, вивихи суглобів, переломи кісток.

СЕНСОРНІ СИСТЕМИ ЛЮДИНИ

СЕНСОРНІ СИСТЕМИ – сукупність структур, які отримують, передають й аналізують інформацію із зовнішнього та внутрішнього середовища.

Відділи: периферичний, провідниковий і центральний.

Периферичний відділ представлений рецепторами. Провідниковий відділ – складається з чутливих волокон, що передають закодовані сигнали до ЦНС. Цей шлях утворюють нейрони. Центральний відділ – утворюють чутливі зони кори великого мозку, де відбувається аналіз і синтез інформації. Ці зони мають певне розташування: рухова зона і зона внутрішніх органів – у лобовій частці, зона шкірно-м’язової чутливості – у тім’яній частці, зорова зона – у потиличній частці півкуль, слухова, смакова й нюхова зона – у скроневій частці.

Сенсорна адаптація – здатність пристосовувати рівень своєї чутливості під впливом дії подразники.

Сенсорні системи людини

Система	Рецептори	Провідні шляхи	Мозкові центри
Зорова	Фоторецептори сітківки очного яблука	Зоровий нерв (ІІ пара ЧМН)	Зорова зона(по-тилична частка великого мозку)
Слухова	Фонорецептори спірального органа	Слуховий нерв (8 пара ЧМН)	Слухова зона (скро-нева частка великого мозку)
Нюхова	Хеморецептори носової порожнини	Нюховий нерв (І пара ЧМН)	Нюхова зона (скро-нева частка великого мозку)
Смакова	Хеморецептори ротової порожнини	Язикоглотковий, язиковий, лице-вий і блукаючий нерви	Смакова зона (скро-нева частка кори пів-куль)
Дотикова	Механорецептори дерми та клітковини шкіри	Спинномозкові нерви (їхні чут-ливі волокна)	Зона шкірної чутли-вості (тім’яна частка)
Темпера-турна	Терморецептори шкіри	Спинномозкові нерви (їхні чут-ливі волокна )	Гіпоталамус, зона шкірної чутливості (тім’яна частка)
Больова	Ноцицептори шкіри	Спинномозкові нерви (їхні чут-ливі волокна )	Таламус, зона шкір-ної чутливості (тім’я-на частка)
Гравітацій-на	Механорецептори вестибулярного апарату	Вестибулярний нерв (8 пара ЧМН)	Мозочок, кора вели-ких півкуль, спинний мозок

Рецепція – сприйняття і перетворення енергії різних подразників на електричні чи хімічні сигнали. Відбувається за участю рецепторів, які є спеціалізованими структурами, пристосованими для сприйняття адекватних подразнень.

Рецептори – чутливі нервові закінчення або клітини, що сприймають енергію подразнення і перетворюють її на нервові імпульси. Розрізняють зовнішні (рецептори шкіри), внутрішні (рецептори м’язів) рецептори.

Органи чуття – спеціалізовані органи, які забезпечують сприйняття змін навколишнього середовища.

ОКО – орган чуття, що забезпечує зір людини. Це чутливий отвір має кулясту форму, що сприяє його рухам в межах очної ямки черепа (орбіти). Складається з 2 частин: очного яблука і допоміжного апарата. Містить всередині зорові рецептори – фоторецептори. Ці клітини називаються паличками і колбочками, їх багато, вони живі і потребують живлення і захисту. Око здійснює та організовує проведення світлових променів до внутрішньої оболонки ока – сітківки, де розташовані ці зорові чутливі клітини. Око має зовнішні та внутрішні м’язи, що здійснюють рухи всього очного яблука, звуження зіниці, зміну кривизни кристалика. Функції: сприйняття світла; сприйняття форми, розмірів, кольорів; визначення відстані, об’єднаності предметів.

Будова ока

Око
Очне яблуко		Допоміжний апарат
Оболонки	Внутрішнє яблуко	Брови, повіки з віями, слізний апарат, кон’юктива, окорухомі м’язи
І. Зовнішня оболонка: склера, рогівка ІІ. Середня оболонка: власне судинна оболонка, райдужка із зіницею, війкове тіло. ІІІ. Сітківка (має жовту й сліпу плями)	Кришталик Волога передньої і задньої камер ока Склисте тіло
Функції: захист й жив-лення очного яблука, світлосприйняття	Функції: живлення та світлопроведення	Функції: захист та рухи очей

Будова ока:

Білкова оболонка (склера) – зовнішня оболонка з колагеновими волокнами, що захищає око та зберігає його форму;
Рогівка – прозора частина білкової оболонки, що пропускає і заломлює світло;
Райдужна оболонка – передня частина судинної оболонки з пігментом, що визначає колір очей;
Зіниця – отвір в райдужці, що може змінювати діаметр за допомогою гладких м’язів, тому регулює надходження світла всередину ока;
Війкове тіло – утвір судинної оболонки, що має війковий м’яз і зв’язки, тому може змінювати форму кришталика;
Власне судинна оболонка – оболонка з густою сіткою кровоносних судин, що забезпечує живлення ока;
Сітківка – внутрішня світлосприймальна оболонка очного яблука, яка містить фоторецептори та перетворює світові подразнення в нервові імпульси;
Волога камер – прозора рідина, яка заповнює передню і задню камери ока та забезпечує живлення кришталика;
Кришталик – прозорий еластичний двояковипуклий утвір , який може змінювати свою форму, завдяки чому забезпечується фокусуванням променів світла на сітківці;
Склисте тіло – прозора драглиста маса, що заповнює очне яблуко і підтримує його форму та внутрішньоочний тиск;
Жовта пляма – ділянка у центрі сітківки, де містяться переважно колбочки, яка вважається місцем найкращим баченням;
Сліпа пляма – місце, де зоровий нерв виходить із сітківки, позбавлене фоторецепторів і не сприймає світла.

Око забезпечене допоміжним апаратом.

ЗІР - вид чуття або сукупність процесів у зоровій сенсорній системі, що здійснюють сприйняття світлової інформації. У людини бінокулярний (стереоскопічний) кольоровий зір. Оптичне світлопроведення – процеси ока, що забезпечують спрямування відбитих променів на сітківку. До складу цієї оптичної системи входять – рогівка – волога камер ока – зіниця – кришталик – склисте тіло. Рогівка, волога камер ока й склисте тіло здійснюють часткове заломлення променів. Зіниці рефлекторно змінює свій діаметр і регулює надходження кількості світла на сітківку, чим запобігає її пошкодженню. Фокусування променів на сітківку здійснюється зміною кривизни кришталика. Скорочення війкового м’ята збільшує кривизну кришталика і його заломлювальну силу, розслаблення – навпаки. Завдяки цьому око пристосоване до чіткого бачення предметів, розташованих на різних відстанях. Ця здатність ока називається акомодацією.

Рецепторне світлосприймання - процеси перетворення енергії світлових променів на нервові імпульси, що здійснюють клітини сітківки. В клітинах виникає збудження, що породжує дійсне, зменшене і обернене зображення предмета на сітківці. Світлосприймальними клітинами сітківки є палички і колбочки.

Нервове проведення збудження – це сукупність процесів, які передають нервові імпульси від клітин сітківки до клітин півкуль великого мозку.

Кіркове формування відчуттів – це сукупність процесів аналізу й синтезу інформації, що відбуваються в зорових зонах кори півкуль й спрямовані на формування зорових відчуттів. Колірний зір людини здійснюється за допомогою колбочок трьох типів: колбочки І-го типу – реагують на червоний колір, колбочки ІІ-го типу – на зелений колір і ІІІ-го типу – на синій колір. Відтінки та інші кольори спектра сприймаються за рахунок збудження колбочок у різних співвідношеннях. Білий колір виникає під час одночасного збудження колбочок трьох типів.

Короткозорість – порушення зору, пов’язане з фокусуванням променів від предметів перед сітківкою, внаслідок чого зображення віддалених предметів нечітке, розпливчасте.

Далекозорість – порушення зору, пов1язане з фокусуванням променів від предметів за сітківкою, внаслідок чого зображення близько розташованих предметів є нечітким.

Астигматизм – порушення зору, пов’язане з нерівномірним заломленням світла рогівкою чи кришталиком.

Косоокість – захворювання очей, пов’язане з порушенням бінокулярного зору внаслідок порушення роботи окорухових м’язів.

ВУХО – орган чуття, що забезпечує слух. Складається з 3 частин: зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо. Зовнішнє вухо здійснює проведення звукових коливань – вушна раковина, зовнішній слуховий прохід, барабанна перетинка. Вушна раковина вловлює звукові коливання та спрямовує їх у зовнішній слуховий прохід. Зовнішній слуховий прохід має довжину до 2,5 см, вистилається шкірою з волосками й залозами, що виділяють вушну сірку для захисту від пилу й води. Поступове звуження проходу дає змогу концентрувати хвилі й підсилювати звук. Барабанна перетинка – це тонка сполучнотканинна мембрана на межі зовнішнього і середнього вуха, ззовні вкрита шкірою, а зсередини – слизовою оболонкою. Така будова забезпечує сприймання й передавання звукових коливань на слухові кісточки.

Середнє вухо розташоване між барабанною перетикою зовнішнього вуха і овальним вікном внутрішнього вуха. Складається з барабанної порожнини, заповненої повітрям, слухових кісточок та слухової (євстахієвої) труби. Слухова труба сполучає барабанну порожнину з носоглоткою, завдяки чому тиск повітря по обидві сторони перетинки дорівнює атмосферному. У середньому вусі розташовані 3 послідовно з’єднані суглобами слухові кісточки (молоточок, коваделко і стремінце), які зв’язують барабанну перетинку з внутрішнім вухом. Ці кісткові утвори передають коливання, зменшуючи їхню амплітуду і збільшуючи силу.

Внутрішнє вухо розташоване у скроневій кістці. Це кістковий утвір, що має завитку, яка і є органом слуху. Завитка – спірально закручений у ,5 оберти, що містить всередині завитковий лабіринт. На перетинці цього лабіринту розташований звукосприймальний апарат – спіральний (кортіїв) орган. Він містить звукові рецептори (волоскові клітини), які перетворюють коливання рідини завитки, зумовлені дією звукових хвиль, на нервові імпульси. Через слуховий нерв ці імпульси надходять до слухової зони кори півкуль. Інша частина внутрішнього вуха – три півколових канали з овальним і круглим мішечками, заповненими рідиною, утворюють орган рівноваги -вестибулярний апарат.

СЛУХ – вид чуття або сукупність процесів у слуховому аналізаторі, що здійснюють сприйняття звукової інформації. Звукові хвилі, потрапляють за допомогою вушної раковини у зовнішній слуховий прохід, підсилюються в 2-2,5 рази і спричинюють коливання барабанної перетинки. Її вібрації передаються на слухові кісточки, що діють як важелі, зменшуючи амплітуду коливань і збільшуючи їхню силу (до 50 разів). Стремінце поєднане з мембраною овального вікна та здійснює через неї передавання коливань на рідину каналів завитки. Рідина проводить механічні коливання до основної мембрани спірального органа. Це – механічне звукопроведення. Далі волоскові клітини спірального органа під час коливання мембрани збуджуються і у них виникають нервові імпульси. Відбувається рецепторне звукосприймання. Нервові сигнали, що виникли у слухових рецепторах, передаються слуховим нервом (нервове проведення збудження). Інформацію про зміни в довкіллі надходить до слухової зони, де відбувається кіркове формування слухових відчуттів. Звукові коливання надходять до завитків через кістки черепа.

Захворювання – отит, отосклероз тощо

Галузь медицини, яка спеціалізується на діагностиці та лікуванні вуха, носа називається отоларингологією.

ОРГАН РІВНОВАГИ – це орган чуття, що бере участь у сприйманні гравітаційного поля і обумовлює орієнтацією тіла в ньому. Органом рівноваги є вестибулярний апарат, який є частиною внутрішнього вуха. Складається із присінка (переддвер’я), в якому розрізняють овальний і круглий мішечки та 3 півколових каналів з ампулами. Вся ця система заповнена рідиною. Перший етап сприймання – гравітаційну механорецепцію – здійснюють волоскові клітини, у яких виникає збудження після механічного подразнення рідиною внутрішнього вуха. Волоскові клітини отолітового апарату, що розташовані на внутрішніх ділянках присінки, сприймають прямолінійні прискорення при горизонтальних і вертикальних рухах тіла. В ампулах півколових каналах, розташованих взаємоперпендикулярно в 3 різних площинах, містяться гребінці. Волоскові клітини цих утворів сприймають обертальні рухи тіла й голови. Нервове проведення збудження здійснюється гілкою присінково-завиткового нерва (вестибулярний нерв). Інформація надходить через сітчастий утвір для забезпечення підсвідомої координації рухів. Частина надходить до гіпоталамуса, де формується відчуття закачування, і до кори півкуль, де створюються свідомі відчуття положення тіла в просторі. Кіркове формування відчуттів відбувається в єдності із зоровими, слуховими та іншими відчуттями.

ВИЩА НЕРВОВА ДІЯЛЬНІСТЬ

Основними нервовими процесами, що координують вищу нервову діяльність, є збудження та гальмування. Збудження починається як реакція нейронів – підвищення їхньої активності. Виникає в нервових центрах, а потім поширюється нервовими волокнами у вигляді нервових імпульсів. Гальмування – активний процес, який призводить до пригнічення збудження або запобігання йому. Основними показниками процесів збудження та гальмування є:

Сила збудження – це здатність нервових клітин відповідно реагувати на сильні подразнення без розвитку гальмування;
Сила гальмування – зумовлена здатністю нейронів тривалий час підтримувати стан активного гальмування;
Врівноваженість нервових процесів – це збалансованість процесів збудження і гальмування, що створює основу для більш урівноваженої поведінки;
Рухливість нервових процесів зумовлена швидкістю переходу нейронів від збудження до гальмування.

Рефлекс – реакція організму на будь-яке подразнення, яке здійснюється за участю нервової системи. Всі рефлекси поділяють на безумовні і умовні.

Безумовні рефлекси – це вроджені постійні реакції організму на дію подразника, що забезпечують пристосування до життєво важливих сталих умов існування. Особливості:

Виникають у відповідь на дію безумовних подразників (подразник який має важливе значення (їжа, повітря, вода, світло) для організму і зумовлює відповідну реакцію);
Є вродженими і спадковими, тобто формуються й діють згідно з генетичною програмою; більшість із них проявляється відразу після появи на світ (дихальні, смоктальний, мигальний); деякі безумовні рефлекси (статеві) формуються під час розвитку;
Носять видовий характер, тобто є специфічними для всіх представників виду;
Здійснюються через анатомічно виражені рефлекторні дуги;
Нервові центри розташовані у стовбурі головного і спинного мозку;
Можуть об’єднуватися і давати складні ланцюги безумовних рефлексів – інстинкти.

Забезпечують сталість внутрішнього середовища та процеси розмноження; зумовлюють існування організму одразу ж після народження; є основою для формування багатьох умовних рефлексів.

Умовні рефлекси – це набуті індивідуальні реакції на дію подразника, що дають змогу людині пристосуватися до змінних умов середовища. Особливості:

Умовні рефлекси виникають у відповідь на дію умовних подразників;
Ці реакції є набутими, тобто можуть виникати на базі безумовних, а за високої організації й на базі умовних;
Умовні рефлекси є індивідуальними пристосувальними реакціями, що виявляються по різному в різних особин виду;
Це тимчасові реакції, тобто постійно утворюються і зникають від конкретних умов;
Умовні рефлекси власних рефлекторних дуг і не мають і тому здійснюються через функціональні тимчасові нервові зв’язки, що виникають між кірковими центрами життєвих функцій та центрами життєвих функцій та центрами сенсорних систем, пов’язаних з дією умовного подразника;
Утворюється і здійснюється за участю вищих відділів ЦНС, в яких і відбувається утворення тимчасових нервових зв’язків;
Можуть об’єднуватись у складні ланцюги умовних рефлексів – динамічні стереотипи, які є фізіологічною основою умінь, навичок, звичок і способів діяльності.

Забезпечують пристосування організмів до конкретних умов існування, а для людини – навчання і різноманітність інтелектуальної діяльності; забезпечують відповідність на безумовний подразник ще до початку його дії, тобто мають сигнальне значення; є основою для формування умовних рефлексів вищого порядку, які переважають у ВНД людини.

Вроджена поведінка – сукупність складних вроджених видотипових поведінкових реакцій, пов’язаних у своєму виникненні з біологічними потребами та нижчими емоціями.

Набута поведінка людини – сукупність складних набутих індивідуальних поведінкових реакцій, пов’язаних у своєму виникненні, здебільшого, з соціальними потребами та вищими емоціями.

Мова – це специфічна форма спілкування, озвучена думка, властиві тільки людині. Прогресивний розвиток мови зумовили соціальні фактори: праця та суспільний спосіб життя. Основну роль у розвитку мови людини відіграє великий мозок та центри мови в корі півкуль великого мозку. Їх два, вони розташовані у лівій півкулі великого мозку. В нижній лобовій звивині знаходиться руховий центр мови (центр Брока). Його діяльність забезпечує здатність вимовляти речення, писати слова. У верхній скроневій звивині розташований слуховий центр мови (центр Верніке) для розуміння усної чи письмової мови. Інші мовні центри, що контролюють запам’ятовування слів, формування мовних образів, розташовуються в корі обох півкуль великого мозку.

Відчуття – процес чуттєвого відображення окремих властивостей предметів і явищ. Сприйняття – процес чуттєвого відображення предметів і явищ навколишнього світу в цілому, а не окремих їхніх властивостей. Уявлення – процес відображення предметів і явищ середовища поза їх безпосереднім впливом на органи чуттів.

Мислення – процес відображення в мозку людини предметів і явищ навколишнього світу в їхніх зв’язках і відношеннях. Виділяють абстрактне і конкретне мислення.

Научіння людини – це способи накопичення індивідуального досвіду в процесі взаємодії організму із середовищем – формується набута поведінка.

Розумова діяльність людини – діяльність, спрямована на поповнення досвіду із залученням пізнавальних форм научіння.

Пам’ять – це процес запам’ятовування, зхберігання та відтворення інформації. Формується на мовній основі, а інформація зберігається у формі загальних положень, уагальнень, понять. Зберігання інформації зумовлено перебудовою РНК і утворенням специфічних білків. З усієї інформації, що надходить у мозок, у довготривалій пам’яті зберігається тільки 1%. Розрізняють 4 види пам’яті: моторна (пям’ять рухув), емоційна (почуттів), образеа (образів), словесно-логічна (пам’ять думок).

Вища нервова діяльність – сукупність нервових процесів, які відбуваються у вищих відділах ЦНС, мають індивідуальний характер та забезпечують перебіг поведінкових реакцій людини.

Тип вищої нервової діяльності – це сукупність вроджених особливостей нервових процесів, що характеризують вищу нервову діяльність людини.

Темперамент – сукупність індивідуальних особливостей, що виявляються у силі, швидкості та врівноваженості нервових процесів.

Сон – природний періодичний функціональний стан організму людини, який характеризується вимкненням свідомості і зниженням здатності нервової системи відповідати на подразники. Спостерігається зниження частоти дихання, скорочення серця, артеріального тиску, температури тіла, чутливості органів чуття і збудливості нервової системи. Це діяльний стан кори великого мозку, який забезпечується діяльністю ретикулярної формації, таламуса і гіпоталамуса. Під час сну відбувається передусім переорганізацією функцій мозку, а не загальне зниження нейронної активності. Під час сну не вся кора загальмована, деякі ділянки продовжують залишатися збудженими і створюють певні відчуття у вигляді сновидінь. Складається з 4-5 циклів – І період - повільнохвильовий сон: засинання, поверхневий сон, початок глибокого сну, глибокий сон; ІІ період – швидкохвильовий сон: сновидіння (парадоксальний сон). Під час сну: відбувається обробка інформації та її передавання в довготривалу пам’ять, чим усуваються інформаційні перенавантаження; відновлюються обмінні процеси; забезпечується відновлення працездатності організму і структури нейронів. Окрім природного сну, виділяють ще гіпнотичний, наркотичний та паталогічний.

Сновидіння – діяльність мозку під час сну, яка пов’язана з комбінуванням явищ зовнішнього світу та функцій організму.

РЕПРОДУКЦІЯ ТА РОЗВИТОК ЛЮДИНИ

РЕПРОДУКЦІЯ ЛЮДИНИ – біологічна здатність людини відтворювати собі подібних, що відбувається за визначального впливу соціальних умов. Особливостями репродукції є роздільностатевість з високим ступенем статевого диморфізму.

Репродуктивна (статева) система – сукупність статевих органів, які забезпечують статеве розмноження.

Жіноча репродуктивна система – сукупність органів, що забезпечують утворення яйцеклітин, секрецію жіночих статевих гормонів, запліднення і внутрішньоутробний розвиток.

Репродуктивну систему жінки утворюють: зовнішні статеві органи (соромітні губи, клітор), внутрішні статеві органи (яєчники, маткові труби, матка, піхва), молочні залози (парні органи, в яких утворюється секрет для вигодовування немовлят). Статеві залози жінок – два яєчники. Це парні органи овальної форми, розташовані біля лійкоподібних кінців маткових труб. У них містяться незрілі яйцеклітини, які утворюються в організмі жінки ще до її появи на світ. Дозрівання яйцеклітин у яєчниках жінки відбувається від завершення статевого дозрівання і до кінця репродуктивного типу. Щомісяця у кожної жінки відбувається овуляція – одна з яйцеклітин досягає повної зрілості і виходить з яєчника. Після виходу яйцеклітина потрапляє в маткову трубу, якою просувається до матки. Якщо яйцеклітина не запліднюється, настає менструація. Окрім яйцеклітин, в яєчниках є секреторні клітини, що виділяють статеві гормони (естрадіон, прогестерон). Маткові труби – це парні органи, що зв’язують яєчники з порожниною матки. Загальна довжина – 12 см. Захоплюючи зрілу яйцеклітину з яєчника, вони забезпечують її живлення і переміщення до матки. У маткових трубах відбувається і запліднення з утворенням зиготи. Матка – порожнистий непарний м’язоий орган, у якому під час вагітності із зиготи розвивається зародок і плід. У ній розрізняють тіло матки, до якого підходять маткові труби, та шийку матки, що є найвужчим кінцем цього органа. Матка переходить у піхву, через яку сперматозоони потрапляють у жіночий організм.

Чоловіча репродуктивна система – сукпність органів, що забезпечують утворення сперматозоонів, секрецію чоловічих статевих гормонів та осіменіння. Утворюють: зовнішні статеві органи (мошонка та статевий член), внутрішні статеві органи (яєчка, придатки яєчка, сім’янивиносна протока, сім’яні міхурці, сім’янивипускальна протока), передміхурова залоза. Статеві залози чоловіків – два яєчка – парні органи, розташовані у шкірному мішечку – мошонці. Яєчка складаються із звивистих сім’яних канальців, в яких утворюються сперматозоони. В клітинах яєчок синтезуються чоловічі статеві гормони, зокрема тестостерон. Далі сперматозоони надходять до придатків яєчок, де досягають зрілості й зберігаються, поки не виводяться. Від кожного з придатків яєсок починається сім’яновиносна протока, що з’єднується з протокою сім’яних міхурців – це парні органи, що секретують рідину жля забезпечення сперматозоонів поживними речовинами. Протоки придатків яєчок і протоки сім’яних міхурців зливаються у загальну сім’явипорскувальну протоку, що відкривається в канал статевого члена. Під сечовим міхуром навколо сечовипускного каналу розташовується передміхурова залоза (простата). Вона утворює секрет, що захищає чоловічі гамети та підтримує їхню рухливість.

Статеві клітини – це кліини з гаплоїдним набором хромосом, які виконують функцію передавання спадкової інформації від особин бітьківського покоління нащадкам. Яйцеклітини – жіночі статеві клітини – нерухливі кулясті клітини, завбільшки 200 мкм; містять у цитоплазмі велику кількість поживних речовин, дуже багато мітохондрій, рибосом, сильно розвинену ендоплазматичну сітку; вкриті фолікулярною, прозорою та жовтковою оболонками.

Сперматозоони – чоловічі статеві клітини – рухливі, мають видовжену форму, розміри 50-60 мкм, мають головку, шийку і джутик; головка містить ядро з гаплоїдним набором хромосом, тоненький шар цитоплазми і акросом; ця органела має ферменти, що спричиняють проникнення сперматозоона в яйцеклітину; у шийці міститься центріоля і утворена мітохондріями спіральна нитка для забезпечення руху чоловічих гамет.

Гаметогенез – це процес утворення й дозрівання яйцеклітин. Менструаційний цикл – періодичні зміни в організмі жінки репродуктивного віку, спрямовані на можливість зачаття. Тривалість – 28 днів. Почакок – перший день циклу. В середині циклу (на 14 день) відбувається овуляція – вихід яйцеклітини з фолікула. На місці фолікула виникає жовте тіло – тимчасова залоза, що продукує гормон вагітності – прогестерон; функція – підготовка слизової оболонки матки до занурення заплідненої яйцеклітини. Якщо цього не сталося, через 3-4 дні яйцеклітина гине, жовте тіло руйнується, слизова оболонка разом із кровоносними судинами відшаровується. Відбувається тимчасова маткова кровотеча, або менструація, що триває 3-5 днів. Після – слизова матки відновлюється і цикл розпочинається спочатку, але яйцеклітина дозріває уже в другому яєчнику.

Сперматогенез – процес утворення і дозрівання сперматозоонів. Утворюються в яєчниках – в звивистих сім’яних канальцях. Дохрілі сперматозоони потрапляють у сім’явиносні протоки, де змішуються із сім’яною рідиною, утворюючи сперму. За один статевий акт виділяється 2-4 мл сперми, що містить до 300 млн сперматозоонів.

Статеве дозрівання – сукупність процесів, що забезпечує появу здатності організму до продовження роду.

Запліднення – злиття чоловічої та жіночої статевих клітин з утворенням зиготи, яка дає початок новому організму.

Ембріональний розвиток – це розвиток від запліднення до народження. Після запліднення у жіночому організмі настає вагітність – це фізіологічний стан організму жінки, пов’язаний із заплідненням та внутрішньоутробним розвитком зародка й плоду – триває 280 днів (40 тижнів). Посилюється вироблення прогостерону і починається підготовка молочних залоз до вигодовування. Ембріональний розвиток під час вагітності поділяють на два періоди: зародковий і плідний. Зародковий період – це період формування зародка, що триває від моменту імплантації до утворення плаценти. Плідний період – це період розхвитку плоду, що триває з початку третього місяця до народження. Критичний період вагітності – це період розвитку зародка та плода, коли їхня вразливість до впливу несприятливих чинників є найбільшою. Основними критичними періодами вагітності є імплантація, утворення органів, плацентація.

Постембріональний розвиток – це розвиток від народження до смерті організму, основними подіми якого є статеве дозрівання, ріст і старіння. Виділяють три періоди – дорепродуктивний, репродуктивний і післярепродуктивний. Передрепродуктивний – це період життя організму від народження до настання статевої зрілості. Репродуктивний – це період статевої зрілості організму, що характеризується здатністю людини до розмноження. Післярепродуктивний період – це період, що характеризується втратою організму здатності до розмноження. На цьому етапі відбувається старіння організму – це процес закономірного виникнення вікових змін, які поступово призводять до скорочення пристосувальних можливостей організму. Наука про закономірності старіння – геронтологія.

Репродуктивне здоров’я – це стан повного фізичного, розумового і соціального благополуччя, а не просто відсутність захворювань репродуктивної системи, її функцій і процесів.

Біологічні системи та їх основні типи.

Біологічна система – це структурно-функціональна єдність складових елементів, властивості й функції якої спрямовані на впорядкованість для постійного загального процесу розвитку. Будь-яка жива природна система є цілісною сукупністю взаємопов’язаних компонентів, що виконують особливі функції і забезпечують єдність усієї системи. Основні типи біосистем: клітина, організм, популяція, вид, екосистема, біосфера.

Клітина – біологічна система з найменшими розмірами й найпростішою структурою. основними компонентами клітини є поверхневий апарат, цитоплазма, ядро (нуклеоїд), що побудовані із молекул хімічних речовин та їхніх комплексів. Клітини є основними елементами будови й життєдіяльності усіх організмів нашої планети.

Організм – біосистема, побудована із клітин завдяки системам регуляції та пристосувальним механізмам може відносно самостійно існувати в певному середовищі. Організми поділяють на одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні.

Популяція – біосистема із вільносхрещуваних між собою організмів одного виду, які проживають тривалий час на певній території відносно ізольовані від інших таких самих груп.

Вид – біологічна система із сукупності популяцій, яким властиві: а) морфологічна подібність; б) вільне внутрішньовидове схрещування; в) утворення плідного потомства; г) несхрещуваність з іншими видами; д) спільна територія існування – ареал; е) пристосованість до умов існування в межах ареалу; є) спільне походження. Вид є основною формою організації життя.

Екосистема – сукупність різних видів та середовища їхнього існування, що пов’язані обміном речовин, енергії та інформації. Виділяють біотичний та абіотичний компоненти екосистеми.

Біосфера – біосистема найвищого порядку, склад, структура і властивості якої визначаються функціонуванням живих організмів. Це єдина глобальна екосистема Землі. Живий і неживий компоненти біосфери пов’язані між собою кругообігом речовин у вигляді біогеохімічних циклів.

Функціональні властивості й функції живого.

Біологічні системи – це відкриті впорядковані системи, здатні до саморегуляції, самовідтворення та самооновлення внаслідок постійного потоку речовин, енергії та інформації.

Саморегуляція – здатність підтримувати динамічну сталість внутрішнього стану (гомеостаз).

Самовідтворення – забезпечує наступність життя на Землі – відбувається на основі матричного синтезу ДНК, РНК й білків, клітини відтворюють собі подібних шляхом поділу, організми розмножуються нестатевим чи статевим шляхом, відтворення популяцій забезпечується розмноженням організмів та їхньою здатністю до розселення.

Самооновлення – утворення нових чи відтворення пошкоджених складових компонентів. Пошкоджена ДНК може бути відновлена завдяки механізмам репарації, нові мітохондрії чи пластиди утворюються шляхом поділу, відновлення клітин чи органів забезпечує регенерацію, оновлення організмів здійснюється з допомогою стовбурових клітин, самооновлення екосистем – у результаті сукцесій.

Рівні організації життя біологічних систем та їхні характерні ознаки.

Рівні організації життя – це певний тип взаємодії та упорядкованості структурних і функціональних складників біологічних систем.

Молекулярний рівень життя – організація специфічних для живих організмів органічних сполук, їх взаємодія між собою і з неорганічними речовинами. На цьому рівні відбуваються хімічні реакції й фізичні процеси перетворення енергії, речовин та інформації. На цьому рівні організації перебувають неклітинні форми життя (віруси, пріони, віроїди).

Клітинний рівень життя – вільноживучі одноклітинні організми і клітини багатоклітинних організмів – відбуваються процеси поділу й передачі інформації, анаболізм (пластичний обмін) і катаболізм (енергетичний обмін).

Організмовий рівень життя – визначається клітинами у одноклітинних й колоніальних організмів, тканинами, органами й системами органів – у багатоклітинних організмів.

Популяційно-видовий рівень – представлений популяціями і видами – формуються мікроеволюційні процеси адаптаціогенезу, регуляції чисельності популяцій, видоутворення тощо.

Екосистемний (біогеоценотичний) рівень життя - представлений різноманітністю природних і штучних екосистем – здійснюються взаємодії організмів різних популяцій між собою та впливи екологічних чинників.

Біосферний рівень життя – об’єднує усі екосистеми Землі – відбувається біогенна міграція живої речовини, біологічний кругообіг речовин та перетворення енергії.

Методи досліджень в біології.

Біологічне дослідження – процес вивчення об’єкта або явища з метою виявлення закономірностей його виникнення й розвитку та їхнього застосування в житті людини.

Метод біологічних досліджень – спосіб організації живих організмів, біологічних явищ тощо. Основні методи:

- Порівняльно-описовий;

- Експериментальний;

- Моніторинг – це постійне спостереження за станом окремих біологічних об’єктів, перебігом певних процесів у екосистемах чи біосфері.

- Моделювання – це метод дослідження і демонстрування структур, функцій, процесів за допомогою їхнього спрощеного відтворення.

Класифікація хімічних елементів за їхнім вмістом в організмах.

Біогенні елементи – біоелементи – це хімічні елементи, що постійно входять до складу живої матерії, проявляють певні властивості та відіграють важливу роль у процесах життєдіяльності. За вмістом в організмах розрізняють органогенні, макроелементи та мікроелементи (за новою класифікацією).

Органогенні – вміст в організмі до 98% - Карбон, Оксиген, Гідроген і Нітроген.

Макроелементи – до 1,9% - Калій,Кальцій, Натрій, Магній, Ферум, Фосфор, Хлор, Сульфур.

Мікроелементи – до 0,1 % - Флуор, Йод, Купрум, Цинк, Манган, Кобальт.

Серед мікроелементів, виділяють групу ультрамікроелементи, відсотковий вміст яких нижчий 0,1%.

Елемент	Значення
Карбон – 15-18%	Входить до складу молекул усіх органічних речовин;
Оксиген 65-75%	В складі молекул води і біомолекул, забезпечує реакції окиснення;
Гідроген 8-10%	В складі води і органічних речовин, забезпечує реакції відновлення;
Нітроген 1,5-3%	В складі молекул білків, нуклеїнових кислот, АТФ, ферментів, вітамінів; потрібний для росту рослин;
Калій 0,15-0,4%	Транспорт речовин з клітини, участь у регуляції серцевої діяльності. Нестача провокує серцеві напади, виразкову хворобу, безпліддя. Містять всі зелені листові овочі, цитрусові, банани, картопля.
Кальцій 0,04-2,0 %	В складі кісток, регуляція ритму серця, збудження м’язів, зсідання крові. Нестача – до остеопорозу, надлишок – до сечокам’яної хвороби; молоко, сир, риба, горіхи, боби, зелені овочі.
Натрій 0,02-0,03%	Транспорт речовин в клітину, здійснення подразливості. Кухонна сіль, морепродукти, морква, буряк, нирки.
Магній 0,02-0,03%	Компонент хлорофілу, активує діяльність ферментів енергетичного обміну. Лимони, грейфрут, горіхи, яблука.
Ферум 0,01-0,015%	Компонент гемоглобіну, міоглобіну, ферментів дихання й фотосинтезу. Нестача є причиною анемії, кровотечу, надлишок спричинює сидероз. Печінка, нирки, устриці, горіхи, боби, спаржа.
Фосфор 0,2-1,0 %	Входить до складу кісток, білків, НК, АТФ. Риба, яйця, зерниста ікра.
Хлор 0,05-0,1%	В складі шлункового соку, бере участь в регуляції складу плазми крові.
Сульфур 0,15-0,2%	Входить до складу сірковмісних амінокислот, вітаміну В₁ (тіаміну).
Флуор 0,0001%	Входить до складу емалі зубів. Нестача призводить до руйнування емалі зубів, надлишок – плямистості зубів (флюороз).
Йод 0,0001%	Входить до складу гормонів щитоподібної залози (тироксину). Нестача спричинює розвиток ендемічного зобу, надлишок – спричинює йодизм. Морські водорості, грецький горіх.
Купрум 0,0002%	Компонент гемоціаніну молюсків, ферментів дихання й фотосинтезу.
Кобальт	В складі вітаміну В₁₂ (ціанокобаламіну), який регулює кровотворення
Силіцій	В складі черепашок радіолярій, стінок клітин хвощів, панцирів діатомей. Тривале дихання пилу з двооксидом силіцію спричинює розвиток силікозу.

Біоелементози – мікроелементози – тимчасове або тривале порушення біоелементного складу організму, яке пригнічує процеси життєдіяльності. Ці порушення виникають внаслідок надлишку, нестачі чи дисбалансу біоелементів в живому організмі й трапляються у всіх організмів, але найбільш вивченими є біоелементози людини.

Біонеорганічні речовини – це прості й складні неорганічні речовини, нестача яких призводить до порушення біологічних функцій. Основні функції: структурна, регуляторна, метаболічна.

HCl – в складі шлункового соку активує ферменти, є джерелом аніонів цитоплазми.

Амоніак – є кінцевим продуктом обміну нітрогеновмісних сполук (білків, ДНК).

СО2 – кінцевий продукт окиснення, регуляція дихання, вихідна сполука фотосинтезу.

Кисень – дихання, кінцевий продукт фотосинтезу.

Озон – утворює озоновий шар, що захищає все живе від ультрафіолету.

Біоорганічні речовини – біомолекули – сполуки, що входять до складу живої природи та беруть участь у перетвореннях речовини, енергії та інформації.

До них належать жирні кислоти, моносахариди, амінокислоти, ліпідні комплекси, білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти (далі НК). Основні функції: структурна, енергетична, регуляторна, резервна, захисна, інформаційна.

Вода, її основні властивості та роль в організмі.

Вода – неорганічна сполука, молекули якої побудовані з атома Оксигену та двох атомів Гідрогену. Найбільше води містить тіло медуз 95-98%, найменше у комах – 40-50%, та лишайниках – 5-7%. У тілі ссавців у середньому 75% води, в тому числі у людини – 60-65 % маси тіла. Кількість води неоднакова і в різних тканинах і органах одного й того самого організму. У людини вміст води: у крові 83%, у кістках – 22%, у клітинах жирової тканини – 10%.

Фізичні властивості: 1) агрегатність стану (рідкий, твердий, газуватий); 2) висока теплоємність; 3) висока теплопровідність; 4) висока пружність і нестискуваність; 5) текучість (у рідкому стані); 6) із зниженням температури густина зменшується, тому лід плаває на поверхні води.

Хімічні властивості: 1) амфотерність; 2) хімічна взаємодія з речовинами; 3) участь в гідролізі органічних сполук; 4) здатність до йонізації.

Біологічне значення:

1. Розчинник – полярність молекул і здатність до гідратації.

2. Реагент – амфотерні, окисно-відновні властивості, здатність до дисоціації.

3. Теплорегулятор – високі питома теплоємність і теплота випаровування.

4. Осморегулятор – малі розміри молекул, висока діелектрична проникність.

5. Опора – текучість й нестискуваність у рідкому стані.

6. Засіб транспорту – великий поверхневий натяг, текучість.

Водневі зв’язки – це зв’язки, які виникають між частково негативним зарядом на атомі Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом на атомі Гідрогену іншого. За розчинністю у воді бувають гідрофільні та гідрофобні сполуки.

Гідрофільні сполуки – це полярні речовини, які здатні добре розчинятися у воді.

Гідрофобні сполуки – це неполярні речовини, які не розчиняються у воді.

Органічні речовини

Органічні речовини – сполуки Карбону з іншими елементами, що виникли в живих істотах або штучно синтезовані людиною - біополімерами. До них належать білки, полісахариди, НК. Їх називають макромолекулами. Високомолекулярні органічні сполуки, які складаються з великої кількості однакових чи різних за хімічною будовою ланок (простих молекул - мономерів).

Вуглеводи.

Вуглеводи – цукри – органічні сполуки, до складу яких входять Карбон, Гідроген та Оксиген. Вміст у тваринних клітинах – 1-5%, у рослинних – 70-90%, що пов’язано з фотосинтезом. Вуглеводи є найпоширенішими органічними сполуками клітин.

За хімічною будовою можуть бути простими і складними.

Для простих вуглеводів характерні розчинність, здатність до кристалізації та солодкий смак. Вони здатні до безкисневого і кисневого розщеплення, що зумовлює їхню провідну роль у забезпеченні усіх клітин енергією. Продуктами повного розщеплення вуглеводів є СО2 і Н2О.

Вуглеводи поділяються на три класи (залежно від здатності до гідролізу): моносахариди, олігосахариди і полісахариди.

Моносахариди – вуглеводи, молекули яких у складі мають від 3 до 10 атомів Карбону. Олігосахариди – вуглеводи, у яких 2-10 залишки моносахаридів з’єднані глікозидним зв’язком Полісахариди – побудовані з багатьох залишків моносахаридів

Властивості: мають приємний солодкий смак, добре розчинні у воді і кристалізуються Властивості: мають приємний солодкий смак, добре розчинні у воді і кристалізуються Властивості: несолодкі, не кристалізуються, є гідрофобні (целюлоза), деякі гідрофільні (глікоген)

Різноманітність: пентози (рибоза, дезоксирибоза), гексози (глюкоза, фруктоза) Різноманітність: сахароза (буряковий цукор), лактоза (молочний цукор) Різноманітність: крохмаль, целюлоза, хітин, глікоген

Значення: структурна функція (рибоза для РНК, дезоксирибоза для ДНК, глюкоза для полісахаридів); енергетична функція (глюкоза, фруктоза є основним джерелом енергії) Значення: поживна функція (сахароза для клітин рослин, лактоза для малят ссавців) Значення: резервна функція (крохмаль у рослин, глікоген у тварин і грибів); структурна функція (целюлоза будує клітинну стінку рослин, хітин – клітинну стінку грибів й екзоскелет членистоногих)

Ліпіди

Ліпіди – різноманітні за хімічним складом органічні сполуки живого, спільною ознакою яких є неполярність, через що вони розчиняються лише в неполярних рідинах. Вміст 5-15% від сухої маси, в деяких клітинах може досягати майже 90 % (жирова тканина).

Молекули ліпідів мають різну хімічну будову, але спільним у них є наявність у складі вищих жирних кислот та спиртів. Вони здатні утворювати складні комплекси з білками і вуглеводами. За особливостями зв’язків розрізняють насичені (не мають подвійних зв’язків) та ненасичені (можуть мати один, два або більше подвійних зв’язків). Найбільш поширеними є такі насичені жирні кислоти, як масляна, пальмітинова, стеаринова, олеїнова.

Властивості. Характеризуються нерозчинністю у воді (гідрофобність) та розчинністю і неполярних розчинниках.

Класифікація. Усі ліпіди поділяють на прості і складні.

Прості – є похідними вищих жирних кислот і спиртів. Належать воски (рослинні воски – кутин, суберин; тваринні воски – ланолін, бджолиний віск, спермацет) і жири (рослинні жири, або олії – соняшникова, обліпихова; тваринні жири – свинячий жир, баранячий жир).

Складні ліпіди – окрім ліпідної частини містять й інші речовини – фосфоліпіди – утворюють клітинні мембрани.

Жироподібні речовини, або ліпоїди – стероїди (статеві гормони, кортикостероїди); жиророзчинні вітаміни.

Функції ліпідів:

1. Структурна – утворюють біліпідний шар мембран;

2. Енергетична

3. Резервна – олії у рослин й жири у тварин відкладаються про запас;

4. Теплоізоляційна – жири шкіри запобігають втраті тепла;

5. Водоутворювальна;

6. Регуляторна – статеві гормони.

7. Захисна – воски на листках, жири навколо внутрішніх органів.

Білки

Білки – це високомолекулярні біополімерні органічні сполуки, мономерами яких є амінокислоти. Білки є полімерами з 20 різних мономерів – природних основних амінокислот, поєднаних в специфічній кількості і послідовності. Порядок розташування амінокислот в молекулі білка визначає ген.

Амінокислоти – це малі біополімери, до складу яких входять аміногрупа і карбоксильна група. За біологічними особливостями амінокислоти поділяють на замінні (аланін, аспарагін) та незамінні (аргінін, валін). Перші синтезуються в організмі людини і тварин, інші ж не синтезуються і потрапляють до нього лише з харчовими продуктами. Для нормальної життєдіяльності організм потребує 20 основних амінокислот.

Є чотири рівні структури білків.

Первинна структура – у вигляді пептидного ланцюга. Визначає властивості сформованого білка.

Вторинна структура – має форму спіралі; є найстійкішим станом білка. Така стійкість формується завдяки чисельним водневим зв’язкам. Належать білки-кератини (утворюють волосся, нігті, пір’я ) і фіброїн (білок шовку).

Третинна структура – глобула – виникає в результаті взаємодії амінокислотних залишків з молекулами води. До білків з третинною структурою належить міоглобін.

Четвертинна структура – об’єднання декількох глобул – виникає внаслідок поєднання кількох субодиниць з утворенням білкового комплексу (глобул або мультимера). Нал гемоглобін.

Денатурація і ренатурація

Денатурація – процес втрати природної структури біологічних макромолекул без зміни їхньої первинної структури (руйнування структур білка). Типовими ознаками денатурації є зниження розчинності білка, збільшення оптичної активності, зменшення стійкості білкових розчинів, зменшення в’язкості і посилення здатності до розщеплення ферментами, випадання в осад тощо.

Ренатурація – процес відновлення властивостей біополімерів у тих випадках, коли дія денатуруючих факторів нетривала і не порушує первинну структуру білка (відновлення білка). Під час ренатурації відновлюються не лише структура, але й біологічні функції білка. Ренатурація має місце в таких процесах, як регенерація зорових пігментів, рецепція подразнень, відновлення біологічної активності ферментів.

У живих організмах ці властивості білків пов’язані з виконанням певних функцій: сприйманням сигналів із зовнішнього середовища, забезпеченням рухів тощо. Необоротній процес руйнування первинної структури білка називають деструкцією.

Різноманіття та основні біологічні функції білків

За структурою білки поділяють на:

1. Глобулярні білки – білки з третинною структурою, розчинні у воді, легко утворюють колоїдні суспензії (є ферментами, антитілами, гормонами, утворюють воду в цитоплазмі).

2. Фібрилярні білки – білки з вторинною структурою, утворюють волокна (фібрили), нерозчинні у воді, стійкі до впливів (колаген, міозин, фіброїн, кератин).

За хімічним складом розрізняють:

1. Прості білки – складаються з амінокислот – альбуміни, глобуліни, гістони (беруть участь у забезпеченні організації ДНК у хромосомах ); склеропротеїни (кератин, колаген, еластин, фіброїн).

2. Складні білки – складаються з білкової та небілкової частини – фосфопротеїни (казеїн молока), глікопротеїни (муцин слини), нуклеопротеїни (рибосоми, хромосоми); хромопротеїни (гемоглобін, міоглобін), ліпопротеїни (транспортна форма ліпідів в крові).

Функції білків у клітині різноманітніші, ніж функції інших макромалекул. Це:

1. Будівельна – колаген є компонентом хрящів, кератин будує пір’я, нігті, волосся, еластин – зв’язки в суглобах.

2. Каталітична – прискорюють хімічні реакції – трипсин каталізує гідроліз білків.

3. Рухова – скоротливі білки забезпечують рухи, зміну форми структур організму – міозин й актин утв міофібрили.

4. Транспортна – білки можуть зв’язувати і транспортувати неорганічні та органічні сполуки – гемоглобін переносить О2 в крові хребетних, міоглобін переносить О2 в м’язах, гемоціанін переносить О2 в крові головоногих молюсків.

5. Захисна – здійснюють захист від ушкоджень, антигенів – антитіла зв’язують чужорідні білки, фібриноген є попередником фібрину під час зсідання крові.

6. Регуляторна – регулюють активність обміну речовин – гормони інсуліну, глюкагон регулюють обмін глюкози, самотропін є гормоном росту.

7. Енергетична – під час розщеплення білків в клітинах вивільняється енергія.

8. Сигнальна – є білки, які можуть змінювати структуру під час дії на певних чинників і передавати сигнали, які при цьому виникають – родопсин –зоровий пігмент.

9. Запаслива – відкладаються про запас і слугують джерелом важливих сполук – яєчний альбумін як джерело води, казеїн – білок молока.

10. Поживна – є білки, які споживають організми – казеїн – білок молока, для живлення малят ссавців.

Білкову природу мають деякі антибіотики, отрути змій і павуків, бактеріальні токсини. У деяких арктичних риб у крові є білки-глікопротеїни, що мають властивості антифризу (не замерзають при темп нижче 0).

Ферменти

Ферменти – ензими – високоспецифічні білкові молекули або РНК-молекули, які є біологічними каталізаторами реакцій у клітинах. Загальні властивості ферментів:

- Наявність активних центрів – ділянки з амінокислот до яких приєднуються молекули субстрату.

- Специфічність, яка визначається комплементарною відповідністю між ділянкою ферменту й молекулою субстрату.

- Залежність активності від певних умов – рН, температури, тиску, концентрації субстрату та ферментів.

- Невитратність – прискорюють реакції, але самі не витрачаються.

- Висока біологічна активність – для реакції використовуються у малих кількостях.

- Регульованість дії відбувається під дією певних сполук – регуляторні білки, катіони металів, аніони кислот.

Є прості та складні ферменти. Прості ферменти мають лише білкову частину (амілази, ліпази), складні – білкової частини (апоферменті) і небілкової (кофактора) (каталаза і ДНК-полімераза).

Коферменти – коензим – невелика білкова молекула, що вільно зв’язується з ферментом та важлива для його каталітичної активності.

Основні принципи функціонування. Механізм дії ферментів:

1. Принцип активного центру – в молекулі кожного ферменту є одна або більше ділянок, в яких за рахунок тісного контакту між ферментом і субстратом відбувається біокаталіз.

2. Взаємодія за принципом «ключ-замок» - пояснює специфічність ферментів відповідністю форми ферментів (замок) і субстрата (ключ).

3. Принцип відповідності – ферменти є гнучкими молекулами, здатними орієнтувати свої функціональні групи так, щоб забезпечити найбільшу каталітичну активність.

Ферменти прискорюють швидкість хімічних реакцій в клітині внаслідок зниження енергії активації (енергії, необхідної для надання реакційної здатності молекулі).

За біологічним значенням ферменти поділяють на метаболічні, травні і захисні.

Метаболічні – група ферментів, що каталізують анаболічні (реакції синтезу) й катаболічні (реакції розпаду) в клітинах. Беруть участь у процесах дихання, росту, подразливості, скорочення м’язів тощо.

Травні ферменти – група ферментів, що розщеплюють складні органічні сполуки та їхні комплекси до простіших. У травному тракті хребетних тварин й людини наявні протеази (каталізують розщеплення білків), ліпази (ферменти розщеплення ліпідів), амілази (ферменти розщеплення вуглеводів), нуклеази (розщеплюють нуклеїнові кислоти до нуклеотидів).

Поміж ферментів є й такі, що захищають від дії токсичних речовин (антиоксидантні ферменти пероксідаза, каталаза й супероксиддисмутаза), від втрат крові (ферменти зсідання крові – тромбін і фібрин). Основним захисним ферментом багатьох організмів є лізоцим, що міститься в лейкоцитах, яєчному білку, шкірі, слизових оболонках і рідинах організму (слині, слізній рідині). Лізоцин розщеплює речовини, що є основою клітинної оболонки бактерій і захищає слизові оболонки ока, порожнини рота, кишечника і носоглотки від інфекцій.

Нуклеїнові кислоти. Будова нуклеотидів.

Нуклеїнові кислоти – складні високополярні біополімери, побудовані з нуклеотидів, які у всіх живих організмах виконують роль збереження, передавання й реалізації спадкової інформації. У живому організмі є хімічні сполуки, призначені лише для збереження спадкової інформації. Це дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК). вони не лише зберігають інформацію всередині організму, але й передають її наступному поколінню. В клітинах організму є й сполуки, що цю інформацію реалізують у певні білки. Це рибонуклеїнові кислот (РНК).

Нуклеїнові кислоти – найбільш високомолекулярні речовини у клітині, їхня маса досягає декількох мільйонів дальтонів (Да). Ці органічні молекули мають вигляд нерозгалуженого ланцюга, утвореного з нуклеотидів.

Нуклеотиди – органічні сполуки, молекули яких складаються з нітратної (азотистої) основи, моносахариду і залишків ортофосфатної кислоти. Вміст у клітині 0,4% від загальної маси клітини. До складу молекул нуклеотидів входять:

1) Азотиста (нітратна) основа (А – аденін, Г – гуанін, Т – тимін, Ц – цитозин, У - урацил);

2) Залишок пентози (Р - рибоза, Д – дезоксирибоза);

3) Ортофосфатна кислота.

Нуклеотиди добре розчинні у воді, виявляють властивості кислот, оскільки містять ортофосфатну кислоту, а завдяки нітратним основам – основні властивості. Саме ці властивості, співвідношення і послідовність розташування нуклеотидів та просторова структура молекул визначають властивості і функції нуклеїнових кислот. Організми різних видів відрізняються один від одного, тому що молекули ДНК їхніх клітин мають різну послідовність нуклеотидів і, відповідно, різну спадкову інформацію.

Будова, властивості та функції ДНК.

Дезоксирибонуклеїнова кислота – ДНК – нуклеїнова кислота, мономерами якої є дезоксирибонуклеотиди. Просторова структура ДНК біла описана Дж.Вотсоном і Ф. Кріком 1953 року. Отрисані дані свідчать про те, що молекула ДНК є подвійним ланцюгом, згорнутим у спіраль. У природі ця спіраль зазвичай правозакручена. Відстань між сусідніми нуклеотидами в ланцюгу становить 0,34 нм, крок спіралі дорівнює 3,4 нм і містить 10 пар основ, а діаметр спіралі – 2 нм.

Спіраль ДНК складається з дезоксирибонуклеотидів, в утворенні яких беруть участь: нітратні основи аденін, тимін, гуанін і цитозин, моносахарид дезоксирибоза і залишки ортофосфатної кислоти. Ці мономери ДНК поділяються на 4 типи: аденілові, тимідилові, гуанілові й цитидилові. Нуклеотиди в одному ланцюзі поєднані міцними ковалентними зв’язками, а нуклеотиди з різних ланцюгів у молекулах ДНК з’єднуються між собою за допомогою водневих зв’язків на основі принципу комплементарності (А=Т, Г=Ц).

Принцип комплементарності ДНК – це взаємодія нуклеотидів двох ланцюгів ДНК, що виникає внаслідок структурної відповідності їхніх нітратних основ, здатних утворювати водневі зв’язки й формувати парні комплекси аденін – тимін, гуанін – цитозин. Між аденіловими і тимідиловими нуклеотидами виникають 2 водневі зв’язки, між гуаніловими й цитидиловими – три.

Така взаємодія грає ключову роль у низці фундаментальних властивостей ДНК, якими є:

- Реплікація - копіювання – процес самоподвоєння ДНК, який забезпечує точне копіювання спадкової інформації і передавання її з покоління в поколдіння. Механізм реплікації відбувається з високою точністю, але деколи все ж таки трапляються помилки.

- Репарація – «ремонт ДНК» - сукупність процесів, за допомогою яких виправляються пошкодження молекул.

- Денатурація – втрата молекулою ДНК спіральної структури внаслідок розриву водневих зв’язків між комплементарними нітратними основами.

- Ренатурація – відновлення двоспіральної структури завдяки встановленню водневих зв’язків між комплементарними нітратними основами.

Отже, ДНК – нуклеїнова кислота, у якої 1) мономери є дезоксирибонуклеотиди; 2) структура – подвійна спіраль; 3) основні властивості – реплікація, репарація, денатурація й ренатурація.

Нуклеотидна послідовність і поняття про ген.

Нуклеотидна (генетична) послідовність – послідовність символів, що представляє первинну структуру нуклеїнової кислоти. Літерами А, Т, Г, Ц, У позначають нуклеотиди, що входять до складу ДНК чи РНК та ковалентно зв’язані між собою. Послідовність написана зліва направо. Наприклад: АААГТЦГАЦ, означає послідовність, що йде в напрямок 5’ – 3’. Біологічна функція послідовності залежить від закодованої в ній інформації. Послідовність може бути кодувальною (послідовність структурних генів, що містять спадкову інформацію про амінокислотну послідовність білків), або некодувальною (послідовність нуклеотидів інтронів).

Ген – це ділянка молекули ДНК (у деяких вірусів РНК), яка несе спадкову інформацію про структуру певного білка або рибонуклеїнової кислоти. Ген кодує первинну структуру молекули білка, РНК певного типу або ж взаємодія з регуляторними білками.

Основні положення теорії гена:

1. Ген займає певну ділянку (локус) у хромосомі.

2. Ген – частина молекули ДНК, яка має певну послідовність нуклеотидів. Кількість нуклеотидів, які входять до складу різних генів, різна.

3. Всередині гена можуть відбуватися рекомбінації і мутації.

4. Існують структурні (кодують структуру білків) і регуляторні (контролюють діяльність структурних генів) гени.

5. Ген не бере безпоредньої участі в синтезі білка, він є матрицею для утворення посередників – різних молекул ДНК, які безпосередньо беруть участь у синтезі.

6. Гени еукаріот мають мозаїчну будову. Одні частини несуть інформацію про структуру певних сполук (екзони), а інші – ні (інтрони).

7. Молекули ДНК здатні до репарації, тому не всі пошкодження гена ведуть до мутації.

8. Генотип складається з окремих генів, але функціонує як єдине ціле. На функцію генів впливають фактори як внутрішнього, так і зовнішнього середовища.

РНК та її типи.

Рибонуклеїнові кислоти - це біополімерні молекули, що побудовані з рибонуклеотидів. В утворенні рибонуклеотидів беруть участь нітратні основи аденін, гуанін, цитозин і урацил, моносахарид рибоза та залишки ортофосфатної кислоти. Виділяють 4 типи рибонукелеотидів – аденінові, уридилові, гуанілові й цитидилові, що поєднуються в одинарний ланцюг за допомогою ковалентних зв’язків.

Отже, молекули РНК відрізняються від ДНК низкою ознак: 1) вуглеводом РНК є рибоза; 2) РНК не містить тиміну, його місце займає урацил; 3) РНК є одноланцюговою молекулою.

Молекула РНК, за винятком деяких вірусів, одноланцюгова. Незважаючи на це, вона здатна набувати у просторі стабільної форми, яка пов’язана з її функціональною активністю. Серед РНК найхарактернішу просторову структуру мають транспортні РНК (тРНК). Їх вторинна структура називається «листком конюшини».

На ДНК синтезуються декілька видів РНК: 1) матричні (мРНК); 2) транспортні (тРНК); 3) рибосомні (рРНК). Матричні (інформаційні) мРНК

Копіюють і переносять інформацію про первинну структуру певного білка до рибосоми. Транспортні РНК приєднують і транспортують до рибосом амінокислоти, з яких цей білок буде утворюватися. Рибосомні РНК утворюють самі рибосоми.

Отже, РНК – нуклеїнові кислоти, що забезпечують реалізацію спадкової інформації, закодованої в ДНК.

АТФ. Роль АТФ в енергозабезпеченні.

Аденозинтрифосфатна кислота – АТФ – органічна сполука, що належить до вільних нуклеотидів і є універсальним хімічним акумулятором енергії в клітині. Молекула АТФ – це нуклеотид, який складається із аденіну, рибози і трьох залишків ортофосфатної кислоти. Під час гідролітичного відщеплення фосфатної групи від АТФ вивільняється 40 кДж енергії та утворюється АДФ (аденозиндифосфатна кислота). Коли ж від молекули АТФ відщеплюється два фосфати, утворюється АМФ (аденозинмонофосфатна кислота) і звільняється близько 80 кДж енергії.

АТФ утворюється за рахунок енергії, що виділяється під час окиснення речовин в цитоплазмі клітин, в мітохондріях, а під час фотосинтезу – ще й у хлоропластах.

У зворотному процесі, під час утворення АТФ з АДФ чи АМФ і неорганічного фосфату, відбувається акумуляція енергії у двох високомолекулярних макроергічних зв’язках, які виникають між залишками ортофосфатної кислоти. Молекули АТФ утворюються в кисневих і безкисневих умовах.

Отже, основна функція АТФ – енергетична, оскільки кислота бере участь в енергетичному обміні, запасаючи в своїх макроергічних зв’язках значну кількість енергії.

мРНК – містять 300-30000 нуклеотидів – переносять інформацію від ДНК до рибосом.

тРНК – містять 70-90 нуклеотидів – транспорт амінокислот до рибосом.

рРНК – містить 3000-5000 нуклеотидів – разом з білками утворюють рибосоми.

ДНК - Т=А, Г=Ц.

РНК – А=У, Г=Ц

Порівняльна характеристика РНК і ДНК.

Ознаки	ДНК	РНК
Знаходження в клітині	Ядро, мітохондрії, хлоропласти	Яро, мітохондрії, хлоропласти, рибосоми, цитоплазма
Мономери (назва і склад)	Дезоксирибонуклеотиди: аденінові, тимідилові, гуанілові, цитидилові	Рибонуклеотиди: аденілові, урацилові, гуанілові, цитиділові
Склад нуклеотидів	Нітратні основи: аденін, гуанін, тимін, цитозин; Вуглевод – дезоксирибоза; Ортофосфатна кислота	- Нітратні основи: аденін, гуанін, урацил, цитозин; - Вуглевод –рибоза; - Ортофосфатна кислота
Структура	Подвійна спіраль	Одинарний ланцюг
Властивості	Стабільність, здатність до реплікації, денатурації, ренатурації і деструкції.	Нездатність до реплікації та здатність до денатурації, ренатурації й деструкції
Функції	Спадкова	Інформаційна (мРНК), транспортна (тРНК), будівельна (рРНК)

Біологічно активні речовини – БАРи –це органічні сполуки різної хімічної природи, здатні впливають на обмін речовин та перетворення енергії в живих істотах. До біологічно активних речовин належать ферменти, вітаміни, гормони, нейрогормони, фітогормони, антибіотики тощо.

Вітаміни – біологічно активні низькомолекулярні органічні сполуки, які беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії, здебільшого як компоненти складних ферментів.

Гормони – органічні речовини, здатні включатись у цикл біохімічних реакцій і регулювати процеси обміну речовин і перетворення енергії. Їх виробляють ендокринні залози людини та тварин. Нейрогормони, які виробляють певні нервові клітини, впливають на організм так само, як і гормони.

Медіатори – фізіологічно активні речовини, які забезпечують міжклітинні взаємодії в нервовій системі та між нейронами і клітинами інших типів. Зокрема, вони беруть участь у передачі нервового імпульсу між нейронами та між нейронами і м’язовими клітинами.

Фактори росту- це поліпептиди, які виробляють клітини різних тканин. Подібно до гормонів, вони стимулюють або пригнічують поділ, диференціювання, рухливість, метаболізм, інші прояви життєдіяльності та загибель клітини.

Клітина як елементарна одиниця живого.

Клітина – це елементарна біологічна система, основна структурна та функціональна одиниця живого, головними властивостями якої є саморегуляція, самовідтворення і самооновлення. Поняття «клітина» ввів Роберт Гук.

Клітина є основною структурною одиницею живого тому, що лежить в основі будови організмів. Вона ж є основною функціональною одиницею живого, що забезпечує виконання життєвих функцій.

Клітина є єдиним цілим, тому всі органели клітини пов’язані між собою і не можуть існувати поза клітиною. Якщо клітина зазнає впливів середовища, то у саморегуляції й самооновленні беруть участь всі органели клітини. Найважливішими чинниками цілісності клітини є: 1) потік речовин, енергії та інформації; 2) розвиток за внутрішньоклітинною спадковою програмою; 3) взаємодія з довкіллям та пристосування до його змін.

Клітини живих організмів відрізняються між собою: розміром, формою, функціями. Відмінності між клітинами зумовлені спеціалізацією на виконанні функцій в організмі.

Клітини живих організмів подібні, що зумовлено єдністю їхнього походження. Спільними ознаками клітин є: 1) наявність основних структурних частин (поверхневий апарат, цитоплазма, ядро або нуклеотид); 2) подібність процесів обміну речовин і перетворення енергії; 3) універсальна мембранна будова; 4) єдність хімічного складу; 5) подібність процесів поділу клітин тощо.

Отже, клітина є елементарною одиницею життя, оскільки саме на цьому рівні виявляються фундаментальні властивості живого, організовуються будова та життєві функції організмів.

Цитологія – розділ біології, що вивчає структурно-функціональну організацію клітин та механізми регуляції клітинних функцій. Сучасна наука про клітини є теоретичною базою біотехнології, генної інженерії, генетики, еволюції, систематики та називається біологією клітини.

1665 р – Р. Гук – запропонував термін «клітина».

1650-1700 рр – А.ван Левенгук – здійснив відкриття мікроскопічних організмів.

1827 р – Бер – показав, що одиницею розвитку є клітина.

1833 р – Броун – показав, що неодмінним компонентом клітини є ядро.

1839 р – Шванн – сформулював клітинну теорію.

1858 р – Вірхов – сформулював положення «кожна клітина з клітини».

1930-і роки – Руска, Кноль – винайшов електронний мікроскоп.

Структурно-функціональна організація клітин.

Функціонування клітин здійснюється за участю структурних частин клітини, якими є поверхневий апарат, цитоплазма з органелами та ядро (або нуклеоїд).

Організація клітини
Структурна впорядкованість	Функціональна впорядкованість
Поверхневий апарат Цитоплазма Ядро (нуклеоїд)	Процеси перетворення речовин. Процеси перетворення енергії. Процеси перетворення інформації
Основні властивості: упорядкованість, відкритість, цілісність, саморегуляція, самооновлення, самовідтворення.

Поверхневий апарат клітини здійснює функції державних кордонів. Це бар’єрна, контактна і транспортна функції, що спрямовані на відділення й захист території, налагодження зовнішніх зв’язків, надходження всього потрібного із зовнішнього середовища і затримування всього ворожого й шкідливого. Цитоплазма забезпечує внутрішні взаємозв’язки між елементами клітинами та умови для діяльності всіх органел. Інакше кажучи, цитоплазма відповідає за економіку держави. Ядро ж реалізує в клітині функції влади. Ця структурна частина клітини зберігає її скарб – спадкову інформацію та керує процесами життєдіяльності клітини.

Особливості організації кожної з клітинних складових частин – прокаріотів та еукаріотів – зумовлюють необхідність виділення двох типів організації клітин – прокаріотичного і еукаріотичного.

Отже, основними структурними частинами клітини є поверхневий апарат, цитоплазма та ядро.

Клітинні мембрани, їхній хімічний склад, структура, властивості та основні функції.

Біологічні мембрани – це тонку (6-10 нм) білково-ліпідні плівки, що відокремлюють клітину від зовнішнього середовища та забезпечують внутрішньоклітинні процеси життєдіяльності.

Назва	Функції
Плазматична мембрана	Здійснюють захист клітини, транспорт речовин в клітину і з клітини, обмін речовин та енергії тощо.
Внутрішні прокаріотичні мембрани	Здійснюють бактеріальний фотосинтез (фотомембрани), клітинне дихання (мезосоми), переміщення у воді (газові вакуолі)
Внутрішні екукаріотичні мембрани	Поділяють внутрішнє середовище клітини на окремі функціональні ділянки – компартменти, де відбуваються процеси обміну речовин.

Клітинна мембрана – плазматична мембрана, плазмалема – частина поверхневого апарату, що складається з ліпідів, білків та вуглеводів, які й визначають її властивості та функції.

Хімічний склад клітинних мембран. Весь потік речовин, енергії та інформації відбувається через клітинні мембрани, утворені ліпідами (фосфоліпідами, холестеролом), білками (глобулярними й фібрилярними) і вуглеводами (в комплексі з білками і ліпідами). В утворкнні ліпідів для клітинних мембран беруть участь гладка ЕПС і комплекс Гольджі, мембранні білки синтезують гранулярна ЕПС і рибосоми.

Структура клітинної мембрани. Основу мембрани складають фосфоліпіди, що утворюють подвійний біліпідний шар. Цей шар разом з білками визначає найзагальніші властивості мембран. В оточенні води фосфоліпіди організовуються таким чином: гідрофільні «головки» спрямовані назовні та контактують з водою, а гідрофобні «хвости» орієнтовані всередину. Для

зміцнення рухливої мембрани в її складі наявні молекули холестеролу.

Відповідно до рідинно-мозаїчної будови клітинна мембрана містить вбудовані у ліпідний шар молекули глобулярних (на мал великі) й фібрилярних (нитки-спіралі) білків, що відповідають за транспорт речовин, обмін речовин та перетворення енергії, захист й опору для клітини. Білки мембрани можуть її пронизувати її наскрізь, напівзанурюватись, знаходитися на внутрішній поверхні або кріпитися на зовнішньому боці. Серед мембранних білків багато рецепторів, йонних каналів, йонних насосів. Деякі білки і ліпіди клітинних мембран, особливо у тваринних клітинах, пов’язані з

Вуглеводами й утворюють гліколіпіди й глікопротеїни. Ці молекули беруть участь у розпізнаванні впливів середовища, контактуванні клітин та реакціях клітин на подразнення.

Властивості клітинних мембран:

- Напівпроникність – здатність вибірково пропускати в клітину і з неї певні молекули і іони.

- Динамічність – здатність зливатися одна з іншою, розтягуватися і стискатися;

- Самоскладання – здатність до самовідновлення.

Функції клітинних мембран:

1. Транспортна – обмін речовин, енергії ті інформації з навколишнім середовищем;

2. Метаболічна – ферментні білки беруть участь у процесах взаємоперетворення речовин та енергії;

3. Рецепторна – рецепторні білки в мембранах сприймають інформацію із середовища;

4. Захисна – чужорідні білки-антигени в складі мембран спричиняють формування антитіл;

5. Контактна – вуглеводи і фібрилярні білки забезпечують формування антитіл;

6. Опорна – до білків мембрани прикріплюються елементи цитоскелета, який організовує рухи та переміщення елементів клітини.

Для функціонування і координації функцій клітини взаємодіють одна з іншою за допомогою так званих клітинних контактів (демосоми, щільні контакти, щілинні контакти, плазмодесми, синапси).

Транспорт речовин через клітинні мембрани.

Мембранний транспорт – сукупність процесів, що здійснюють переміщення різноманітних речовин через клітинні мембрани. Завдяки мембранного транспорту здійснюються процеси переміщення йонів, неорганічних сполук, малих молекул, макромолекул в клітину, в клітині і з клітини. Транспортування речовин відбувається безпосередньо через мембрани або за участю трансмембранних білків. За механізмом переміщення речовин виділяють два типи мембранного транспорту: пасивний та активний.

Пасивний транспорт відбувається без витрати енергії і залежить від концентрації речовини по обидва боки мембрани. Розрізняють декілька шляхів пасивного транспорту: проста дифузія, полегшена дифузія та осмос.

Проста дифузія – поширення – це транспорт речовин через мембрану з ділянки з високою концентрацією до ділянки з низькою концентрацією, тобто транспорт за градієнтом концентрації. Шляхом простої дифузії в клітину проникають неполярні речовини (кисень, азот, вода, СО2, бензол)і полярні низькомолекулярні молекули (сечовина). Проста дифузія протікає досить повільно і не може забезпечити потреби активної клітини, що активно функціонує.

Полегшена дифузія – транспорт речовин через мембрану за градієнтом концентрації за допомогою специфічних мембранних білків-переносників. Така дифузія швидша, ніж нейтральна. Прикладом такого транспорту є транспорт глюкози в еритроцити.

Осмос – транспорт води через мембрану в ділянки з більшою концентрацією розчиненої речовини (солі). В результаті цього переходу молекул розчинника в клітині може виникати значний тиск, який називається осмотичний. Залежно від величини осмотичного тиску розчини поділяють на: гіпотонічні, ізотонічні та гіпертонічні. У гіпертонічному розчині клітина зморщується внаслідок зневоднення. Це явище називається плазмолізом. Плазмоліз – стиснення протопласта живої клітини з подальшим його відшаруванням від стінки, яке відбувається в результаті втрати води під впливом підвищеної концентрації солей у навколишньому середовищі. Після занурення цих клітин у воду протопласт набухає і набуває початкового положення. Відбувається деплазмоліз. У гіпотонічному розчині клітина, навпаки, набухає, і якщо надходження води не вдається спинити, це призводить до її руйнування – осмотичного лізису.

Активний транспорт – через клітинні мембрани здійснюється проти градієнта концентрації речовин із витратою енергії у вигляді АТФ за участю йонів металів. Розрізняють декілька шляхів активного транспорту речовин: транспорт за участю мембранних білків, транспорт у мембранному упакуванні.

Транспорт за участю мембранних білків здійснюється: а) за допомогою окремих мембранних білків – транспортних АТФаз, які називаються йонними насосами (натрій-калієва помпа); б) за допомогою групи мембранних білків, які утворюють пори – так звані йонні канали (кальцієві канали).

Робота натрій-калієвого насоса. У цитоплазмі та позаклітинному середовищі підтримується певне співвідношення йонів Na+ i К+. викачування йонів Na+ із клітини і перенесення йонів К+ у клітину здійснюється мембранним білком. Для цього процесу використовується енергія АТФ. За один цикл роботи насос викачує з клітини три йони Na+ і закачує два йони К+. тому на зовнішньому боці мембрани накопичується надлишок позитивних йонів. Цю різницю потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани використовують як джерело енергії багато інших білкових комплексів для перенесення різних речовин крізь мембрану.

Транспорт у мембранному упакуванні характерний тим, що речовини, які переносяться, оточені мембраною. Процес виведення з клітини різноманітних речовин називають екзоцитозом, а в клітину – ендоцитозом. Розрізняють два типи ендоцитозу з утворенням специфічних міхурців: фагоцитоз і піноцитоз.

Фагоцитоз – захоплення та поглинання клітинами мікроскопічних твердих об’єктів з утворенням фагоцитозних міхурців. Явище фагоцитозу відкрив Мечніков 1882 р. У фагоцитозі активна роль належить клітинній мембрані, яка обволікає частку і втягує її в глибину цитоплазми з утворенням фагосоми. З лізосом до фагосоми надходять ферменти, утворюється травна вакуоля, яка і перетравлює частку.

Піноцитоз – захоплення та поглинання клітинами рідин разом з розчиненими в них сполуками з утворенням піноцитозних міхурців. Найбільш активний піноцитоз спостерігається в амеб, епітеліальних клітинах кишечника, в ендотелії судин.

Ядро: будова, функціональна роль.

Ядро – це неодмінна частина клітини, що відіграє провідну роль у її життєдіяльності, тому що містять генетичний матеріал для організації перетворень речовин, енергії та інформації.

Клітинне ядро відрізняє еукаріотичні клітини від клітин архей та бактерій. Походження ядра до цих пір залишається нез’ясованим. Існує ряд гіпотез походження ядра, серед яких: екзомембранна гіпотеза (ядро виникло від окремої клітини), гіпотеза вірусного еукаріогенеза (ядро виникло в результаті симбіозу ДНК-вірусів з археями), синтропна гіпотеза (ядро виникло в результаті симбіозу бактерій з археями).

Ядро відкрив у 1831 році анг вчений Броун при мікроскопічному дослідженні клітин квіток орхідей.

Будова ядра. Здебільшого ядра мають кулясту форму, але форма ядра залежить від форми і розмірів клітини та від функцій, які вона виконує. Розміри ядра можуть бути різними, зазвичай, від 8 до 25 мкм в діаметрі. В ядрі виділяють поверхневий апарат і внутрішнє середовище.

Поверхневий апарат ядра складається з двох мембран, які формують ядерну оболонку з міжмембранним простором. У певних місцях внутрішня і зовнішня мембрани з’єднуються й утворюють ядерні пори для організації зв’язку між ядром і цитоплазмою. Із цитоплазми всередину ядра надходять синтезовані в ній речовини з допомогою спеціальних білків-імпортинів. Натомість з ядра до цитоплазми транспортуються різні типи молекул РНК. Зовнішня ядерна мембрана має зв'язок з шорсткою ЕПС, яка продовжує транспорт сполук в цитоплазмі. Зсередини ядерна оболонка вкрита ядерною пластинкою, що визначає форму ядра й прикріплює хроматин.

Внутрішнє середовище ядра містить хроматин, ядерний сік (каріоплазма) і ядерця. Хроматин – генетичний нуклеопротеїновий матеріал, основу якого складають ДНК і білки. Хроматин утворює хромосоми, яких немає у прокаріотів. До складу ядра еукаріотичних клітин входить певна кількість хромосом, кожна з яких містить одну лінійну молекулу ДНК. Ядерний сік (каріоплазма) є внутрішнім вмістом ядра, що за складом та властивостями подібний до цитоплазми.

Ядерця – це щільні структури, які складаються із РНК й білків, хроматину та гранул-попередників субодиниць рибосом. Формуються навколо ділянок ДНК у певних хромосомах, що містять гени рРНК. Ці ділянки називаються ядерцевими організаторами й розташовані в зоні вторинних перетяжок. У ядрах різних клітин, а також і в ядрі однієї і тієї ж клітини в різні моменти її життєдіяльності кількість ядерець, їх форма і розміри можуть бути різними. Часто в ядрах міститься лише 1-2 ядерця, але їх може бути 5-7 і більше.

Основна функція ядерця – це синтез рРНК, синтез гістонів та збирання рибосом. В ядерцях із рРНК й білків збираються велика та мала субодиниці рибисом, виходять через ядерні пори в цитоплазму і поєднуються для біосинтезу білків.

Функціональна роль білка: 1) самовідтворення клітини, що пов’язане із збереженням інформації в ДНК і її передачею дочірнім клітинам під час поділу; 2) самооновлення клітини – в ядрі за участю ядерець синтезуються рРНК й відбувається самозбирання рибосом, які синтезують нові молекули білків; 3) саморегуляція клітин – в ядрі міститься інформація про регуляторні білки, що чинять вплив на активність генів.

Основна частина спадкової інформації міститься в ядрі і воно відповідає за передачу спадкової інформації.

Хромосоми: будова, функціональна роль.

Хромосоми – ядерні структури клітин еукаріотів, що забезпечують збереження, розподіл та передачу спадкової інформації. Першовідкривач хромосом – Флеммінг. Термін «хромосоми» 1888 р ввів Вальдейєр.

Хімічний склад. Хромосоми утворюються з ядерного матеріалу-хроматину перед поділом клітин. У їхньому складі основна частина припадає на ДНК та ядерні білки. Нуклеотиди ДНК кодують спадкову інформацію, а ядерні білки-гістони організовують компактне просторове розташування молекул ДНК для зберігання цієї інформації.

Перед поділом клітини однохроматидні хромосоми подвоюються, конденсуються й стають двохроматидними. Основними елементами будови хромосом є сайти початку реплікації, центромери і теломери. Сайти початку реплікації –послідовність нуклеотидів, що визначає початок самоподвоєння молекули ДНК. Центромера – частина хромосоми, що поділяє її на два пчеча. На ній розташовуються білки-кінетохори, до яких при розподілу генетичного матеріалу прикріплюються нитки веретена поділу. Теломери – ділянки на кінцях лінійних хромосом, що перешкоджають їх з’єднанню між собою та відновленню з допомогою фермента теломерази втрачених після поділу ділянок.

Функціональна роль: 1) збереження спадкової інформації; 2) забезпечення подвоєння ДНК й утворення двохроматидних хромосом; 3) регуляція активності ферментів для контролю обміну речовин; 4) забезпечення поділу, росту й розвитку клітин.

Отже, хромосоми є матеріальними носіями спадковості усіх еукаріотичних організмів і їхні функції тісно взаємопов’язані з хімічним складом та будовою.

Гаплоїдний і диплоїдний набір хромосом. Гомологічні хромосоми.

Плоїдність – особливість клітини або багатоклітинного організму, яка пов’язана із сукупністю хромосом, що містяться в ядрі еукаріотичної клітини. Зазвичай, термін використовується для клітин еукаріотів, тому що у бактерій та архей хромосоми відсутні.

Диплоїдний набір хромосом – сукупність хромосом, притаманна соматичних клітинах, в якій всі характерні для даного біологічного виду хромосоми представлені попарно (2n).

Гомологічні хромосоми – це хромосоми однієї пари, однакові за будовою, формою, розмірами, набором генів. Ці парні хромосоми здатні до кон’югації в мейозі. Одна гомологічна хромосома в наборі хромосом дочірнього організму від батьківського, а інша – від материнського організмів. Гомологічні хромосоми не ідентичні одна до одної. Вони мають однаковий набір генів, але можуть відрізнятися алелями, що відповідають за різні прояви ознак.

В ядрах статевих клітин, на відміну від соматичних, є лише по одній хромосомі з кожної пари. Всі вони негомологічні. Такий одинарний набір хромосом називають гаплоїдним і він удвічі менший.

Гаплоїдний набір хромосом (2n) – сукупність хромосом, притаманна статевим клітинам, в одній із кожної пари характерні для даного біологічного виду хромосом присутня лише одна.

Основні стани хромосом.

Компактне розташування хромосом, кожна з яких складається з молекули ДНК, в декілька сантиметрів, досягається їхньою конденсацією (ущільнення), що забезпечує багаторівневу організацію хроматину. Розрізняють декілька структурних рівнів цієї організації.

1. Нуклеосомний рівень. Подвійна спіраль молекули ДНК на цьому рівні організації накручується на ядерні частинки-нуклеосоми, що складаються з 8-10 білкових молекул. Хроматин набуває вигляду намиста перлин на нитці (спіраль ДНК).

2. Нуклеомерний рівень виникає завдяки спіралізації в 6-8 нуклеосом (фібрили). Фібрила є основною формою існування хроматину та хромосом під час інтерфази – між клітинними поділами, тобто тоді, коли на ДНК відбуваються всі функціональні процеси. Частина хроматину, що зберігає стан підвищеної компактизації протягом інтерфази, наз гетерохроматином. Решта хроматину, де може відбуватися активація транскрипції, позначається як еухроматин.

3. Хромомерний рівень пов'язаний вже не із спіралізацією, а з утворенням поперечних петель вздовж хромосоми.

4. Хроматидний рівень виникає у зв’язку з подальшим укладанням структури нижчого рівня ієрархії та утворенням хроматиди.

5. Хромосомний рівень характерний для метафазної хромосоми, що має стан хроматину. Значення полягає в забезпеченні переміщення хромосом у процесі клітинного поділу.

Отже, організація хромосом має багаторівневий ієрархічний порядок, завдяки

подвоєння хромосом унаслідок реплікації ДНК.

Ключовим моментом підготовки клітин до поділу є подвоєння молекул ДНК (реплікація) для того, щоб кожна дочірня клітина отримала по одному диплоїдному набору хромосом. Процес реплікації ДНК відбувається в інтерфазі й триває в середньому 10-12 годин. Унаслідок реплікації ДНК, кожна хромосома представлена двома сестринськими хроматидами, з’єднаними між собою своїми центромерами за рахунок білок-білкових взаємодій. Таким чином, двохроматидні хромосоми формуються ще до поділу клітин завдяки реплікації ДНК.

Морфологія надкомпактних (мітотичних) хромосом

Мітотичні хромосоми мають характерну Х-подібну форму. Така форма притаманна лише мітотичній хромосомі, причому до стадії анафази, коли зєднання в області центромери руйнується і сестринські хроматиди розходяться до полюсів. У будові мітотичної хромослми виділяють хроматиди, первинну перетяжку, плечі хромосом, вторинну перетяжку, супутники, ядерцеві організатори, теломери та ін. Кожна така хромосома складається з двох повздовжніх частин – хроматид. Первинна перетяжка – найбільш спіралізована частина хромосоми, яка поділяє її на два плеча. В цій ділянці розташована центромера із білками-кінетохорами, до яких при розподілі генетичного матеріалу прикріплюються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, що часто відокремлюють ділянки хромосом, названі супутниками. Такі хромосоми в ядрах клітин можуть наближатися одна до одної і утворювати ядерцеві організатори, які містять гени рРНК. Кінці плечей одержали назву теломер. Це генетично неактивні спіралізовані ділянки, що перешкоджають з’єднанню хромосом між собою або з їх фрагментами.

Поняття про каріотип

Каріотип – сукупність ознак хромосомного набору (кількість хромосом, форма, розміри). Кожному видові організмів властивий певний каріотип. Основними правилами, які характеризують каріотип є:

- Правило специфічності – особливості каріотипу особин виду залежать від кількості, розмірів та форми хромосом;

- Правило стабільності – кожний вид еукаріотичних організмів має певну і постійну кількість хромосом(дрозофіла – 8, людина -46);

- Правило парності – в диплоїдному наборі кожна хромосома має собі пару, подібну за розмірами та формою – гомологічні;

- Правило індивідуальності – кожна пара гомологічних хромосом має свої особливості. При порівнянні хромосомних наборів чоловічих та жіночих особин одного виду спостерігається відмінність в одній парі хромосом. Ця пара наз статевими хромосомами. Решта пар гомологічних пар хромосом, однакових в обох статей, має загальну назву аутосоми.

- Правило наступності – неперервності – завдяки здатності хромосом до подвоєння під час поділу клітини у наступних поколіннях клітин одного виду зберігається не лише стале число хромосом, а й їхні індивідуальні особливості.

Основні властивості та принцип будови еукаріотичної клітини.

Еукаріотичні клітини – це клітини ядерних організмів, які мають ядро і розвинену систему органел. Такі клітини характерні для рослин, грибів і тварин. Такі клітини мають більші розміри, ніж прокаріотичні. Процеси життєдіяльності відбуваються всередині мембранних органел, кожна з яких має свій набір ферментів. Завдяки цьому клітина може здійснювати одночасно багато різних реакцій. Поверхневий апарат – урізноманітнений надмембранними структурами. Цитоплазма рухлива, в ній наявні мембранні органели (мітохондрії, пластиди, ендоплазматична сітка (ЕПС), комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі), цитоскелет побудований із скоротливих білків актину (мікронитки) й тубуліну (мікротрубки). Рибосоми в еукаріотів більші, ніж рибосоми прокаріотів, джгутики мають складнішу будову. З’являється складно організоване ядро, що містить носії спадкової інформації – хромосоми.

Поверхневий апарат	Цитоплазма	Ядро
Надмембранні структури (клітинна стінка, глікокалікс) Клітинна мембрана Підмембранні структури (мікронитки, мікротрубочки)	Цитозоль (гіалоплазма) Органели: а) двомембранні (мітохондрії, пластиди); б) одномембранні (ЕПС, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі); в) немембранні (рибосоми, клітинний центр); г) органели руху (псевдоніжки, джгутики, війки) Включення	Ядерна оболонка; ядерний сік; ядерце; хроматин

Причини відмінностей у будові клітин рослин, тварин, грибів.

З еукаріотичних клітин побудовані як одноклітинні, так і багатоклітинні організми. Спосіб отриманні енергії, здатність до активного руху, складність організації цих організмів зумовлює величезну різноманітність еукаріотичних клітин, але й одного організмі.

Рослинна клітина – це тип клітин, особливості якої визначаються автотрофним живленням та відсутністю здатності до активного переміщення. Найхарактернішою рисою клітин є їхня здатність до фотосинтезу і наявність пластид (хлоро-, хромо-, лейкопластів), у яких утворюються та запасаються органічні речовини. А запасають та накопичують рослини переважно полісахарид крохмаль. Надійний захист поверхні рослинних клітин забезпечує клітинна стінка із целюлози, що утворюється багатьма одиницями комплексу Гольджі. Для надходження речовин із середовища клітинна оболонка має пори, через які в клітину надходять лише розчинні у воді сполуки. Тому для рослинних клітин характерним є осмотичне живлення. Для забезпечення взаємодії між клітинами розвинені цитоплазматичні містки (плазмодесми). У рослинних клітинах є великі вакуолі, що беруть участь у здійсненні багатьох функцій: запасання речовин, сховище для продуктів виділення, регуляції вмісту води в цитоплазмі тощо.

Основними властивостями рослинних клітин є : наявність пластид, резервний полісахарид крохмаль, клітинна стінка із целюлози, цитоплазматичні містки та великі вакуолі.

Тваринна клітина – це тип клітин, особливості якої формування у зв’язку з гетеротрофним живленням та здатністю до активного переміщення. На поверхні цих клітин відсутня жорстка клітинна стінка, що забезпечує можливість активного руху й отримання енергії готових поживних речовин. Щоб захопити органічні молекули клітинна мембрана утворює впадини і вирости, бере участь у ендоцитозі. Надмембранною структурою тваринних клітин є глікокалікс, утворений з глікопротеїну та гліколіпідів. Функції цієї структури полягають у взаємодії клітин між собою та іншими клітинами, сприйманні подразнень перенесенні речовин у клітину і з клітини. У зв’язку з гетеротрофним живленням у тваринній клітині немає пластид. В цитоплазмі є дрібні вакуолі, що за функціями поділяються на травні, видільні, скоротливі. Для розщеплення складних поживних речовин комплекс Гольджі утворює численні лізосоми з різними гідролітичними ферментами. Надлишок білків, жирів чи вуглеводів перетворюється в клітинах тварин у глікоген. Цей резервний полісахарид має розгалужену структуру, що забезпечує, за необхідністю, швидке відщеплення багатьох залишків глюкози для енергетичних потреб.

Основними особливостями тваринної клітини є: відсутність пластид, наявність глікокаліксу, дрібні вакуолі, чисельні лізосоми та запасання глікогену.

Грибна клітина – це тип клітини, особливостями якої визначають гетеротрофне живлення та відсутність здатності до активного переміщення. Відсутність локомоції надає важливого значення такій структурі поверхневого апарату як клітинна стінка з хітину. Вона здійснює не лише захисну, але й низку інших важливих функцій, зокрема, є місцем розташування гідролітичних ферментів для позаклітинного травлення, бере участь в надходженні простих поживних речовин з довкіллям, надає форму клітинам з довкілля, надає форму клітинам тіла тощо. Для більшості грибних клітин властиве осмотичне живлення. Клітини поглинають розчинні органічні сполуки через пори в клітинній стінці без утворення травних вакуоль. А ті резервні вакуолі, що спостерігаються у цитоплазмі, виконують запасаючу функцію. В цитоплазмі є чисельні лізосоми з різними ферментами, завдяки яким гриби можуть зовнішньо перетравлювати найрізноманітнішу органіку, особливо в умовах тепла й вологості. Резервним полісахаридом є глікоген.

Основними властивостями грибних клітин є: клітинна стінка з хітину, запасаючі вакуолі, лізосоми з багатим арсеналом травних ферментів, резервний полісахарид – глікоген.

Ознаки	Клітина рослин	Клітина грибів	Клітина тварин
Клітинна стінка	З целюлози	З хітину	Відсутня
Пластиди	Хлоро-, хромо- й лейкопласти	Відсутні	Відсутні
Резервний полісахарид	Крохмаль	Глікоген	Глікоген
Вакуолі	Великі	Дрібні	Дрібні
Лізосоми	В окремих випадках	Численні	Численні

Одномембранні органели: ЕПС, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі

Ендоплазматична сітка (ЕПС) – одномембранна органела еукаріотичних клітин, що бере участь у синтезі й транспорті речовин. ЕПС є органелою, яка ділить цитоплазму та функціональні відсіки та пов’язана з плазматичною мембраною і ядерною оболонкою. Вперше відкрита Портером 1945 р. Утворюють мембранні цистерни, канальці, міхурці та внутрішня речовина з великою кількістю ферментів. Розрізняють шорстку (гранулярну) і гладку (агранулярну) ЕПС. Шорстка має рибосоми, які утворюють комплекси з мРНК. Гладка ЕПС не має рибосом і є похідною від шорсткої. Основними функціями є: 1) синтез білків (шорстка ЕПС), вуглеводів та ліпідів (гладка ЕПС); 2) транспорт речовин в клітині; 3) утворення вакуоль.

Апарат Гольджі – одномембранна органела еукаріотичних клітин, що здійснює клітинні процеси секреції й екскреції. Була відкрита – 1898 р фізиком К. Гольджі. Побудована із цистерн, системи трубочок і міхурців різних розмірів. Розміщені у клітині поблизу ядра. Є в усіх еукаріотичних клітинах. Мембрани КГ синтезує ЕПС, яка прилягає до нього. Основні функції: 1) секреція речовин (синтез речовин для побудови клітинних мембран, клітинної стінки, хітиновмісної кутикули, утворення неактивних травних ферментів, гормонів, упакування у секреторні міхурці для виділення з клітин); 2) утворення лізосом (у сперматозоонах утворюються акросоми); 3) утворення пероксисом.

Лізосоми – одномембранні органели у вигляді округлих міхурців, що містять ферменти для розщеплення речовин. Відкрив – К. де Дюв – 1949р. Мають вигляд міхурців діаметром 0,5 мкм, оточених мембраною і заповнених гідролітичними ферментами. За ушкодження мембрани ферменти виходять у цитоплазму і викликають швидке розщеплення (лізис) клітини. Лізосоми утворюються шляхом взаємодії апарату Гольджі і гранулярної ЕПС. Цитоплазма – частина клітини, що міститься між поверхневим апаратом і ядром що володіє високим ступенем структурної й функціональної організації. Основною властивістю цитоплазми є здатність до руху – циклоз. Завдяки цьому цитоплазма є середовищем для органел, створює оптимальні умови для біохімічних реакцій, пов’язує всі частини клітини в єдине ціле. Цитоплазма регулює реакції синтезу (асиміляція) й розпаду (дисиміляція), має здатність до росту і самооновлення, бере участь у самовідтворенні клітин, здійснює розподіл органел та ресурсів материнської клітини.

Основними компонентами цитоплазми є цитоскелет, гіалоплазма, включення і органели.

Цитоскелет – сукупність мікрониток та мікротрубочок, які виконують рухову та опорну функцію. Мікронитки побудовані зі скоротливих білків актину й міозину, мікротрубочки – зі спірально упакованих одиниць білка тубуліна. Опорно рухова система про- та еукаріотичних клітин постійно змінюється, до її функцій входить підтримка й адаптація форми клітини, циклоз, забезпечення рухів, ріст та поділ клітини.

Гіалоплазма – або цитозоль – основа цитоплазми, її матрикс, що є прозорим розчином органічних і неорганічних речовин у воді. Фізичний стан гіалоплазми впливає на швидкість перебігу у біохімічних процесів: що вона густіша, то повільніше відбуваються хімічні реакції.

Органели – органоїди – це постійні клітинні структури, які мають специфічну будову та виконують життєво важливі функції клітини. За особливістю будови органели поділяють на: 1) двомембранні(мітохондрії, пластиди); 2) одномембранні (ЕПС, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі, пероксисоми); 3) немембранні (рибосоми, клітинний центр); 4) органели руху (псевдоніжки, джгутики, війки).

Включення – непостійні клітинні структури, що є запасними сполуками або продуктами обміну речовин, роль яких у клітині пасивна. Вони мають вигляд зерен, кристалів, краплин і слугують для забезпечення життя клітини або з’являються в результаті її функціонування. За функціями їх поділяють на секреторні, екскреторні, трофічні, пігментні, а за хімічною природою – на білкові, вуглеводні, ліпідні, кристалічні та ін.

Органели руху

Джгутики і війки – спеціальні органели руху які є постійними цитоплазматичними виростами клітин. Ці органели відомі в одноклітинних організмів (джгутикові та війчасті) та в окремих клітин багатоклітинних (війчастий епітелій повітроносних шляхів). Війки і джгутики - це вкриті плазмолемою вирости цитоплазми, що містять каркас з мікротрубочок. Джгутик або війка скл з 9 подвійних мікротрубочок (дуплетів) на периферії та ще 2 – в центрі. В їх основі лежать базальні тільця, заглиблені в цитоплазму. Джгутики відрізняються від війок розмірами, характером руху тощо. Рух війок і джгутиків здійснюється завдяки ковзанню мікротрубочок за рахунок енергії АТФ. За допомогою джгутиків і війок здійснюються рухи одноклітинних організмів, їхня робота забезпечує внутрішньоклітинне травлення кишковопорожнинних (травні клітини мають джгутики) вони виконують чутливу (сенсили війкових червів) та захисну (війки клітин повітроносних шляхів) функції.

Центріолі – немембранні органели, що складаються з мікротрубочок та утворюють клітинний центр. Вперше виявлені 1888 р – Бовері. У клітині, яка перебуває на початку інтерфази, ця органела знаходиться біля ядра. Вона виявлена в усіх клітинах тварин (за винятком яйцеклітин), у водоростей (вищі рослини його не мають) і в клітинах грибів. Скл з двох центріолей, розташованих одна до одної. Перебувають вони в ділянці цитоплазми (центросфери), від якої відходять мікронитки. Кожна центріоля клітинного центру має вигляд порожнистого циліндра. Стінки циліндра формують віночок з 9 трипленів мікротрубочок, розміщених по колу. В кінці інтерфази біля кожної материнської центріолі утворюється дочірня, розміщена перпендикулярно до материнської. Отже, перед мітозом клітина має дві пари центріолей. Центріолі розходяться до полюсів клітини і організовують розміщення мікротрубочок у структуру, яка має назву веретена поділу. Крім участі в поділі ядра, клітинний центр відіграє важливу роль у формуванні еукаріотичних джгутиків і війок. Його центріолі формують базальне тіло, що лежить в основі джгутиків. Отже, для клітинного центру характерними є дві функції: участь у поділі клітини та організація цитоскелету.

Рибосоми – немембранні універсальні органели, що забезпечують синтез білків. Відкриті в 1955 році Палледе.

Рибосоми містять рибосомальну РНК (рРНК) і білок. Складаються з двох субодиниць: великої та малої. Кожна субодиниця містить по одній або дві молекулі рРНК у вигляді клубка, щільно упакованого білками, створюючи рибонуклеопротеїновий комплекс. Збираються рибосоми із субодиниць лише в момент синтезу білків і формують разом із мРНК полісоми або полірибосоми. Рибосоми синтезуються в ядерці.

Види рибосом:

1) Малі рибосоми (70S) – в клітинах прокаріотів, а також у пластидах і мітохондріях еукаріотів; такі рибосоми не приєднані до мембран і мають діаметр 15 нм.

2) Великі рибосоми (80S) – містяться в цитоплазмі клітин еукаріотів; такі рибосоми діаметром близько 22 нм і зв’язані з мембранами гранулярної ЕПС.

Функціональна роль. Вільно розташовані в цитоплазмі, прикріплені до мембран зернистої ЕПС, на ядрі, в пластидах і мітохондріях. Методом мічених амінокислот виявлено, що в рибосомах відбувається синтез білків. Молекули білка синтезуються таким чином, що певні амінокислоти в рибосомі з’єднуються одна з іншою у відповідній послідовності. Тому інформаційна РНК, яка кодує порядок розміщення амінокислот, має переміщуватись по рибосомі.

Будова гена прокаріотів.

Ген – це ділянка ДНК, що містить інформацію про первинну структуру молекули білка або РНК.

У прокаріотів генетичний матеріал має оперну організацію. Оперон – це послідовність регуляторних та структурних генів з регуляторними елементами, які кодують групу білків одного метаболічного ланцюга. До складу оперона прокаріотів входять структурні гени і регуляторні елементи (промотор, оперон, термінатор):

- Промотор – ділянка ДНК, до якої приєднуються РНК-полімераза і з якої розпочинається транскрипція;

- Оперон – ділянка ДНК, яка може зв’язувати регуляторний білок;

- Термінатор – ділянка ДНК, яка сигналізує про зупинку транскрипції.

Структурні гени оперона кодують білки, їх може бути один або декілька і вони не мають мозаїчної будови. На роботу оперона впливає самостійний регуляторний ген, що синтезує відповідний регуляторний білок, має власний промотор й термінатор і не обов’язково розташовується поруч з опероном. Отже, для генів прокаріотів властива оперонна організація та відсутність мозаїчної будови.

Мозаїчна будова еукаріотів

Структурні гени еукаріотів мають складнішу будову. В структурній ділянці, що кодують спадкову інформацію – екзони, і ділянка, що її не кодують – інтрони. Кількість і розташування інтронів специфічні для кожного гена. Така будова структурних генів еукаріотів називається мозаїчною. Мозаїчність може бути механізмом, що обмежує мутаційний процес. Водночас інтрони виконують функцію «пасток» мутацій. Відбувається ускладнення й урізноманітнення регуляторних елементів. Так, перед оператором можуть розташовуватися ділянки ДНК, що збільшують рівень транскрипції – енхансери. Збільшуються розміри ділянок ДНК, що відокремлюють гени один від одного (спейсерів). У прокаріотів до складу спейсерів входять декілька пар нуклеотидів, а у еукаріотів ці ділянки значно більші, мають повторювані послідовності ДНК й займають значну частину геномної ДНК. Отже, гени еукаріотів відрізняються від генів еукаріотів більшими розмірами, наявністю мозаїчної структури та ускладненням регуляторних генів та регуляторних елементів.

Експресія генів – процеси використання спадкової інформації генів для синтезу функціональних продуктів – молекул РНК та білків. Якщо кінцевим продуктом експрексії генів є білок, процес експресії наз біосинтезом білків, а ген – білковим.

Експресія генів в еукаріотичних клітинах
РНК-гени	Білкові гени
Транскрипція	Біосинтез білків
Основні стадії: Ініціація Елонгація Термінація Результат: утворення тРНК й рРНК	Основні етапи: Транскрипція з утворенням пре-мТНК Процесинг із сплайсингом та експорт мРНК Трансляція Післятрансляційна модифікація Результат: утворення білків

Генетичний код

Генетичний код – система запису спадкової інформації про амінокислотний склад білків у молекулах нуклеїнових кислот у вигляді послідовностей нуклеотидів.

Основними властивостями генетичного коду є:

- Триплетність – кожна амінокислота кодується послідовністю з 3 нуклеотидів – триплетом.

- Однозначність, або специфічність – кожний триплет кодує лише одну певну амінокислоту.

- Надмірність, або виродженість – одну амінокислоту можуть кодувати кілька різних триплетів, що підвищує надійність генетичного коду.

- Роздільність – межі між триплетами не позначено, триплети йдуть один за одним. Проте варто мати на увазі, що між генами існують ділянки, які не несуть генетичної інформації (спейсери) і лише відокремлюють одні гени від інших. Окрім того, на початку гена розташовується старт-кодон (в РНК - АУГ), в кінці генів – один із трьох стоп-кодонів (в РНК- УАА, УАГ, УГА). Старт-кодон – це триплет, що кодує амінокислоту метіонін і розпочинає утворення білка в процесі трансляції. Стоп-кодон – це кодони, що сигналізують про завершення трансляції білкового ланцюга.

- Колінеарність – лінійній послідовності нуклеотидів ДНК чи РНК в гені відповідає лінійна послідовність амінокислот в молекулі білка.

- Універсальність – генетичний код єдиний для всіх організмів, які існують на Землі.

Отже, генетичний код є системою нуклеотидів для збереження інформації про амінокислоти білків чи рибонуклеотиди РНК.

Транскрипція

Біосинтез білків – сукупність процесів утворення молекул білків з амінокислот на основі інформації генів ДНК. Основним етапами є транскрипція і трансляція.

Транскрипція – переписування інформації про первинну структуру білка з молекули ДНК на молекулу мРНК, що здійснюється в цитоплазмі (у прокаріотів) або в ядрі (в еукаріотів). У клітинах прокаріотів утворення мРНК відбувається без сплайсингу, оскільки гени в них не мають мозаїчної будови. В еукаріотичних клітинах спочатку утворюються молекули попередника пре-мРНК, які зазнають змін в процесі дозрівання (процесинг мРНК). Дозрівання супроводжується приєднанням до початкової ділянки пре-мРНК рибонуклеотида 5’-кеп (кепування), вирізання інтронів (сплайсинг), приєднання до кінцевої ділянки пре-мРНК багатьох залишків аденіну (поліаденілування). Їхнє значення полягає у наданні РНК стабільності, захисті від ферментів, можливості переміщення з ядра та участі у трансляції. Після дозрівання зріла мРНК через ядерні пори надходить у цитоплазму (експорт мРНК).

Трансляція – сукупність процесів перетворення спадкової інформації мРНК у білок первинної структури. Трансляція відбувається на рибосомах. З однієї молекули мРНК можуть водночас з’явитися кілька рибосом з утворенням полірибосом (полісоми). Трансляція починається із взаємодії субодиниць рибосом з мРНК та першою тРНК, антикодоном якої УАЦ відповідає старт-кодону мРНК – АУГ. Цей кодон визначає для рибосоми початок зчитування інформації з мРНК. Коли перша тРНК зв’язується з мРНК, рибосома робить крок – і в її функціональному центрі опиняються наступні два триплети. Далі рибосома пересувається по мРНК рівно на один триплет, що забезпечує нарощування поліпептидного ланцюга. Це переміщення відбувається доти, поки рибосома не наштовхнеться на один із стоп-кодонів в мРНК, що сигналізує про завершення трансляції.

Після відділення від рибосом починається дозрівання білків. До них приєднуються різні хімічні групи, відщеплюються невеликі фрагменти, вони набувають вторинної, третинної структури та ін. ці перебудови відбуваються в цитоплазмі, гранулярній ЕПС, комплекс Гольджі й змінюють функціональну активність білків.

Роль мРНК, тРНК у біосинтезі білка

Матричні РНК (застаріла назва іРНК) – це РНК, що відповідають за перенесення інформації про первинну структуру білків до рибосом. мРНК синтезується на матриці ДНК в процесі транскрипції, після чого використовується в трансляції як матриця для синтезу білків.

Транспортні РНК (тРНК) – це РНК, які з’єднуються із специфічними амінокислотами й транспортують їх до рибосом. Процес поєднання тРНК з амінокислотами називається активацією амінокислот і відбувається за участю ферментів аміноацил-тРНК-синтетаз (кодаз). На рибосомах певна тРНК розпізнається і зв’язується зі своїм триплетом (кодоном) на мРНК. Після цього амінокислота відєднується від тРНК і приєднується до поліпептидного ланцюга, що синтезується на мРНК. Отже, тРНК служить своєрідним перекладачем, або адаптатором, який перекладає послідовність нуклеотидів із мРНК у послідовність амінокислотних залишків білкової молекули. Існує понад 60 видів тРНК, оскільки деякі амінокислоти транспортуються не однією, а декількома тРНК.

Молекули тРНК мають дві важливих ділянки: 1) транспортна (аміноацильна) ділянка (ділянка з послідовністю ЦЦА і вільною ОН-групою, дотякої приєднується амінокислота, що транспортується); 2) антикодон (ділянка з трьома нуклеотидами, яка під час синтезу білка розпізнає відповідний кодон на мРНК).

Рибосома – це рибонуклеопротеїновий комплекс, що складається з двох субодиниць – великої і малої. Кожна із субодиниць складається зі сполучених між собою молекул рРНК і білків. Субодиниці рибосом можуть роз’єднуватись після завершення синтезу білкової молекули і знову сполучатись між собою перед його початком.

Рибосома містить три сайти зв’язування з тРНК: А-сайт, де відбувається зв’язування тРНК, Р-сайт, де з рибосомою взаємодіє тРНК, до якої приєднаний ланцюг амінокислот, що синтезується; Е-сайт, де міститься тРНК перед її звільненням з рибосоми.

Отже, мРНК доставляє інформацію про певний білок на рибосоми, тРНК доставляє амінокислоти, з яких буде синтезуватися білок, а рибосома є місцем синтезу білків в клітинах.

Реплікація ДНК

Реплікація ДНК – процес самоподвоєння ДНК, що забезпечує копіювання спадкової інформації і передавання її з покоління в покоління. Цей процес відбувається в ядрі клітини перед її поділом і забезпечує передавання генетичної інформації з покоління в покоління. Цей процес відбувається в ядрі клітини перед її поділом і забезпечує передавання генетичної інформації з покоління в покоління. Механізм реплікації в організмів різних класів дещо відрізняється, проте основа його однакова для всіх. Основними принципами реплікації є:

- Комплементарність – до нуклеотидів кожного материнського ланцюга приєднуються вільні нуклеотиди на основі А=Т, а Г=Ц;

- Напівконсервативність – кожна з двох дочірніх молекул ДНК одержує один ланцюг від материнської молекули, а другий – синтезується з нуклеотидів;

- Антипаралельність – на одному ланцюзі синтез здійснюється в одному напрямку, а на іншому в протилежному.

Реплікація – складний багатоетапний процес, в якому беруть участь багато ферментів. процес починається з того, що ферменти (ДНК-полімераза) розкручують спіральну молекулу ДНК, після чого до неї приєднуються білки, які не дають молекулі знову згорнутись. Інші ферменти (ДНК - геліказа) розщеплюють ДНК на два окремих ланцюги з утворенням реплікаційної вилки. Далі до кожного з материнських ланцюгів приєднуються ДНК-полімерази, що каталізують утворення нових дочірніх ланцюгів. Ці ферменти здатні також виправляти можливі помилки реплікації та перевіряти комплементарність. Синтез нових ланцюгів відбувається асиметрично, тобто один з них синтезується безперервно, інший ланцюг будується в протилежному напрямку і відбувається короткими фрагментами.

Отже, після реплікації з однієї молекули ДНК утворюються дві ідентичні, які скручуються у подвійну спіраль.

Поняття про репарацію ДНК

Репарація – сукупність процесів, за допомогою яких клітина знаходить і виправляє пошкодження молекул ДНК. Процес репарації ДНК можливий тому, що генетична інформація ДНК існує у двох копіях – по одній в кожному з двох ланцюгів ДНК.

Пошкодження ДНК в клітині можуть виникати під дією різних чинників. Деякі з них є зовнішні – ультрафіолетові та радіоактивні промені, температура, хімічні сполуки та ін. Але більш суттєвою є дія внутрішніх чинників. Це, по-перше, метаболізм клітини, в ході якого виникають вільні радикали, гідроген пероксид, вільний кисень тощо. По-друге, вода, що постійно гідролізує ДНК. і нарешті, пошкодження можуть зумовлювати помилки ферментів ДНК-полімерази.

Існує декілька видів репарації. Найпростіший з них – світлова репарація, що здійснюється ферментом ДНК-фотоліазою і відновлює пошкоджені зв’язки між нуклеотидами. Основним видом репарації є вирізальна репарація, яка запускає процес вирізання одноланцюгових ділянок ДНК з 10-30 нуклеотидів і відновлення нормальної структури молекули. У випадку сильного пошкодження ДНК (утворення дволанцюгових розривів, великих одноланцюжкових провалів, міжланцюжкового зшивання) задіюється система рекомбінаційної репарації, за якої фрагмент ДНК видаляється і в цьому місці синтезується новий фрагмент.

Механізми репарації контролюють гени. Так, у кишкової палички за виправлення пошкоджень відповідають близько 50 генів. Що складнішою є клітина, то більша кількість структурних і регуляторних генів беруть участь у репарації. Пошкодження цих генів можуть спричинювати мутації, провокувати загибель клітин або призводити до їхнього злоякісного переродження. Науковці вважають, що порушення репарації на роівні організму призводить до дефектів розвитку, старіння й канцерогенезу (80-90% усіх ракових захворювань пов’язані з порушенням репарації ). Ефективність репарації ДНК залежить від багатьох факторів, зокрема типу клітини, її віку та оточення.

Мітохондрії

Мітохондрії – двомембранні еукаріотичні напівавтономні органели клітинного дихання. Мітохондрії характерні для еукаріотичних клітин.

Поверхневий апарат мітохондрій складається з двох мембран. Зовнішня мембрана гладка, а внутрішня – складчаста і утворює кристи (гребені). З обох боків крист виявлені дрібні грибоподібні тільця, названі оксисомами, або АТФ-сомами. Вони містять ферменти, що беруть участь в утворенні АТФ. Вміст мітохондрії має назву матрикса, у якому розташовані мітохондріальні ДНК, мРНК, рибосоми (70 S), гранули, що є скупченням катіонів Кальцію і Магнію (необхідні для функціонування мітохондріальних ферментів). Мітохондрії здатні до розмноження. Найбільш вірогідним шляхом їхнього відтворення вважають поділ. Утворюються мітохондрії із промітохондрій – округлих тілець з подвійною мембраною.

Функції: енергетична функція мітохондрій інтегрується з таких процесів, як: 1) окиснення органічних сполук, завдяки чому мітохондрії наз дихальним центром клітини; 2) синтез АТФ, завдяки чому мітохондрії наз енергетичними станціями клітини. У спеціалізованих тканинах деяких організмів головною функцією мітохондрій є виробництво тепла, що здійснюється завдяки роз’єднанню процесів окисного фосфорилювання та синтезу АТФ. Зокрема таку особливість має бурий жир, наявний у новонароджених ссавців та звірів, які впадають у сплячку.

Пластиди – це двомембранні напівавтономні органели рослинних клітин, що здійснюють живлення й запасання речовин. З огляду на роль, походження і забарвлення пластиди поділяють на декілька груп: хлоропласти, хромопласти і лейкопласти.

Хлоропласти – зелені пластиди, в яких відбувається процес фотосинтезу. Містять пігмент – хлорофіл. Мають вигляд сферичних тілець завдовжки до 10 мкм. Зовні оточений гладкою зовнішньою мембраною. Внутрішня мембрано утворює систему паралельних впинань в строму хлоропласта, який наз ламелами. Між мембранами знаходиться міжмембранний простір. До ламел прикріплена велика кількість тилакоїдів. Вони нагадують плоскі дискі, всередині яких порожнина. У вищих рослин частина тилакоїдів утворює скупчення у вигляді стопки монет – грани. На внутрішній поверхні мембран тилакоїдів знаходяться численні грибоподібні утвори – квантосоми. Вони містять комплекси піги=ментів, які забезпечують перетворення світлової енергії в хімічну і називаються фотосистемами. В стромі хлоропластів виникають і відкладаються зерна крохмалю та краплини олій. Також у стромі містяться молекули ДНК, РНК, рибосоми (70 S).

Хромопласти – пластиди, забарвленні в жовтий, червоний або помаранчевий колір. Забарвлення хлоропластів пов’язане з накопиченням в них каротиноїдів. Вони розвиваються з хлоропластів, мають приблизно такі ж самі розміри та форму. Хлоропласти визначають забарвлення осіннього листя, пелюсток квітів, коренеплодів, доспілих плодів. Внутрішня мембрана відсутня або утворена поодинокими тилакоїдами.

Лейкопласти – це безбарвні пластиди, основною функцією яких є запасання речовин. Виникають із пропластид в клітинах підземних органів (корінь, бульби) і в глибших частинах надземних. Розрізняють декілька видів лейкопластів: 1) амілопласти, які синтезують і нагромаджують крохмаль; 2) протеїнопласти, які синтезують білки; 3) олеопласти, в яких утворюються і відкладаються олії.

Пластиди різних типів мають спільне походження. Усі вони виникають з пропластид твірної тканини. Пластиди одного типу, здатні перетворюватися на пластиди іншого. В процесі позеленіння бульб лейкопласти перетворюються на хлоропласти, у шкірках апельсинів і коренеплодах моркви хлоропласти перетворюються на хромопласти. Але хромопласти вже не перетворюються на пластиди інших типів, вони є кінцевим етапом розвитку пластид.

Автономія мітохондрій та хлоропластів у клітині

Хлоропласти, як і мітохондрії характеризуються певним ступенем автономії в клітині, яка зумовлена тим, що: 1) в них міститься власна спадкова інформація – кільцева молекула ДНК, що забезпечує цитоплазмавтичну спадковість організмів; 2) мають власний білоксинтезуючий апарат (рибосоми, усі види РНК); 3) розмножуються поділом.

Ендосимбіотична теорія – мітохондрії походять від протеобактерій, а хлоропласти – від ціанобактерій, які вступили з первісними клітинами у симбіоз. Більшість білків мітохондрій і пластид кодуються генами ядерної ДНК і синтезується в гіалоплазмі. Отже, мітохондрії і пластиди не мають повної автономії, тому їх називають напіватомними органелами клітинами. Фактами, які свідчать на користь ендосимбіотичної теорії,є: а) наявність ДНК, відмінної від ДНК ядра клітини і подібної до ДНК бактерій (тобто кільцеву, малих розмірів і гістонів); б) наявність у мітохондріях і пластидах мембран, які схожі з бактеріальними клітинними мембранами; в) нові мітохондрії та пластиди формуються тільки через процес, подібний до бінарного поділу; г) рибосоми, що містяться у цих органелах, подібні до бактеріальних (70 S).

Клітинний цикл

Клітинний цикл – це період існування еукаріотичної клітини від одного поділу до іншого або до загибелі клітини. Тривалість цього періоду є різною в різних клітин (для лейкоцитів людини – 4-5 діб, для клітин кишкового епітелію – 8-10 год). Є клітини, що не здатні до поділу, їхній клітинний поділ співпадає з тривалістю їхнього життя (еритроцити людину живуть 100-120 днів).

Властивості клітинного циклу:

1. Послідовність подій – процеси клітинного циклу послідовні й їхнє здійснення у зворотному напрямку неможливе;

2. Регульованість процесів – регуляція за участю двох основних класів регуляторних молекул – циклінів і циклін-залежних ферментів-кіназ;

3. Обмеженість клітинних поділів – певні клітини сполучної тканини людини запрограмовані ділитися тільки 52 рази, після чого спостерігається апоптоз.

Назва періоду	Характеристика
Інерфаза – період між поділами клітини або від поділу клітини до її загибелі (до 90% часу всього клітинного циклу). Основною ознакою інтерфазних клітин є деспіралізований стан хроматину	Інтерфаза включає такі фази: Пресинтетична –G₁-фаза - утворення органел, мРНК, тРНК, рРНК, процеси біосинтезу і посилений ріст клітин, подвоєння центріолей; Синтетична – S-фаза – реплікація ДНК і перетворення хромосом в двохроматидні структури; Постсинтетична - G₂-фаза – формування основних нових органел, посилений синтез білків, ліпідів, вуглеводів, РНК, АТФ.
Мітоз – це поділ еукаріотичних клітин, за якого відбувається рівномірний розподіл хромосом	Набір хромосом в клітинах перед поділом і після поділу диплоїдний. Стан спалкової інформації після пожділу незмінний. Упродовж мітозу 4 фази: профаза, метафаза, анафаза і телофаза
Цитокінез – поділ цитоплазми еукаріотичної клітини, що відбувається після поділу ядра	Цитоплазма і органели клітини здебільшого розподіляються між дочірніми клітинами приблизно порівну.

Клітинний поділ

Клітинний поділ – сукупність процесів, завдяки яким спадкова інформація клітини передається наступному поколінню клітини.

Мітоз

Мітоз – це поділ еукаріотичних клітин, внаслідок якого утворюються 2 дочірні клітини з таким самим набором хромосом, що й у материнської клітини. Мітоз умовно поділяють на 4 фази.

Назва фази	Основні процеси
Профаза – фаза конденсації хромосом (2n4c)	1. Конденсація (ущільнення) двохроматидних Хромосом 2. Розходження центріолей до полюсів 3. Зникнення ядерця 4. Розпад ядерної оболонки 5. Формування веретена поділу
Метафаза – фаза розташування хромосом на екваторі клітини	Прикріплення коротких ниток веретена поділу до центромер і розташування двохроматидних хромосом на екваторі клітини в один ряд
Анафаза – фаза розходження хромосом	Скорочення ниток веретена поділу і поділ центромер та розходження однохроматидних хромосом до полюсів
Телофаза – фаза деконденсації хромосом («профаза навпаки») (2n2c)	1. Деконденсація однохроматидних хромосом 2. Розташування центріолей біля ядра 3. Формування ядерець 4. Утворення ядерної оболонки 5. Руйнування веретена поділу

Функціональна роль мітозу: 1) забезпечує точний розподіл спадкового матеріалу між двома дочірніми клітинами; 2) забезпечує сталість каріотипу під час нестатевого розмноження; 3) лежить в основі нестатевого розмноження, регенерації, росту організмів.

Мейоз

Мейоз – це поділ еукаріотичної клітини, внаслідок якого утворюються дочірні клітини з удвічі меншим набором хромосом. Його значення полягає у підтримці в поколіннях стабільності хромосомних наборів, що забезпечує спадковість, та у створенні нових поєднань батьківських і материнських генів, що сприяє мінливості. Мейоз є основою розмноження. У тварин унаслідок мейозу утворюються статеві клітини – гамети (гаметний мейоз), у вищих рослин – гаплоїдні спори для безстатевого розмноження (споровий мейоз), а у грибів та нижчих рослин клітини міцелію чи талому формуються із зиготи (зиготний мейоз).

Назва фази	Основні процеси
І етап – редукційний поділ, або мейоз І
Профаза І (2n4c)	Конденсація двохроматидних хромосом. Особливістю є кон’югація (злиття ділянок гомологічних хромосом) і кросинговер (обмін ділянками між гомологічними хромосомами), що забезпечує рекомбінацію ДНК.
Метафаза І	Розташування двохроматидних хромосом на екваторі клітини в два ряди у вигляді тетрад (комплексів з двох двохроматидних хромосом)
Анафаза І	Розходження двохроматидних хромосом до полюсів клітин
Телофаза І (1n2c)	Деконденсація двохроматидних хромосом і формуваня двох клітин або лише ядер з гаплоїдним набором хромосом
ІІ етап – екваційний поділ, або мейоз ІІ(інтерфаза між поділами мейозу відсутні, оскільки реплікація ДНК не відбувається)
Профаза ІІ (1n2c)	Конденсація двохроматидних хромосом
Метафаза ІІ	Розташування двохроматидних хромосом на екваторі клітин
Телофаза ІІ (1n1c)	Розходження однохроматидних хромосом до полюсів клітин
Анафаза ІІ	Деконденсація однохроматидних хромосом

Функціональна роль мейозу полягає в:

1)Забезпеченні видозміни спадкового матеріалу; 2)Підтримці сталості каріотипу під час статевого розмноження; 3)Утворенні гамет для статевого розмноження тварин; 4) формування спор для

нестатевого розмноження вищих рослин; 5) відновленні пошкоджень ДНК.

Поняття про рекомбінацію ДНК під час мейозу.

Рекомбінація ДНК – генетична рекомбінація – це перерозподіл генетичної інформації ДНК, що призводить до виникнення нових комбінацій генів. Під час рекомбінації ланцюжок ДНК розривається , а потім його фрагменти об’єднуються в іншому порядку. Розрізняють гомологічну та негомологічну рекомбінацію.

Негомологічна рекомбінація – це процес обміну нуклеотидними послідовностями між негомологічними хромосомами чи ланцюгами ДНК. Приклад, випадкове вбудування вірусних чи бактеріальних фрагментів ДНК у ДНК клітина-хазяїна.

Гомологічні рекомбінації – це процес обміну нуклеотидними послідовностями між гомологічними хромосомами чи ланцюгами ДНК. Використовується клітинами для виправлення пошкоджень ДНК, створення нових комбінацій генів під час мейозу, перенесення мобільних генетичних елементів, горизонтального перенесення генів між різними клітинами, видозміни спадкової інформації тощо. Приклад, обмін ділянками між парними хромосомами – кросинговер. Цей процес відбувається у мейозі після кон’югації – поєднання гомологічних хромосом на стадії профази І.

Кросинговер

Кросинговер – процес, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками. Перехрест хромосом здійснює видозміну спадкової інформації та є найважливішим механізмом спадкової комбінованої мінливості. Кросинговер спостерігається в профазі мейозу І після злиття гомологічних хромосом (кон’югації ) і має випадковий характер. Хоча частота кросинговера є величиною постійною, на неї можуть впливати стать, вік, температура, рентгенівські промені, деякі хімічні сполуки та ін.

ОБМІН РЕЧОВИН – МЕТАБОЛІЗМ

МЕТАБОЛІЗМ – сукупність фізичних та хімічних процесів, що забезпечують перетворення речовин, енергії та інформації в клітині й спрямовані на її саморегуляцію, самооновлення та самовідтворення. Цей обмін відбувається за участю поверхневого апарату клітини і зовнішнім, оскільки зв’язує клітину із зовнішнім для неї середовищем. В самій клітині речовини, енергія та інформація будуть зазнавати перетворень, які позначаються поняттям «внутрішній обмін» або «метаболізм».

Обмін речовин та енергії в клітині (метаболізм)
Пластичний обмін(анаболізм)		Енергетичний обмін (катаболізм)
В основі реакції біосинтезу – утворення складних органічних речовин із простих		В основі реакції розщеплення – розклад складних органічних речовин на простіші
На здійснення цих процесів витрачається енергія, тому вони будуть ендотермічними		Ці процеси супроводжуються виділенням енергії називаються екзотермічними
Основні процеси в клітині: фотосинтез, хемосинтез, біосинтез білків		Основні процеси в клітині: гліколіз, бродіння, кисневе розщеплення

В клітинах одночасно відбуваються процеси анаболізму й катаболізму. В результаті розщеплення речовин вивільняється хімічна енергія, яка витрачається на поглинання, засвоєння та накопичення речовин.

Для біохімічних реакцій анаболізму і катаболізму, які складають основу обміну речовин та енергії, характерні особливості, що відрізняють їх від реакцій неживої природи. Це висока швидкість перебігу завдяки ферментів. Ферменти – це білкові сполуки, які прискорюють перебіг біохімічних процесів. Завдяки ферментам енергія, необхідна для проходження реакцій, менша, ніж без їхньої участі. За біологічним значенням ферменти поділяють на метаболічні, травні й захисні.

ТИПИ ЖИВЛЕННЯ

Автотрофний тип живлення – це надходження в організм неорганічних речовин, необхідних для синтезу власних органічних сполук – фотоавтотрофне і хемоавтотрофне живлення.

Гетеротрофний тип живлення – це надходження в організм готових органічних речовин, як він використовує як джерело Карбону – фотогетеротрофне і хемогетеротрофне живлення.

Обмін речовин у автотрофів характеризується: 1) надходження неорганічних речовин, які є джерелом Карбону, Гідрогену, Нітрогену; 2) використанням світлової чи хімічної енергії; 3) переважанням у клітинах анаболітичних реакцій; 4) первинним синтезом власних органічних сполук; 5) повторним використанням кінцевих продуктів обміну.

Для гетеротропного типу обміну характерним є: 1) надходження готових органічних речовин, які є джерелом вільної хімічної енергії, Карбону, Гідрогену й Нітрогену; 2) переважання в клітинах катаболітичних реакцій розщеплення; 3) вторинний синтез власних органічних сполук; 4) видалення з клітин кінцевих продуктів обміну, зокрема амоніаку.

Міксотрофні організми, міксотрофи – організми, які мають змішаний тип живлення: на світлі – фотосинтезують, а за несприятливих умов переходять на засвоєння органічних сполук – сапрофіти, паразити й напівпаразити, комахоїдні рослини.

Сапрофіти – рослинні організми, які живляться органічними сполуками з відмерлих решток рослин і тварин або виділенням живих – ялинник звичайний, епіфіти.

Напівпаразити – рослини, яким властива здатність до фотосинтезу і прикріпленість до інших рослин, від яких вони беруть поживні речовини – дзвінець великий, очанка випрямлена, омела біла.

Паразити – це організми, які живляться органічними сполуками живих організмів і завдають їм при цьому шкоди – вовчок соняшниковий, петрів хрест лускатий, повитиця польова.

Комахоїдні рослини – це зелені рослини, які мають спеціальні пристосування для ловлі й перетравлювання різних дрібних тварин, найчастіше комах, трапляються на грунтах, де замало азоту, тому готова органічна речовина є для них джерелом Нітрогену – венерина мухоловка, росичка круглолиста, жирянка звичайна, пухирник звичайний, непентес.

КАТАБОЛІЗМ

Катаболізм – це енергетичний обмін, або сукупність реакцій розщеплення складних сполук до простих, що супроводжуються виділенням енергії. Розділ біохімії, який вивчає перетворення й використання енергії в живих клітинах, має назву біоенергетики. Енергетика катаболічних процесів відрізняється від енергетичних реакцій неживої природи. Особливості розщеплення речовин в організмі:

1. Відбуваються за участю ферментів.

2. Вивільнення енергії в реакціях розщеплення має поступовий характер.

3. Хімічна енергія, що вивільняється під час розщеплення, акумулюється в макроергічних зв’язках молекулах АТФ.

Макромолекули розщеплюються в клітинах завдяки гідролізу за участю ферментів-гідроліз. Протеази розщеплюють білки до амінокислот, ліпази – жири до жирних кислот й гліцерину, амілази – складні вуглеводи до моносахаридів, нуклеази – нуклеїнові кислоти до нуклеотидів. Цней процес відбувається в цитоплазмі з її високим вмістом води, лізосомах або травних вакуолях.

Подальше розчеплення малих молекул поживних речовин відбувається шляхом ферментативних окисно-відновних реакцій, а уся їхня сукупність наз біологічним окисненням – безкисневе і кисневе.

Безкисневе (анаеробне) розщеплення відбувається в гіалоплазмі й призводить до вивільнення незначної кількості енергії. Органічні сполуки зазнають розщеплення без участі кисню. Безкисневе розщеплення є найпростішою формою утворення енергії в багатьох клітинах. Найважливішими на цьому етапі в клітинах є гліколіз (безкисневе розщеплення моносахаридів), ліполіз (розщеплення запасних жирів і жирних кислот), протеоліз (розщеплення білків й амінокислот), бродіння (розщеплення вуглеводів під впливом мікроорганізмів або їх ферментів).

Кисневе (аеробне) розщеплення – відбувається в мітохондріях за участю кисню і під час цього вивільнення основна частка енергії (понад 90%).

ПОНЯТТЯ ПРО ГЛІКОЛІЗ, БРОДІННЯ

Гліколіз – сукупність ферментативних реакцій, які забезпечують безкисневе розщеплення молекул глюкози з утворенням піровиноградної кислоти та АТФ. Він є спільним для анаеробного і аеробного дихання. Він забезпечує організм енергією в умовах дефіциту кисню.

Бродіння – процес розкладу органічних речовин (здебільшого вуглеводів) в безкисневих умовах. До бродіння здатні клітини дріжджів, молочнокислих бактерій, мукорових грибів та ін. Крім спиртового і молочнокислого бродіння в організмів є ще маслянокисле, оцтовокисле, пропіоновокисле, метанове та ін. Для кожного типу бродіння характерні специфічні кінцеві продукти, якими є органічні кислоти (молочна, масляна), спирти (етиловий), ацетон, а також СО₂ і Н₂О.

КЛІТИННЕ ДИХАННЯ

Клітинне дихання – це сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин з вивільненням хімічної енергії, що акумулюється в АТФ. Процеси дихання схожі за багатьма ознаками в клітинах організмів різних царств живої природи.

І. Підготовчий етап – у травних вакуолях, лізосомах чи травному каналі. Під впливом травних ферментів складні органічні сполуки розщеплюють до сполук, які можуть засвоювати організм.

ІІ. Безкисневий (анаеробний) етап – в гіалоплазмі клітин – розщеплення простих органічних сполук без участі кисню: розщеплення глюкози – гліколіз, жирних кислот – ліполіз, амінокислот – протеоліз.

ІІІ. Кисневий (аеробний) етап – відбувається в мітохондріях за участю кисню, під час цього вивільняється основна частка енергії (понад 90%). На цьому етапі відбувається повне перетворення вуглеводів до Н2О і СО2.

Отже, клітинне дихання є сукупністю процесів, які розщеплюють поживні речовини, вивільняють хімічну енергію та акумулюють її в макроергічних зв’язках АТФ.

МІТОХОНДРІЯ ЯК ЕНЕРГЕТИЧНА СТАНЦІЯ КЛІТИНИ

Кисневий етап клітинного дихання еукаріотів відбувається в мітохондріях.

І стадія. Окисне декарбоксилювання – це перетворення піровиноградної кислоти, що супроводжується утворенням ацетилкоензину А, відщепленням карбоксильної групи та утворенням СО2 – відбувається в матриксі мітохондрій.

ІІ стадія. Цикл Кребса – циклічна послідовність ферментативних реакцій, у результаті яких ацетикоензим А окиснюється до СО2 з вивільненням енергії й утворенням атомів Гідрогену – в матриксі мітохондрій.

ІІІ стадія. Окисне фосфорилювання – це біосинтез АТФ із АДФ й неорганічного ортофосфату з енергії, що вивільняється й акумулюється за участі ферментів дихального ланцюга. Відбувається на кристах мітохондрій за участю ферментів дихального (електротранспортного) ланцюга.

Дихальний ланцюг – це сукупність ферментів, вбудованих у внутрішню мембрану мітохондрій, які забезпечують перенесення електронів від атомів гідрогену.

Отже, мітохондрії є енергетичними станціями клітини, оскільки здійснюють основні процеси енергії хімічних сполук та її накопичення в молекулах АТФ.

Пластичний обмін

Пластичний обмін – анаболізм – сукупність біохімічних реакцій синтезу органічних речовин, що відбуваються в клітинах з використанням енергії. Автотрофні організми здійснюють біосинтез із неорганічних речовин (води і СО2), використовуючи енергію світла(фотоавтотрофи) або енергію окисно-відновних хімічних реакцій (хемоавтотрофи). Гетеротрофні організми здійснюють синтез власних органічних речовин, використовуючи готові поживні речовини як джерело простих органічних сполук та енергії. Тому пластичний обмін взаємопов’язаний із енергетичним обміном, оскільки для процесів синтезу потрібні енергія та прості молекули, що утворюються в реакціях розпаду.

Усі живі організми потребують певних речовин та енергії АТФ для синтезу власних органічних речовин. Для процесів пластичного обміну характерна етапність перебігу, що пояснюється ускладненням продуктів і використанням безпечних кількостей енергії. У процесах обміну беруть участь майже всі компоненти клітини, але складні анаболітичні процеси відбуваються за участю спеціалізованих клітинних структур. Основними шляхами синтезу органічних сполук в клітинах є: біосинтез малих молекул з неорганічних сполук (фотосинтез, хемосинтез), малих молекул з проміжних органічних сполук (ліпогенез, гліконеогенез) та макромолекул із малих молекул (біосинтез білків, ліпідів, полісахаридів, нуклеїнових кислот). Усі біохімічні анаболітичні процеси поєднані з катаболітичними процесами на основі їхньої енергетичної залежності.

Отже, основними особливостями анаболізму є енергозалежність, використання АТФ, спрямованість на синтез власних органічних речовин, етапність перебігу, пов’язаність анаболітичних процесів між собою та з процесами енергетичного обміну.

Фотосинтез

Фотосинтез – процес утворення в клітинах фотоавтотрофних організмів органічних сполук із неорганічних з використанням світлової енергії та участю фотосинтезуючих пігментів.

Є три типи фотосинтезу: кисневий (з виділенням молекулярного кисню у рослин та ціанобактерій), безкисневий (за участю бактеріохлорофілів в анаеробних умовах без виділення кисню у фотобактерій) та безхлорофільний (за участю бактеріородопсинів у архей).

Найпоширеніший у живій природі є кисневий фотосинтез, для якого потрібні енергія світла, вуглекислий газ, вода, ферменти та хлорофіл. Світло для фотосинтезу поглинає хлорофіл, вода доставляється в клітини шляхом дифузії.

6CО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + О₂

Найпоширенішими фотопігментами є хлорофіли. Їхній зелений колір є пристосуванням до високоенергетичної частини видимого спектра. Хлорофіл поглинає сині й червоні промені з видимого спектра та перетворює їхню світлову енергію в хімічну енергію глюкози. Окрім хлорофілу, у рослин є допоміжні каротиноїди (також поглинають сині й фіолетові промені), у ціанобактерій та червоних водоростей – фікобіліни (поглинають зелені й жовті промені). Зелені й пурпурні бактерії містять бактеріохлорофіли (поглинають сині, фіолетові, інфрачервоні промені).

Фотосинтез відбувається у віищих рослин, водоростей, ціанобактерій, деяких архей і одноклітинних твариноподібних, тобто в організмів, відомих як фотоавтотрофи. Фотосинтез у рослин здійснюється в хлоропластах, у ціанобактерій та фотосинтезуючих бактерій – на внутрішніх впинаннях мембран з фотопігментами.

Основні процеси, що відбуваються у світловій та темновій фазах фотосинтезу.

В процесі фотосинтезу виділяють світлозалежні (світлова фаза) і світлонезалежні (темнова фаза) реакції.

Світлова фаза – сукупність, які забезпечують утворення молекулярного кисню, атомарного водню та АТФ зі світлової енергії. Відбувається в тилакоїдах хлоропластів за участю світла. Ця стадія розпочинається з моменту поглинання квантів світла молекулярного хлорофілу. Під час цього електрони атома Магнію в молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію. Частина електронів зразу ж повертається на попереднє місце, а енергія, що виділяється, випромінюється у вигляді тепла. Але значна частина збуджених електронів з високим рівнем енергії передає її іншим хімічним сполукам для фотохімічної роботи, яка здійснюється за кількома основними напрямками: а) фотофосфорилювання – перетворення енергії електронів на енергію АТФ; б) відновлення НАДФ – протони Гідрогену Н+, приєднуючи електрони, перетворюються на атомарний водень, який використовується для відновлення НАДФ+ з утворенням НАДФ*Н; в) фотоліз води – процес розкладу води під безпосереднім впливом світла. Під час цього утворення електрони, протони і, як побічний продукт, молекулярний кисень.

Темнова фаза – сукупність процесів, які забезпечують відновлення СО2 до глюкози завдяки енергії АТФ та гідрогену від НАДФ. Ці світлозалежні реакції відбуваються в стромі хлоропластів і можуть протікати як на світлі, так і в темряві, залежно від потреби клітини в глюкозі.

Осново. Темнової фази є циклічні реакції, які називаються циклом фіксації вуглекислого газу, циклом Кальвіна (карбоксилювання, відновлення і регенерація) або С3-фотосинтезом.

Отже, основними світлозалежними реакціями є фотоліз води, відновлення НАДФ, фотофосфорилювання, а світлозалежними – реакції циклу Кальвіна.

Роль хлорофілу у світлозалежних реакціях фотосинтезу

Хлорофіл – зелений пігмент рослин, за участю якого відбувається фотосинтез. Уперше хлорофіл виділили фран вчені Пелетьє і Кавенту в 1818 році. Саме вони назвали його хлорофілом.

За хімічною будовою він є магнієвим компонентом. Це тверда речовина темно-синього кольору, нерощчинна у воді, але добре розчиняється в органічних розчинниках (етиловий спирт, бензол, ацетон). На сьогодні відомо близько 10 хлорофілів . основним пігментом, без якого фотосинтез не відбувається є хлорофіл а-для зелених рослин. Хлорофіл розташований в тилакоїдах хлоропластів. Молекула хлорофілу завдяки структурним змінам і фізико-хімічним особливостям здатна виконувати 3 найважливіші функції: 1) вибіркове поглинання енергії світла; 2) трансформація й запасання енергії світла в енергію електронного збудження; 3) перетворення енергії збуджених електронів в хімічну енергію АТФ.

Значення фотосинтезу для існування біосфери.

Завдяки фотосинтезу відбувається перетворення фототрофами світлової енергії та енергії хімічних зв’язків та синтез первинних вуглеводів, які ланцюгами живлення передаються гетеротрофним організмам. У синтезовану органічну речовину перетворюється 1-2% сонячної енергії.

Завдяки фотосинтезу утворюється молекулярний кисень, що формує сучасну атмосферу.

Фотосинтез перешкоджає нагромадженню СО2, захищає планету від перегрівання. Через вирубування лісів вміст СО2 в атмосфері в умовах сучасної екологічної кризи почав збільшуватися, що впливає на тепловий режим Землі. Вуглекислий газ та водяна пара поглинають теплові промені, відбиті від нашої планети і створюють парниковий ефект.

Завдяки фотосинтезу виділяється вільний кисень, який не лише забезпечує дихання організмів, але й створює озоновий шар, що захищає все живе на Землі від згубного впливу короткохвильових ультрафіолетових космічних променів. Озоновий екран – це шар атмосфери, в межах якого концентрація молекул озону в 10 разів вища, ніж поверхня Землі. Озоновий шар розташований у стратосфері на висоті 15 до 35 км.

Енергія, отримання людством під час спалювання викопного палива, також є акумульованою енергією фотосинтезу.

Продуктивність фотосинтезу залежить від багатьох факторів середовища. Основними з них є світло, концентрація СО2, температура, вода, концентрація хлорофілу, забруднення навколишнього середовища тощо.

Хемосинтез

Хемосинтез – процес утворення органічних сполук із неорганічних завдяки енергії, яка вивільняється під час перетворення неорганічних сполук. Цей процес здійснюють хемоавтотрофні організми: нітрифікуючі бактерії, залізобактерії та сіркові бактерії. Цдля відновленняей процес: а) здійснюється без участі світла; б) відбувається з використанням кисню, тобто це аеробний процес.

Віруси – неклітинні форми життя, які є внутрішньоклітинними абсолютними паразитами. Відкриті в 1892р. Д.Івановським.

Їх поділяють на прості і складні.

Прості віруси – вірус тютюнової мозаїки, поліомієліту – скл з білків одного типу НК. Мають капсид з білкових частинок – капсомерів і НК – серцевину. Може бути представлена одно- або дволанцюговими молекулами ДНК чи РНК. структуру, що містить НК і капсид, наз нуклеокапсидом. Він здійснює захисну, руцепторну та ферментативну функції. Повністю сформована інфекційна вірусна частинка наз віріоном.

Складні віруси – віруси грипу, гепатиту В, ВІЛ - можуть мати додаткові оболонки, молекули вуглеводів, ферментів. Нуклеокапсид у них вкритий зовнішньою оболонкою з ліпідів та білків – суперкапсидом. Ця структура утворена видозміненими мембранами клітини-хазяїна, у яких їхні білкові молекули замінені на білки віруса. Вірусні білки бувають декількох типів.

У вірусів відсутні біосинтезуючі системи, тобто вони здебільшого не мають власних мРНК, тРНК, рибосом, ферментів-синтетаз.

В життєвому циклі вірусів наявні 2 фази – позаклітинна (віріон) і внутрішньоклітинна (проявляє окремі ознаки живого, як то мінливість, розмноження). Вони утв віріони шляхом самозбирання. Для окремих груп вірусів характерна здатність до кристалізації віріонів за певних умов середовища.

Взаємодія вірусів з клітиною-хазяїном.

- Адсорбція вірусів – це прикріплення віріонів до поверхневого апарату клітини-хазяїна.

- Проникнення в клітину у різних вірусів здійснюється різними шляхами: ендоцитозу з утворенням внутрішньоклітинних вакуолей; злиттям плазматичної мембрани з оболонкою віруса; шляхом впорскування .

- «Роздягання» вірусів у клітині забезпечує звільнення НК вірусу від капсули для наступної реалізації вірусного геному.

- Відтворення компонентів вірусних частинок забезпечують три процеси: транскрипція, трансляція й реплікація. Транскрипція полягає у переписуванні інформації з віросних ДНК чи РНК на утворені мРНК, що відбуваються у ядрі (нуклеоїді). Трансляцією називається процес переведення інформації мРНК у послідовність аміноктслот молекул білків. Відбувається трансляція на рибосомах за допомогою тРНК і ферментів. Реплікація – синтез молекул НК, що каталізується переважно клітинними ферментами. Отже, відтворення вірусів відбувається відокремлено, неодночасно, і в різних частинах тіла. Такий спосіб розмноження вірусів називається роз’єднаним (диз’юктивним).

- Збірка віріонів відбувається усередині клітини або шляхом відбруньковування у зовнішнє середовище. Вихід вірусів з клітин може супроводжуватися збереженням життєдіяльності клітин або її руйнуванням і загибеллю.

Розпізнавання клітини-мішені й прикріплення до неї → проникнення в клітину → експресія й реплікація геному → збирання вірусних часток → вихід з клітини.

Трансдукція – це форма горизонтального перенесення генів, за якої передавання генетичного матеріалу від однієї клітини до іншої відбувається за допомогою вірусу, що призводить до зміни спадкових властивостей. Вірус, що переносить клітинну ДНК або РНК, наз трансдукційною частинкою.

В організмі рослин, тварин і людини віруси спричинюють різноманітні інфекційні захворювання.

- Вірусні захворювання людини – гепатити, герпес, натуральна віспа, грип, ГРВІ, енцефаліт, кір, паротит, поліомієліт, сказ, СНІД.

- Вірусні захворювання тварин – ящур, чумка собак, чумка курей, чумка ВРХ та ін.

- Вірусні захворювання рослин – мозаїка тютюну, жовтяниця цукрових буряків, строкатолистість тюльпанів та ін.

Захисні механізми:

- Гуморальний імунітет – у відповідь на проникнення вірусів виробляються антитіла.

- Клітинний імунітет – знищення лейкоцитами заражених вірусом клітин.

- Вироблення інтерферону – білків, які пригнічують розмноження вірусів

Вірус імунодефіциту людини – РНК-вмісний складний вірус, що паразитує в Т-лімфоцитах, спричинюючи в людини синдром набутого імунодефіциту.

Синдром набутого імунодефіциту – це інфекційне захворювання, збудники якого пошкоджують імунну систему і роблять організм беззахисним проти будь-якого захворювання.

Ознака	Характеристика
Етіологія	Збудником захворювання є ВІЛ, що паразитує в лейкоцитах. Нині відомо три типи збудника:ВІЛ-1, ВІЛ-2 (поширені у Західній Європі) та ВІЛ-3 (Америка, Африка). Ці збудники віднесені до родини Retroviridae.
Патогенез	Внаслідок інтенсивного утворення віріонів Т-лімфоцити гинуть, і це призводить до втрати організмом захисних реакцій.
Основні прояви	Загальна слабкість, зростаюче виснаження, збільшення лімфовузлів, тривалі підвищення температури, втрата ваги, розвиток пневмонії, поява плям та вузлів на шкірі, стійкі порушення роботи шлунку та кишечника
Інфекція	Тип взаємодії – вірогенія, а джерелом ВІЛ-інфекції є інфікована людина
Механізм передавання	1) Через кров (під час переливання, операцій); 2) статевим шляхом; 3) через плаценту від матері до дитини; 4) через материнське молоко.
Профілактика	а) відмова від вживання наркотиків; б) користування одноразовим або стерильним інструментом; в) утримання від випадкових статевих контактів, використання презервативів, зберігання подружньої вірності; г) відсутність неприродних контактів.

ВІРОЇДИ – неклітинні форми життя у вигляді одноланцюгової кільцеподібної РНК, що не кодує білків. Відкриті 1971 р. потрапляють в клітину-хазяїна при вегетативному розмноженні, за допомогою комах або механічним шляхом при пошкодженні.віроїди можуть наносити значні збитки рослинництву, оскільки спричиняють віроїдні захворювання –веретеноподібність бульб, карликовість хризантем, каданг-каданг кокосових пальм, хвороба жовтих плям рису.

ПРІОНИ – неклітинні форми життя, що є білковими частинками без НК. Скл з особливого білка., який існує у вигляді двох форм. Особливість – відсутність власного геному, висока стійкість до температури, ультрафіолету, радіації. Не розпізнаються імунною системою як чужорідні білки та не провокують імунної відповіді. Відкриті 1982р. знайдені в клітинах бактерій, дріжджів та ссавців. Описано більше 10 небезпечних пріонних хвороб тварин й людини- коров’ячий сказ, скрейпі овець, фатальне сімейне безсоння, хвороба куру.

Домен Прокаріоти (доядерні організми) – Царство Дроб’янки – Відділ Бактерії.

ПРОКАРІОТИ – організми, клітини яких не мають клітини. Ці організми вивчає мікробіологія.

У прокаріотів ядерний апарат не відмежований ядерною оболонкою від цитоплазми. Їхні клітини позбавлені більшості мембранних органел, притаманних еукаріотам (хлоропластів, мітохондрій, ЕПС, апарата Гольджі, лізосом). Генетична інформація прокаріотів зберігається у вигляді кільцеподібної молекули ДНК в ділянці цитоплазми – нуклеоїди. ДНК – прокаріотів не пов’язана з білками-гістонами. Прокаріотична клітина складається з поверхневого апарату, цитоплазми та нуклеоїда.

Вони є одноклітинні, багатоклітинні і колоніальні. Клітинна мембрана завжди двошарова, складається з фосфоліпідів. Клітинна стінка – складається з муреїну та специфічних білків, часто має додаткові шари.

Бактерії є найменшими живими, переважно одноклітинними організмами. Їхні клітини не мають ядра та багатьох органел. Бактерії здатні до швидкого росту та розмноження. Поширені практично всюди.

За зовнішнім виглядом бактерії поділяють на :

Коки – бактерії сферичної форми – монококи (поодинокі), диплококи (парні), тетракоки, стрептококи (утв ланцюги), стафілококи (утв грона).

Бацили – бактерії паличкоподібної циліндричної форми.

Вібріони – бактерії, що мають форму ком.

Спірили і спірохети – бактерії, що мають форму спіралей.

За будовою та хімічним складом поділяють на грампозитивні та грамнегативні.

За способами живлення :

Автотрофи – синтезують органічні речовини з неорганічних – для синтезу власних органічних сполук використовують Карбон СО2 (фотосинтетики (і сонячну енергію) – зелені сіркобактерії, ціанобактерії; та хемосинтетики (і хімічну енергію окиснення неоргангічних сполук) – залізі- і сіркобактерії, нітрифікувальні бактерії, водневі бактерії).

Гетеротрофи – живляться готовими органічними речовинами – сапротрофи (добувають органічні сполуки з відмерлих решток), паразити (з живих організмів), симбіонти (завдяки співіснуванню з іншими організмами).

Форми дихання :

Аеробне – для життєдіяльності потрібний вільний кисень(з атмосфери).

Анаеробне – кисень не потрібний.

Факультативні анаероби – можуть жити і в кисневому , і в безкисневому середовищі.

Несприятливі умови переживають утворенням спор – це здатність до інцистування. Утворення цист – стадія із захисною оболонкою, що утворюється за настання несприятливих умов. Це клітини з багаторазово пониженим метаболізмом, оточені багатошаровою стійкою оболонкою.

Способи розмноження:

Нестатеве – простий поділ навпіл або брунькування.

Статеве – горизонтальний генетичний обмін – це коли організм передає генетичний матеріал іншому організму, який не є його нащадком.

Поділ клітини навпіл – за допомогою перегородки і перешнуровуванням.

Трансформація (гпг) – перенесення генетичного матеріалу від донора до реципієнта за допомогою ізольованої ДНК.

Кон’югація – перенесення генетичного матеріалу від клітини – донора в клітину-реципієнта під час безпосереднього контакту клітин.

Трансдукція – перенесення генетичного матеріалу від однієї клітини до іншої за допомогою вірусів.

Біоплівки – спільний слизовий шар із зануреними у нього колоніями бактерій.

Мікоплазми – особлива група бактерій позбавлених клітинної оболонки. Є найменшими клітинними організмами, є внутрішньоклітинними паразитами тварин і рослин, здатні викликати пневмонію та гострі респіраторні захворювання. Серед них зустрічаються сапрофітні форми.

Спірохети – збудник сифілісу, лептоспірозу, тощо.

Хвороботворні бактерії – це мікроорганізми, які можуть спричинити захворювання людини, тварини і рослин. Шляхи проникнення: контактно-побутовий, повітряно-крапельний, водний, аліментарний (харчовий), трансмісивний (через укуси комарів, кліщів, блох), контактно-раневий.

Ангіні – стрептококи, стафілококи – піднебінні мигдалики, горло – повітряно-крапельний, аліментарний.

Дифтерія – дифтерійна паличка – верхні дихальні шляхи – повітряно-крапельний.

Кашлюк (коклюш) – паличка – верхні дихальні шляхи – повітряно-крапельний.

Туберкульоз – туберкульозна паличка – легені – повітряно-крапельний, аліментарний.

Холера – холерний вібріон – травний тракт – водний, аліментарний.

Тиф червоний – сальмонела – травний тракт – водний, аліментарний.

Скарлатина – стрептококи – мигдалики, ротоглотка – повітряно-крапельний.

Ботулізм – ботуліновий клостридій – м’язи, нервова система, кишечник – аліментарний.

Сальмонельоз- сальмонели – травний тракт - – водний, аліментарний, контактно-побутовий.

Правець – правцевий клостридій – кров – контактно-раневий.

Ознака	Характеристика
Розміри	Мікроскопічні 0,2-30мкм
Середовище існування	Живуть у всіх середовищах життя: у повітрі (спори бацил) на поверхні або всередині живих організмів (хвороботворні бактерії), у грунті (бульбочкові бактерії), у бактеріях (ціанобактерії)
Особливості клітин	Клітинна стінка містить пептидоглікани (муреїн), плазмалема утворює фотомембрани, мезосоми; є рибосоми (70 S); нуклеоїд, у багатьох – плазміди.
Форма клітин	Кулясті, паличкоподібні, звивисті й нитчасті
Живлення	Надзвичайна різноманітність живлення: фотоавтотрофне (зелені сіркобактерії, ціанобактерії), хемоавтотрофне (залізобактерії, сіркобактерії), фотогетеротрофне (пурпурні несірчані бактерії), хемогетеротрофне (сапротрофні, симбіотрофні бактерії)
Дихання	Більшість прокаріотів є аеробами, але є і чисельна група анаеробів, яка дістає енергію, необхідну для життя, завдяки процесам бродіння
Рух	За допомогою джгутиків або виділяючи слиз, можуть бути нерухомими
Розмноження	Поділ клітини навпіл, іноді брункуванням, дуже швидко (кожні 20-30 хв)
Обмін спадковою інформацією	Деяким бактеріям властиві статеві процеси, за яких гамети не утворюються і відсутнє запліднення, але відбувається обмін спадковою інформацією
Захисні адаптації	У багатьох видів утворення спор за здатність до інцистування (утворення цист – стадія із захисною оболонкою, що утворюється за настання несприятливих умов). Спори й цисти забезпечують також поширення

Археї – прокаріотичні одноклітинні мікроорганізми з біохімічними особливостями, що відрізняють їх від бактерій та еукаріотів. Це найдавніші організми. Були відкриті у 1977р. Геном археїв представлений дволанцюговою ДНК нуклеоїду та кільцевими плазмідами. Містить білки-гістони (у бактерій нема), унікальні інтрони, що відрізняються від еукаріотичних.

Поверхневий апарат – клітинна оболонка утв поверхневими білками та псевдомуреїном. Вони ніколи не утворюють спор для перенесення несприятливих умов.

Живлення – автотрофне й гетеротрофне. Притаманний унікальний метаболічний процес: бактеріородопсиновий фотосинтез і метагенез.

Дихання – аеробне та анаеробне.

Рухи – забезпечують джгутики.

Розмноження – нестатеве.

Поширення. Види-екстремофіли – живуть при дуже високих температурах – вище 100. Галофіли – в солоному; термофіли – в гейзерах; ацидофіли – кислому середовищі; алкалофіли – лужному.

Архея метанопірус – при темп 122 0С; термококус – витримує високі впливи радіації.

Види – мезофіли - живуть за звичайних умов. Симбіотичні види – розщеплюють целюлозу в кишечнику термітів та жуйних тварин. Види – коменсали – живуть на шкірі у травній системі людини.

Беруть участь у кругообізі речовин (кругообіг Карбону, Нітрогену,Сульфуру(живиться ним)), в симбіотичних відносинах, є основою екосистем з експериментальними умовами життя, застосовуються в діяльності людини (виробництво біогазу).

Ознака	Характеристика
Розміри і форма	Розміри від 0,4-15 мкм, можуть мати форму кулі, палички, спіралі, диска, квадрата тощо
Генетичний матеріал	Геном археїв представлений дволанцюговою ДНК нуклеоїду та кільцевими плазмідами. Містить білки-гістони, унікальні інтрони, що відрізняються від еукаріотичних. Гени тРНК та рРНК археїв відрізняються специфічним складом і послідовністю нуклеотидів
Поверхневий апарат	Клітинна оболонка архей утворена поверхневими білками (так званий S-шар) та псевдомуреїном. Оболонка здійснює ефективний захист і тому, археї ніколи не утворюють спор для перенесення несприятливих умов, як то у бактерій. Клітинні мембрани відрізняються структурою і хімічним складом, що визначають їхню більшу стійкість в екстремальних умовах існування. У археїв мембрани одношарові, утворені із особливих фітанолгліцеридів.
Живлення	Автотрофне і гетеротрофне з використанням найрізноманітніших джерел енергії й речовин. Притаманні унікальні метаболічні процеси: бактеріородопсиновий фотосинтез і метагенез.
Дихання	Аеробне і анаеробне
Рухи	Забезпечують джгутики, відмінні від джгутиків бактерій
Розмноження	Нестатеве: поділ навпіл, множинний поділ, брунькування, фрагментація
Поширення	Археї поширені повсюдно – від гідротермічних джерел, кратерів вулканів й дна Північно-Льодовитого океану до травної системи людини й термітів. За оцінками вчених у сучасній біосфері становлять близько 20% від її загальної маси.

Багатоклітинні еукаріоти належать до одного з трьох царств: Рослини, Гриби або Тварини.

Клітини, які входять до складу багатоклітинних організмів, призначені для здійснення лише певних функцій, тобто диференціюються впродовж ряду послідовних поділів. Тому функціонування багатоклітинного організму як цілісної біологічної системи забезпечене узгодженою діяльністю всіх його клітин. Для багатоклітинних організмів характерний індивідуальний розвиток (онтогенез). Стовбурові клітини дають початок усім клітинам за весь період онтогенезу.

Колоніальні організми утворюються шляхом вегетативного розмноження, коли особини дочірніх поколінь залишаються сполученими з материнською.

У багатоклітинних грибів, водоростей і деяких тварин є більш-менш диференційовані клітини, які майже не взаємодіють між собою, тому такі організми не мають тканин. Тіло багатоклітинних грибів складається з послідовно розміщених клітин, які утворюють нитки – гіфи. Їхня сукупність має назву грибниця, або міцелій. У багатоклітинних водоростей тіло має назву талом, або слань.

Мішкоподібне тіло губок складається зі стінок та заповненої водою внутрішньої порожнини.

Більшість багатоклітинних тварин та всі вищі рослини формують тканини та органи. Тканина – сукупність подібних за будовою, функціями та походженням клітин. Орган – це частина організму, яка має певну форму і будову, виконує одну або кілька специфічних функцій.

Органи, які виконують спільні функції утворюють систему органів. Органи різних систем можуть спільно виконувати певну функцію, утворюючи тимчасову функціональну систему.

У багатоклітинних організмів розрізняють органи розмноження (репродуктивні) та всі інші.

Будова і функції тканин рослин і тварин

Тканини рослин поділяють на твірні, покривні, провідні, механічні та основні.

Твірні тканини (меристема) складаються з дрібних, щільно прилеглих одна до одної клітин. Клітини твірних тканин здатні до постійного чи періодичного поділу та росту, який можливий завдяки тоненькій розтяжній оболонці; при дозріванні вони перетворюються на клітини різних тканин – диференціюються.

За місцем розташуванням виділяють верхівкову, вставну та бічну меристеми, за особливостями розвитку – первинну та вторинну меристеми.

Покривні тканини розташовані на поверхні органів і відмежовують їх від зовнішнього середовища. Вони захищають організм від впливів несприятливих зовнішніх чинників, здійснюють його взаємозв’язок з довкіллям, регулюють процеси газообміну та випаровування води (транспірації). Розрізняють первинну (епідерма, або шкірка) та вторинні (корок) покривні тканини.

Епідерма (шкірка) складається з одного чи кількох шарів прозорих живих клітин, які щільно прилягають одна до одної, тому міжклітинники відсутні. Зверху епідерма звичайно вкрита особливим шаром їх жироподібних сполук, який запобігає випаровування води через її поверхню, - кутикулою. В епідермі розміщені продихи, які регулюють газообмін.

Провідні комплексні тканини (ксилема та флоема) забезпечують висхідний (розчини мінеральних солей, а також органічних речовин пересуваються від кореня до надземних частин рослини і далі) та низхідний (синтезовані в зелених пагонах органічних речовин надходять до інших органів) потоки речовин.

Судини, трахеїди та ситоподібні трубки разом з механічними та основними тканинами утворюють судинно-волокнисті пучки, напр жилки листків.

Механічні тканини виконують опорні функції: надають рослині пружності та міцності, підтримують її частини в певному положенні. До них належать живі та мертві клітини (волокна) з потовщеними стінками.

Основні тканини утворені живими клітинами з тонкими стінками та великими міжклітинниками. Вони розташовані між іншими тканинами.

Залежно від особливостей будови та функцій розрізняють різні види основної тканини, напр хлорофілоносну, або асиміляційну, запасаючу, повітроносну. Окремі клітини основної тканини виконують секреторну функцію, синтезуючи смоли, ефірні олії тощо.

В організмі людини і тварин виділяють чотири основні типи тканин: епітеліальні, м’язові, нервові та внутрішнього середовища.

Епітеліальні тканини вкривають тіло, вистеляють його порожнини та порожнини внутрішніх органів.

М’язова тканина здатна до скорочень у відповідь на подразнення, зокрема на нервовий імпульс. Залежно від будови та особливостей розрізняють непосмуговану (гладеньку) та посмуговану (поперечносмугасту) м’язові тканини.

Нервова тканина здатна до збудження у відповідь на дію подразника та його проведення в організмі. Вона складається з нервових (нейронів) і допоміжних (нейроглії) клітини.

Тканини внутрішнього середовища виконують різноманітні функції: підтримання гомеостазу, захисну, розподільну, транспортну, опорну, запасаючу, відновлення ушкоджених органів тощо. Вони складаються з клітин і добре розвиненої міжклітинної речовини, що має різну будову. Їх поділяють на сполучні, скелетні та рідкі (кров тощо).

Гістотехнологія – напрям досліджень у галузі біотехнології , що розробляє методики тривалого зберігання (консервації) тканин поза організмом і виготовлення тканинних і клітинних препаратів для наступного вивчення та практичного застосування.

Органи багатоклітинних організмів, регуляція їх функцій

Органи вищих рослин поділяють на вегетативні (пагін і корінь) та репродуктивні. Статеві органи вищих спорових рослин (чол – антеридії, жіночі - архегонії) утворюються на особинах статевого покоління – гаметофітах. Із зиготи розвиваються особини нестатевого покоління (спорофіти), які забезпечують розмноження спорами. У голонасінних чоловічі та жіночі статеві органи зібрані на видозмінених генеративних пагонах – шишках. Генеративні органи покритонасінних рослин – це квітки. З різних частин квіток після запліднення формуються інші генеративні органи – насінини та плоди.

У тварин існують органи, які утворюють покриви, опорно-рухову, травну, видільну, кровоносну, дихальну, нервову та статеву системи. Органи чуття забезпечують зв'язок організму з довкіллям, сприйняття подразників зовнішнього та внутрішнього середовища. Серед тварин відомі роздільностатеві та гермафродитні види.

Регуляторні системи забезпечують функціонування багатоклітинного організму як єдиної цілісної біологічної системи, зумовлюють його реакції умов зовнішнього та внутрішнього середовища та підтримують його гомеостаз.

У багатоклітинних рослин регуляцію життєвих функцій здійснюють біологічно активні речовини, зокрема фітогормони, фітонциди та алкалоїди.

У більшості тварин усі процеси життєдіяльності та їхня координація підлягають гуморальній та нервовій регуляції. Взаємодія нервової, імунної та ендокринної систем забезпечує нейрогуморальну регуляцію всіх життєвих функцій.

Нервова система регулює життєві функції за допомогою рефлексів. Рефлекс – реакція організму на подразники зовнішнього і внутрішнього середовища, яка здійснюється за участі нервової системи. Рефлекси бувають безумовними та умовними. Нервові імпульси мають електричну будову. Передача імпульсу між двома нервовими клітинами здійснюється за допомогою особливих речовин – медіаторів.

В основі діяльності нервових центрів лежать процеси виникнення та гальмування нервового збудження.

Вищою нервовою діяльністю називають функціонування відділів центральної частини нервової системи, яке забезпечує свідомі реакції на раптові зміни умов довкілля, зокрема вироблення та згасання умовних рефлексів, запам’ятовування.

Гуморальна регуляція життєвих функцій здійснюється завдяки різноманітним біологічно активним речовинам: гормонам, нейрогормонам, вітамінам тощо. Провідна роль у гуморальній регуляції належить системі залоз внутрішньої секреції та нейросекреторним клітинам.

Узгоджена робота залоз внутрішньої секреції здійснюється завдяки нервовій регуляції та під впливом певних гормонів і нейрогормонів, що виробляються одними залозами, а впливають на роботу інших.

Імунітет – здатність організму забезпечувати несприятливість до збудників певних захворювань. Захист організму за допомогою антитіл отримав назву гуморального імунітету. Клітинний імунітет грунтується на здатності певних груп лейкоцитів до фагоцитозу.

РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ.

Розмноження (репродукція) – відтворення собі подібних, завдяки чому забезпечується безперервність і спадковість життя. Здатність розмножуватись притаманна всім живим організмам. Під час розмноження відбувається передавання генетичного матеріалу від покоління до покоління. Ву органічному світі існує дві форми розмноження:

- Нестатеве – розмноження за участю нестатевих клітин або спеціалізованих спор;

- Статеве – розмноження, що здійснюється за участю спеціалізованих статевих клітин.

Нестатеве розмноження – клітини утворюються внаслідок мітозу і мають диплоїдний набір хромосом; бере участь тільки одна батьківська особа і дочірнє покоління є генетичною копією батьківського організму. Такий тип розмноження забезпечує збереження найбільшої пристосованості у незмінних умовах існування, швидке відтворення великої кількості нащадків.

Статеве розмноження - клітини утворюються внаслідок мейозу з гаплоїдним набором хромосом. У процесі беруть участь дві батьківські особи і утворюються генетично відмінні нащадки. Забезпечує генетичну різноманітність особин та створення передумов для освоєння нових умов. Повільніше відтворення великої кількості нащадків.

Нестатеве розмноження та його основні способи.

Нестатева розмноження – розмноження, що здійснюється за участю окремих нестатевих клітин або спеціалізованих спор. Перевагою такого розмноження у тварин є те, що воно відбувається без затрат енергії на пошуки партнера протилежної статі. Але нестатеве розмноження має й великий недолік – подібність нащадків. Якщо середовище існування організмів з нестатевим розмноженням зміниться, то подібним організмам одного виду з однаковими пристосуваннями загрожує загибель. Тому нестатева форма розмноження характерна для нижчих організмів і відбувається тоді, коли в навколишньому середовищі є сприятливі умови.

Способи нестатевого розмноження:

1. Поділ навпіл – з однієї клітини утворюється дві дочірні, кожна з яких дає новий самостійний організм (амеби, інфузорії).

2. Множинний поділ (шизогонія) – з однієї материнської клітини утворюється багато дочірніх (малярійний плазмодій, форамініфери);

3. Брунькування – від однієї більшої клітини відокремлюється менша дочірня (дріжджі).

4. Спороутворення одноклітинних – за участю спор, що формуються всередині клітини (одноклітинні гриби, водорості);

5. Спороутворення багатоклітинних – за участю мейоспор, що формуються всередині спорангіїв (вищі рослини);

6. Вегетативне розмноження – здійснюється багатоклітинними частинами, які відокремлюються від материнського організму. Основними видами є:

- Фрагментація – здійснюється відокремленням багатоклітинних частин тіла (зелені нитчасті водорості, цвілеві гриби);

- Розмноження вегетативними органами – бульбами, цибулинами, кореневищами, листками, вусиками, тощо;

- Брунькування – здійснюється за допомогою багатоклітинних утворів-бруньок на тілі материнського організму, які згодом можуть відокремлюватися або ж залишатися на все життя (у гідри, деяких кільчастих червів).

Будова гамет.

Гамети – це статеві клітини з гаплоїдним набором хромосом, які за статевого розмноження виконують функцію передавання спадкової інформації від особин батьківського покоління нащадкам. На відміну від нестатевих клітин, гамети утворюються завдяки мейозу, для них характерний низький рівень процесів обміну речовин.

Чоловічі гамети називаються сперматозоонами. Це здебільшого рухливі клітини , які мають видовжену форму тіла. Рух відбувається з допомогою одного чи декількох джгутиків чи псевдоніжок (у ракоподібних). Важливе значення має реотаксис – здатність рухатися проти течії. У частини рослин, тварин і грибів сперматозоони джгутиків не мають, тому їх називають спермії.

Сперматозоони мікроскопічні. Довжина гамет у більшості організмів – від 10 мкм до 800 мкм, у деяких ракоподібних може досягати 8000 мкм. Типові сперматозоонт мають головку, проміжну й хвостову частини. Головка гамети містить ядро з гаплоїдним набором хромосом, тоненький шар цитоплазми й акросому з ферментами. У шийці міститься центріоля, яка організовує рухи хвоста чоловічих гамет. Проміжна частина містьть велику спіральну мітохондрію, що синтезує АТФ для рухів клітини. Хвіст, або джгутик чоловічих гамет містить для руху мікротрубочки з тубуліну. Усі сперматозоони мають негативний заряд, що перешкоджає їхньому склеюванню.

Яйцеклітина – жіноча статева клітина. Це здебільшого нерухливі, кулясті або овальні клітини, що мають значно більші розміри, ніж соматичні (нестатеві) клітини і сперматозоони. Діаметр яйцеклітини ссавців – 100-200 мкм, в оселедцевої акули – 22 см. Типові яйцеклітини мають поверхневий апарат, цитоплазму та ядро. Первинна оболонка складається з білків, які допомагають сперматозоону потрапити до яйцеклітини та виконують бар’єрну функцію, забезпечуючи потрапляння сперматозоона лише відповідного виду. Під нею розташована плазматична мембрана, а далі – кортикальний шар. Коли сперматозоон потрапляє до яйцеклітини, речовини кортикальних гранул секретуються на поверхню мембрани та роюлять яйцеклітину непроникною для інших сперматозоонів. Цитоплазма яйцеклітини називається овоплазмою і містить велику кількість поживних речовин (жовток), захисних сполук, багато мітохондрій, рибосом, розвинену ЕПС. Ядро лежить в ділянці, вільній від цитоплазми, і має гаплоїдний набір хромосом.

Генетика. Закони Менделя

Генетика – наука про закономірності спадковості та мінливості організмів.

1900 р – народження генетики – коли Хуго де Фріз, Карл Коренс та Еріх Чермак, незалежно один від одного, підтвердили закономірності спадковості, встановлені Менделем.

Генетика як наука виникла з практичних потреб. Під час розведення домашніх тварин і культурних рослин здавна використовувалися схрещування організмів. На генетичних законах грунтується селекція рослин, твартн і мікроорганізмів, досягнення якої використовують у сільському господарстві. Велике значення має генетика для медицини, ветеринарії, спорту, криміналістики, фармацевтики та ін.

Методи генетичних досліджень.

Гібридологічний метод – схрещування організмів і вивчення гібридів та успадкування ознак. Для здійснення цього аналізу отримують гібриди і вивчають результати успадкування їхніх ознак в ряді поколінь.

Генеалогічний метод – вивчення родоводів організмів для визначення характеру успадкування ознак.

Популяційно-статистичний метод – вивчення закономірностей спадковості й мінливості на рівні популяцій. Дає можливість визначити частоту зустрічальності алелей і генотипів у популяціях організмів.

Цитогенетичний метод – дослідження особливостей каріотипу організмів. Дає змогу виявити мутації, пов’язані зі зміною кількості хромосом.

Біохімічний метод - використовується для вивчення спадковості захворювань, пов’язаних з обміном речовин.

Близнюковий метод – застосовується для вивчення ролі середовища і генотипу у формуванні фенотипу особин.

Основні поняття та символи генетики.

Предметом генетики є фундаментальні властивості живого – спадковість і мінливість.

Спадковість – це здатність живих організмів передавати свої ознаки і особливості індивідуального розвитку нащадків.

Ген – це ділянка молекули нуклеїнової кислоти, що кодує інформацію про білок чи РНК та визначає ознаки організмів.

Ознака – це особливість організму, що існує у своїх проявах.

Кожний ген розташований у певній хромосомі, де займає визначене місце – локус. Кожна соматична клітина містить диплоїдний набір гомологічних хромосом, що мають у своїх локусах різні форми одного гена.

Алелі – стани гена, що визначають прояви ознаки і розташовані в однакових ділянках гомологічних хромосом. Алелі одного гена визначають різні прояви ознаки. Одна з гомологічних хромосом несе алель від материнського організмі, а друга – від батьківського. Алельні гени можуть бути домінантними і рецесивними.

Домінантні алелі – це алелі, що в присутності іншого завжди проявляються у формі стану ознаки (А, В, С).

Рецесивні ознаки – це алелі, які пригнічують в присутності домінантних і не проявляються станом ознаки (а, b. c ).

В обох гомологічних хромосомах можуть перебувати однакові або різні алельні гени.

Гомозигота – це диплоїдна або поліплоїдна особина, гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певного виду (АА, аа).

Гетерозигота - це диплоїдна або поліплоїдна особина, гомологічні хромосоми якої несуть різні алелі певного гена (Аа).

Генотип – сукупність усіх генів організму, які одержані від батьків. Це спадкова програма організму, яка є цілісною й взаємодіючою системою генів.

Фенотип – сукупність ознак і властивостей організму, які є результатом взаємодії генотипу з умовами зовнішнього середовища.

Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.

Схрещування (в генетиці) – природне чи штучне поєднання генетичного матеріалу спадково різних клітин чи організмів з різними генотипами.

Нащадки, що виникли від схрещування двох батьківських особин (Р), називають дочірніми особинами, або гібридами (F).

Гібрид – організм, що утворюється від схрещування батьківських форм із різною спадковістю (генотипом), тобто внаслідок гібридизації.

Моногібридне схрещування – схрещування батьківських особин, які відрізняються за однією парою альтернативних проявів ознак.

Дигібридне – схрещування батьківських особин, які відрізняються за двома парами альтернативних проявів ознак.

Полігібридне - схрещування батьківських особин, які відрізняються за трьома і більше парами альтернативних проявів ознак.

Чисті лінії – це генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів і одержані внаслідок самозапилення або самозапліднення.

Закономірності спадковості встановлені Г. Менделем.

1865 року Г. Мендель довів існування спадкових задатків, які генетик Йогансес 1909 року назвав генами. У першій третині ХХ ст. завдяки дослідженням Моргана було встановлено, що гени лінійно розташовані в хромосомах клітинного ядра.

За розташуванням в клітинах гени бувають ядерні (є ділянками ДНК в ядрі), цитоплазматичні (в мітохондріях і хлоропластах). За функціями: - структурні (кодують білок чи РНК), - регуляторні (спрямовують й контролюють діяльність структурних генів). За характером спадкової інформації: - білкові гени (кодують первинну структуру білків); - РНК-гени (кодують інформацію про рРНК та тРНК). За активністю: - конститутивні гени (постійно активні, тому що білки, які ними кодуються, необхідні для постійної клітинної діяльності); - неконститутивні гени (стають активними тільки тоді, коли білок, який вони кодують, потрібний клітині).

Основні закономірності успадкування були відкриті Г. Менделем 1865 року і опубліковані в роботі «Досліди над тваринами гібридами». Г. Мендель досяг успіхів у дослідженнях тому, що:

- Застосовував гібридологічний метод досліджень;

- Здійснював підбір матеріалу з метою отримання чистих ліній;

- Серед різноманітних спадкових ознак чітко виокремлював прояви однієї, двох або більшої кількості ознак;

- Схрещував вихідні гомозиготні форми, отримував гетерозиготні гібриди і простежував прояв станів ознаки у низці наступних поколінь;

- Використовував статистичну обробку результатів.

І закон Менделя – закон одноманітності гібридів першого покоління – під час моногібридного схрещування гомозиготних особин, які різняться за однією парою станів ознаки, у потомстві спостерігають лише домінантні прояви ознаки, усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.

ІІ закон Менделя – закон розщеплення – під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, у потомстві спостерігають розщеплення за фенотипом 3:1, за генотипом 1:2:1.

Дигібридне схрещування – це схрещування батьківських особин, які відрізняються проявами двох ознак

ІІІ закон Менделя – закон незалежного успадкування ознак – під час ди- чи полігібридних схрещувань кожна пара ознак успадковується незалежно від інших ознак.

Взаємодія генів.

Множинна дія генів – плейотропія – це явище впливу одного гена на прояв різних ознак. У людини один ген визначає руде забарвлення волосся, світлий колір шкіри і наявність ластовинні.

Множинний алелізм – це явище, за якого ознака популяції визначається не двома, а декількома алелями (успадкування груп крові).

Взаємодія летальних алелей – явище, за якого алель у поєднанні із собою подібною викликає загибель особин. Летальну дію можуть мати домінантні і рецесивні алельні гени (домінантний алель брахидактилії – вкорочені пальці, рецесивний алель серповидно-клітинної анемії у людини, рецесивний алель хвороби Тея-Сакса у людини – у мозку відкладається жирова речовина, що спроичинює дегенерацію мозкової тканини, сліпоту і загибель дитини у віці 4-5 років).

Взаємодія генів – це прямий чи опосередкований вплив генів один на одного, що спрямований на формування ознак і відбувається завдяки організованому потоку речовин, енергії та інформації. Цілісність генотипу проявляється через взаємодію алельних і неалельних генів.

Взаємодія алельних генів – це взаємовпливи генів, які займають подібні локуси в гомологічних хромосомах.

Повне домінування – це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму домінантний алель через свої ферменти повністю пригнічує діяльність рецесивного(успадкування зросту людини – низький ріст – домінант, високий - рецесивний).

Неповне домінування – проміжне успадкування – це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму домінантний алель не повністю пригнічує рецесивний алель, внаслідок чого проявляється проміжний стан ознаки. За повного домінування розщеплення за генотипом і фенотипом співпадає і складає 1:2:1 (успадкування форми волосся людини (кучеряве, хвилясте, пряме), забарвлення ягід суниць (червоне, рожеве, біле), забарвлення квітів нічної красуні (червоне, рожеве і біле)).

Кодомінування – явище вияву обох алелів гена за одночасної їхньої присутності у гетерозигот (4 група крові, червоно-біле забарвлення квітів камелії японської чи петунії гібридної). Це явище визначається експресією обох алелів і утворенням двох різних білкових продуктів, що визначають новий вияв ознаки.

Взаємодія неалельних генів – це взаємовпливи генів, що розташовані в різних неідентичних ділянках гомологічних хромосом.

Комплементарність – це форма взаємодії декількох домінантних неалельних генів, які разом визначають розвиток нового вияву ознаки (у хвилястих папуг взаємодія домінантних генів жовтого А і синього В забарвлення визначає зелене забарвлення АВ).

Епістаз – це форма взаємодії неалельних генів, за якої алель одного гена пригнічує прояв алелі іншого. Гени, які пригнічують дію інших генів, наз інгібіторами. Вони можуть бути як домінантними, так і рецесивними, тому виділяють домінантний і рецесивний епістаз.

Полімерія – це форма взаємодії неалельних генів, за якої декілька домінантних неалельних генів впливають на ступінь розвитку ознаки. Неалельні гени, які одночасно діють на формування однієї ознаки, наз полімерними. Колір шкіри в людини визначають шість полімерних генів, врожайність пшениці, цукристіть буряка, несучість курей, зріст людини, артеріальний тиск, вміст вітамінів у плодах тощо.

Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування

Зчеплене успадкування. Кросинговер.

Зчеплення генів – це явище спільного розташування й успадкування генів, локалізованих в одній хромосомі. Експериментальне доведення явища зчеплення генів здійснив американський генетик Томас Хант Морган зі своїми учнями за допомогою дослідів із плодовою мушкою дрозофілою чорночеревою. Досліди показали, що гени, розташовані в одній хромосомі, передаються наступному поколінню усі разом.

Закон Моргана – 1911 р – зчеплені гени, які локалізовані в одній хромосомі, успадковуються разом і не виявляють незалежного розподілу.

Самців дрозофіли, гомозиготних за домінантними алелями сірого тіла (А), та нормальними крилами (В), схрестили із самками, гомозиготними за рецесивними алеляли чорного тіла і нормальні крила, тобто були гетерозиготними за обома парами алелів. Від аналізуючого схрещування дигетерозиготної особини-самця з рецесивною дигомозиготою отримано лише дві групи нащадків. У самця утворюються два типи гамет і у поєднанні з гаметами одного типу самки будуть утворюватися лише дві групи особин з такими ж фенотипами, що й у батьків. Тобто буде спостерігатися зчеплене успадкування з повним зчепленням генів.

У випадках аналізуючого схрещування дигетерозиготної особини-самки АаВв з рецесивним дигомозиготним аавв самцем результати були інші. У циз дослідах Морган отримав, окрім двох груп, які були подібними до батьківськиз (41,5 %), ще дві групи особин (по 8,5 %), які мали перехрещені комбінації ознак. Гени, які визначають забарвлення тіла і форму крил, розташовані в одній хромосомі, але в процесі мейозу під час утворення гамет гомологічні хромосоми можуть обмінюватися ділянками, тобто має місце перехрест хромосом, або кросинговер. В цьому випадку відбувається зчеплене успадкування з неповним зчепленням генів.

Кросинговер – процес, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками. Перехрест хромосом здійснює видозміну спадкової інформації і є найважливішим механізмом спадкової мінливості. Завдяки кросинговеру відбувається ще один вид рекомбінації спадкової інформації – міжгенна рекомбінація. Кросинговер спостерігається в профазі мейозу І після злиття гомологічних хромосом (кон’югації) і має випадковий характер. Хоча частота кросинговеру є величиною постійною, на неї можуть впливати стать, вік, температура, рентгенівські промені, деякі хімічні сполуки та ін.

Хромосомна теорія спадковості.

Хромосомна теорія спадковості – це узагальнення наукових знань, згідно з яким хромосоми є матеріальною основою спадковості, тобто спадкоємність ознак організмів у ряді поколінь визначається спадкоємністю їхніх хромосом.

Основні положення хромосомної спадковості є:

1. Гени розташовані в хромосомах. Різні хромосоми містять неоднакову кількість генів.

2. Кожний ген займає певне місце в хромосомі.

3. Алельні гени займають однакові локуси гомологічних хромосом.

4. Гени розташовані вздовж хромосом у лінійному порядку.

5. Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення. Кількість груп зчеплення дорівнює гаплоїдному набору хромосом.

6. Зчеплення між генами в одній хромосомі порушується внаслідок кросинговеру, завдяки чому відбувається обмін алельними генами.

7. Сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними.

Значення хромосомної теорії спадковості для розвитку біології полягає в тому, що з’ясовано матеріальну основу законів спадковості, закріплена за генами роль елементарних одиниць спадковості, пояснено відхилення за зчепленого успадкування генів.

Генетичні карти – це графічне зображення хромосом із зазначеним порядком розташування генів та відстані між ними.

Генетичні основи статі у різних груп організмів.

Стать організмів – сукупність морфологічних, фізіологічних і поведінкових статевих ознак, що забезпечують статеве розмноження організмів і розрізняють жіночі та чоловічі особини.

Статеві ознаки поділяються на первинні (наявність статевих органів – гонади, статеві шляхи, зовнішні статеві органи, які беруть безпосередню участь у відтворенні), вторинні (ознаки, які безпосередньо не береть участі у процесі відтворення, але визначають зовнішню відмінність між чоловічою і жіночою статтю ) та третинні (ознаки, зчеплені із статтю, тобто ті, які визначають гени статевих хромосом).

Хромосомне визначення статі.

У більшості організмів стать визначає набір статевих хромосом, якими чоловіча і жіноча стать відрізняються одна від іншої (X. Y. Z, W). Відсутність статевої хромосоми позначають цифрою 0. Стать, яка продукує гамети, що не відрізняються за статевими хромосомами, називається гомозиготною (ХХ), а стать, у якої гамети відрізняються за статевими хромосомами, називається гетерозиготною (XY. ZO).

Аутосоми – нестатеві хромосоми – це хромосоми однакові у представників чоловічої і жіночої статі.

Існує три основні типи визначення статі: до запліднення (прогамний), в момент запліднення (сингамний), після запліднення (епігамний).

Успадкування, зчеплене зі статтю.

Успадкування, зчеплене зі статтю – це успадкування ознак, гени яких розташовані в статевих хромосомах. Цей вид зчеплення відкрив Морган 1910р., досліджуючи успадкування забарвлення очей у дрозофіли. Приклади ознак, зчеплених зі статтю: а) ознаки, які успадковують через Х-хромосому – гемофілія, дальтонізм, колір емалі зубів у людини, колір шерсті у кішок; б) ознаки,що успадковуються через Y-хромосому – оволосіння вушних раковин (гіпертрихоз), рогові луски на шкірі (іхтіоз).

Види мінливості

Мінливість організмів та її форми.

Мінливість – здатність організмів набувати нових ознак, які призводять до відмінностей між особинами в межах виду.

Причинами мінливості є зміни структури чи діяльності генетичного апарату та вплив умов середовища. Залежно від природи мінливості розрізняють спадкову і неспадкову.

Неспадкова, або фенотипова – викає без змін генотипу і не зберігається в разі статевого розмноження: а) модифікаційна – фенотип змінюється під впливом певних умов існування організмів; б) вікова,або онтогенетична – фенотип змінюється внаслідок функціонування різних генів на різних стадіях онтогенезу.

Спадкова, або генотипова – пов’язана із зміною генотипу, тому зберігається в поколіннях: а) мутаційна – змінюється генотип унаслідок мутацій; б) комбінативна – генотип змінюється внаслідок утворення нових комбінацій генів.

Спадкова і неспадкова мінливість забезпечують усю різноманітність морфологічних, фізіологічних та етологічних особливостей організмів. Роль форм мінливості в еволюції органічного світу різна. Зі спадковою мінливістю пов’язана нова поява ознак та їх комбінування в організмів, а неспадкова – забезпечує індивідуальні відмінності та пристосування до умов середовища, що змінюється.

Модифікаційна мінливість, її причини.

Модифікаційна мінливість – це неспадкової мінливості, яка пов’язана зі змінами фенотипу внаслідок впливу умов існування. Модифікаційна мінливість зустрічається у всіх організмів, незалежно від видової належності.

Модифікаційні зміни ознак не успадковуються, але їхній діапазон мінливості спадковим і визначається генотипом. Виникнення модифікацій є результатом зміни діяльності генів у різних умов середовища.

Загальні властивості модифікацій:

- Тимчасовість – модифікаційні зміни зникають упродовж життя особини, якщо припиняється дія чинника (засмага людини повністю зникає взимку);

- Масовість – певний вплив зумовлює появу подібних змін в особин одного виду (в устриць, які живуть в тихій воді, черепашка широка й округла, а в устриць із зони припливу черепашки вузькі довгі).

- Спрямованість – модифікації виникають відповідно до впливу чинників довкілля (заміна шерсті ссавців на густішу виникає як реакція на вплив низьких температур, а не на дію освітлення);

- Визначеність – один вплив чинника спричинює подібні зміни в усіх особин виду (у зайців зимове хутро світлішає);

- Пристосувальний характер – зі збільшенням висоти над рівнем моря кількості еритроцитів у крові людини збільшується.

Комбінаційна мінливість і її джерела.

Комбінаційна мінливість – це форма спадкової мінливості, яка виникає завдяки перерозподілу генетичного матеріалу в нащадків. За комбінаційної мінливості успадковуються нові поєднання генів, а самі гени не змінюються. Завдяки комбінаційній мінливості також реалізується механізм «знешкодження» фенотипного прояву мутацій шляхом переведення їх у гетерозиготний стан. Причиною проявів комбінаційної мінливості є рекомбінації. Це універсальний біологічний механізм, властивий всім живим організмам.

Джерелами комбінаційної мінливості є:

- Кросинговер – обмін гомологічними ділянками хромосом, що відбувається під час мейозу.

- Незалежне розходження гомологічних хромосом під час мейозу.

- Випадкове злиття гамет під час мейозу.

Комбінаційна мінливість сприяє спадковій різноманітності організмів, що є основою для виведення нових порід і сортів у селекції та історичного розвитки живої природи.

Мутаційна мінливість, її джерела.

Мутаційна мінливість – це форма спадкової мінливості, яка пов’язана зі змінами генотипу внаслідок мутацій. Цю мінливість зумовлюють зміни генотипу особин на рівні генів, хромосом, тому її відносять до генотипної. Мутаційні зміни успадковуються, оскільки відбувається перебудова генетичного апарату особин. Виникають мутаційні зміни під впливом внутрішніх та зовнішніх чинників.

Загальними властивостями мутацій є:

- Стійкість – мутації не зникають упродовж життя особин;

- Індивідуальність – мутаційні зміни проявляються в окремих особин;

- Неспрямованість – один чинник може сприяти появі різних мутаційних змін;

- Невизначеність – не може передбачати появу мутацій за дії того чи іншого чинника;

- Незалежність – прояв мутацій у фенотипі не залежить від сили чи тривалості дії чинника;

- Не мають пристосувального характеру – мутаційні зміни є шкідливими, нейтральними, і навіть летальними, тобто смертельними для організмів.

Мутаційні зміни генотипу призводять до появи ознак, які можуть мати різне значення. Більшість мутацій, що проявляються в організмів, є шкідливими, оскільки знижують пристосованість до умов середовища. Серед проявів мутаційної мінливості є нейтральні прояви ознак, що не впливають на пристосованість, але за певних умов середовища існування можуть виявитися корисними.

Мутації, їхні типи.

Засновником теорії мутації є де Фріз.

Мутації – це стійкі зміни генетичного апарату, які виникають раптово і призводять до змін тих чи інших спадкових ознак організмів. За характером спадкових змін генетичного апарату виділяють генні, хромосомні та геномні мутації.

Генні мутації – стійкі зміни окремих генів, спричинені порушенням послідовності нуклеотидів у молекулах нуклеїнових кислот. Виникають внаслідок випадання певних нуклеотидів, появи зайвих, зміни порядку їхнього розташування, репарації. Генна мутація стосується тільки однієї ознаки. Генні мутації можуть бути домінантним (укорочений хвіст у кішок, полідактилія в людини) і рецесивними (альбінізм у хребетних тварин, фенілкетонурія в людини). Майже всі мутації рецесивні, а дикий тип особин, які живуть у природних умовах, завжди домінує над мутантними фенотипами. Значення генних мутацій полягає в тому, що вони складають більшість мутацій, з яким пов’язана еволюція органічного світу.

Хромосомні мутації – це мутації які виникають у результаті перебудови хромосом. Виникають ці мутації внаслідок розриву хромосом з утворенням фрагментів, які потім об’єднуються.

Геномні мутації – це мутації пов’язані зі зміною кількості наборів хромосом.

Основними видами геномних мутацій є: збільшення кількості хромосомних наборів – поліплоїдія; зменшення кількості хромосомних наборів, зміна числа хромосом окремих пар – анеуплоїдія. Геномні мутації часто порушують мейоз та відтворення, призводять до безплідності, знижують життєздатність організмів, зумовлюють спадкові хвороби. Прикладом геномних мутацій є синдром Дауна (47, 21+) у людини.

Мутагенні чинники.

За причинами, що виникають зміни, мутації поділяють на спонтанні та індукавоні.

Спонтанні мутації – це мутації, які виникають у природних умовах без спеціального впливу незвичайних чинників, а індуковані мутації – це мутації, у штучних умовах під спрямованим впливом мутагенних факторів.

Мутагени – це фактори, які здатні спричинювати мутації. Є фізичними, хімічними і біологічними.

Серед фізичних мутагенів найбільше значення має іонізуюче випромінювання. Проникаючи в клітини, промені вибивають електрони із зовнішньої оболонки атомів або молекул, унаслідок чого виникають негативно заряджені частинки або високоактивні вільні радикали. Вони порушують структуру білків у молекулах ДНК виникають розриви, з’являються хромосомні й генні мутації.

Хімічні мутагени – було відкрито пізніше за фізичні. Це гідроген пероксид, нітратна кислота, формальдегід, хлороформ, пестициди, важкі метали, окремі харчові добавки. Хімічні мутагени здатні спричиняти мутації всіх типів і їхній механізм дії подібний до впливу опромінення.

До біологічних мутагенів належать віруси, токсини грибів-паразитів, отруйних рослин і тварин. У клітинах, уражених вірусами, мутації спостерігаються значно частіше, ніж у здорових. Віруси можуть вводити певну кількість власної генетичної інформації в генотип клітини-хазяїна. Вважають, що ці процеси відіграють важливу роль в еволюції прокаріотів, оскільки віруси здійснюють горизонтальне перенесення генів між клітинами різних видів.

Живі організми мають біологічні антимутаційні механізми, спрямовані на захист генетичної інформації від мутацій. Це: а) репарації – видалення за участю ферментів з молекули ДНК змінених ділянок; б) видовженість генетичного коду; в) апоптоз – запрограмована загибель клітини, яка спостерігається у разі закінчення терміну життя клітини, а також під час різних захворювань; не допускає мутантні клітини до поділу; г) повторюваність багатьох генів у геномі.

Поняття про ген. Генетика людини. Химерні та трансгенні організми

Гени, класифікація й функціональна роль

Ген – це ділянка ДНК, що містить інформацію про первинну структуру молекули білка чи РНК.

За розташуванням у клітинах виділяють ядерні гени і цитоплазматичні (розташовані в мітохондріях і цитоплазмах).

Структурні гени – це гени, що кодують білок чи РНК. Регуляторні гени – гени, що визначають початок, швидкість і послідовність процесів синтезу РНК на матриці ДНК.

Ген як одиниця спадковості забезпечує такі функції:

1) Збереження спадкової інформації;

2) Регуляція метаболізму клітини;

3) Участь в самоподвоєнні ДНК (реплікація), відновленні пошкоджень ДНК (репарація) та передавання інформації наступному поколінню;

4) Забезпечення спадкової мінливості організмів (завдяки здатності до рекомбінацій та мутацій).

Геном –сукупність спадкової інформації в клітинах організму певного виду. Геном поєднує основні компоненти, які є структурні й регуляторні гени та нефункціональні (некодувальні) послідовності ДНК.

Каріотип людини та його особливості.

Каріотип людини – це кількісна та якісна видоспецифічна сукупність особливостей хромосомного набору соматичних клітин людини.

У нормі каріотип людини складає 46 хромосом, з них 4 аутосоми (22 пари), що мають однакову будову і в чоловічому, і в жіночому організмі, та одна пара статевих хромосом. За формою, розмірами, перетяжками всі хросоми людини поділяють на 7 груп, які позначають латинськими літерами.

Хромосомна формула жіночого каріотипу – 44А + ХХ, чоловічого – 44 + ХУ. Такий каріотип залишається незмінним протягом всього життя

Хвороби спадкового походження та їхні причини.

Хромосомний аналіз – це дослідження й аналіз морфології, кількості і структури окремих хромосом чи каріотипу загалом. Дослідження хромосом складає основу цитогенетичного методу дослідження спадковості.

Сучасна медична генетика вивчає роль спадковості у розвитку паталогічних станів або захворювань.

Залежно від внеску спадковості й чинників середовища усі хвороби поділяють на: 1) спадкові – визначальна роль спадковості; 2) хвороби зі спадковою схильністю – розвиток захворювань зумовлений взаємодією генотипу й середовища; 3) вроджені вади людини – хвороби, спричинені внутрішніми і зовнішніми чинниками середовища, що виникають до народження. Практично всі хвороби мають мають генетичну складову і певною мірою залежать від зовнішнього середовища.

Спадкові захворювання – спадкові розлади організму, пов’язані з порушенням генетичного матеріалу (генів, цілісності хромосом чи кількості хромосом). Спадкові хвороби є захворювання, причинами яких є зміни спадкового апарату – генні, хромосомні і геномні. Всі спадкові хвороби можна поділити на дві групи: хромосомні і генні. За локацією генів, які спричиняють розвиток спадкових захворювань, їх розділяють на мітохондріальні і ядерні. За участю генів у розвитку спадкових захворювань серед них виокремлюють моногенні і полігенні хвороби. Моногенні зумовлені дією одного гена, що зазнав мутації, а полігенні (мультифакторіальні) визначаються дією множинних генів у комплексі з багатьма чинниками середовища.

Хвороби зі спадковою схильністю – це захворювання, для розвитку яких необхідна взаємодія внутрішніх спадкових та зовнішніх несприятливих впливів середовища. До цієї групи хвороб належить більшість захворювань людини серед яких: подагра, цукровий діабет, гіпертензія, виразкова хвороба, бронхіальна астма, шизофренія, епілепсія тощо.

Вроджені вади розвитку – стійкі морфологічні зміни органів, їхній частин або ділянок тіла, що виходять за межі нормальних варіацій будови та порушують їхні функції. Ними можуть бути мутації, від батьків, ендокринні хвороби, порушення метаболізму, а також чинники навколишнього середовища, які порушують ембріональний розвиток. Усі розвитку поділяють на спадкові, екзогенні і мультифакторіальні. Найбільш важливими є вади розвитку ЦНС, серця, травної системи, нирок, а найпоширенішими – розширення верхньої губи і піднебіння, вивих стегна, клишоногість тощо. Спадковими вадами метаболізму є хвороби, пов’язані з порушенням обміну амінокислот (фенілкетонурія), вуглеводів (галактозенія), ліпідів (хвороба Тея-Сакса), неорганічних йонів (муковісцидоз).

Основні групи та особливості спадкових захворювань.

На сьогодні відомо близько 3500 спадкових захворювань і їхня кількість зростає.

Генні хвороби –спадкові хвороби спричинені генними мутаціями. Ці хвороби передаються від покоління до покоління без змін і можуть бути домінантними аутосомними (полідактилія) або рецесивними аутосомними(альбінізм), рецесивними зчепленими з Х-хромосомою (гемофілія, дальтонізм), зчеплення з У-хромосомою (іхтіоз). Плейотропічна дія одного гена пояснює хворобу Марфана. Найпоширенішою хворобою, що визначається генами, є короткозорість (міопія). Основною причиною міопії є видовжена форма очного яблука.

Хромосомні хвороби – це спадкові хвороби спричинені хромосомними та геномними мутаціями. Спільним для всіх хромосомних хвороб є множинні ураження і стійка сукупність симптомів, що зветься синдромом. Хромосомні мутації здебільшого спричиняють тяжкі аномалії несумісні з життям (філадельфійська хромосома, синдром «крику кішки» 46,5), тому взагалі не успадковуються. Прикладом геномних мутацій є: синдром Дауна (47, 21+), синдром Петаю (47, 13+), синдром Едвардса (47, 18+), синдром Тернера (45, ХО), синдром Клайнфельтера (класичний каріотип 47, ХХУ ) тощо. Найпоширенішим хромосомних порушенням є синдром Дауна, що визначається появою третьої зайвої хромосоми за 21 парою.

Генетика людини.

Генетика людини – біологічна наука, що досліджує особливості спадковості та мінливості людини.

Біотехнології.

Біотехнологія – це комплекс наук, засобів, методів, спрямованих на одержання і використання процесів, клітин, продуктів життєдіяльності організмів у промисловому виробництві.

Є такі розділи: харчова, промислова, ветеринарна, екологічна, медична біотехнології.

Основні завдання біотехнології пов’язують з вирішенням глобальних цілей сталого розвитку, якими є: подолання бідності й голоду, поліпшення стану охорони здоров’я і якості довкілля, сталий розвиток промисловості й сільського господарства.

Основні напрямки досліджень. Напрацювання генної інженерії та трансгенні організми можуть бути використані для підвищення продуктивності с/с, розробки вакцин і ліків проти СНІДу, малярії, туберкульозу та інших захворювань. Клітинна інженерія та її методи конструювання клітин застосовують для вирішення багатьох теоретичних проблем біології, в трансплантології, для охорони репродуктивного здоров’я. сфера діяльності біоінженерії охоплює створення штучних органів для компенсації знижених або втрачених фізіологічних функцій (біомедична інженерія), молекулярного конструювання речовин із заданими властивостями (білкова інженерія, інженерна ензимологія). Для подолання бідності й забезпечення кожної людини достатнім харчуванням, чистою питною водою та засобами санітарії, утилізації токсичних відходів і забруднювальних речовин, створення будівельних матеріалів нового покоління розвивають технології мікробіологічного синтезу.

Загострення екологічних проблем стало причиною розвитку біотехнологій екологічної інженерії, спрямованої на отримання людиною чистої води, пом’якшення наслідків зміни клімату, збереження морських ресурсів, захист екосистем суходолу.

Молекулярна генетика.

Молекулярна генетика – це галузь біології, що вивчає молекулярні основи спадковості і мінливості живих організмів і вірусів. Молекулярна генетика є теоретичною основою генної інженерії, метою якої є створення генетичних структур та організмів з новими комбінаціями спадкових ознак.

Клітинна інженерія.

Клітинна інженерія – це галузь науки, завданням якої є створення нових клітин та отримання тканин, органів і організмів з клітинного матеріалу.

Основною метою сучасних досліджень клітинної інженерії є технології вирощування органів людини (відновлення судин, вирощування шкіри, кісток, хрящів на основі застосування стовбурових клітин пуповинної крові).

Поєднання клітин різних видів чи різних зародків на ранніх стадіях їхнього розвитку є основою технологій отримання химерних клітин та химерних організмів. Отримання та дослідження химерних клітин (гібридних клітин миші й курки, людини й миші) використовують для картування генів, вивчення сумісності тканин пів час трансплантації органів, для розуміння причин виникнення пухлин тощо. Химери – організми, у яких тканини складаються із спадково неоднакових клітин або клітинних систем. У природі химери виникають унаслідок соматичних мутацій чи порушення мітозу. Штучні химери отримують під час тканинної трансплантації, мутагенезу, або щеплення.

Клонування організмів.

Клонування організмів – отримання багатьох ідентичних за формою і функціями генетично однакових нащадків однієї клітини або одного організму. У випадку одноклітинних організмів цей процес є достатньо простим.

Основою клонування є явище тотипотентності – здатності однієї клітини багатоклітинного організму давати початок цілому новому організму шляхом поділу. Технологія пересаджування ядер соматичних клітин в яйцеклітину, з якої власне ядро було вилучене, й наступне вирощування та отримування організму набуло широкого застосування як соматичне клонування. 1996 р – було створену першу клоновану тварину, вівцю Доллі.

Є ще ембріональне клонування. Великий науковий інтерес становлять дослідження з утворенням химерних ембріонів шляхом поєднання бластомерів, взятих із зародків різних організмів. Вчені вже виростили перші в світі ембріони-химери, що складаються з клітин людини і свині. Ці ембріони можуть допомогти створити технологію вирощування людських органів всередині тварин.

Генетично модифіковані організми.

Генетично модифіковані організми – трансгенні організми – організми, які мають у складі свого геному чужорідні гени інших організмів. Генетична модифікація відрізняється від природного та штучного мутагенезу спрямованістю змін генотипу. Для цього матеріал переносять з одного організму в інший, використовуючи технологію рекомбінантних ДНК. Створення відбувається завдяки методам молекулярного клонування – отримання багатьох копій молекули ДНК.

Генетично модифіковані організми за переважною більшістю ознак не відрізняються від вихідних форм, не мають відхилень, здатні до повноцінного розмноження і що є важливим для людини, передають вбудовану в них спадкові характеристики наступним поколінням.

Отриманні трансгенні організми вирощують спочатку в лабораторії, потім на дослідних майданчиках, і після серії обов’язкових тестів на безпеку, які тривають протягом декількох років, рекомендують до випуску на ринок.

Генетичні основи селекції організмів

Поняття про основні методи і завдання селекції.

Селекція – наука про створення нових та поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Наукові основи селекції закладені Ч. Дарвіном у працях «Походження видів» (1859 р)та «Зміна домашніх тварин і культурних рослин» (1868 р).

Основними завданнями селекції є:

- Поліпшення існуючих сортів культурних рослин і одомашнених тварин;

- Створення нових міжвидових гібридів, порід, сортів і штамів;

- Уведення в культуру нових видів.

Предметом селекції є вивчення закономірностей формування сортів рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів у створених людиною умовах.

Основними методами селекції є добір, гібридизація, індукований мутагенез й поліплоїдія.

Добір – метод відбору, збереження особин з певними, цінними для людини ознаками і сприяння їхньому розмноженню.

Гібридизація – це метод одержання нащадків внаслідок поєднання генетичного матеріалу різних клітин або організмів.

Індукований мутагенез – метод штучного одержання мутацій, зумовлений спрямованою дією різних мутагенів.

Поліплоїдизація – метод отримання організмів зі збільшеною кількістю хромосом, що кратна гаплоїдному набору.

Поняття про сорт рослин, породу тварин, штам мікроорганізмів.

Об’єктами і кінцевим результатом селекційного процесу є породи, сорти і штами.

Порода тварин – це сукупність особин у межах певного виду тварин, яка має спадкові особливості. Тварини однієї породи схожі за типом будови, продуктивністю, плодючістю, мастю. Дає змогу відрізнити їх від представників іншої породи.

Сорт рослин – група культурних рослин, які в результаті селекції отримали певний набір характеристик, що відрізняють цю групу рослин від інших рослин того ж виду.

Штам мікроорганізмів – чиста культура певного виду мікроорганізмів, у якої вивчені морфологічні й фізіологічні особливості. Штами виділяють з різних джерел.

Особливості селекції рослин, тварин, мікроорганізмів.

Основними розділами сучасної селекції є селекція рослин селекція тварин та селекція мікроорганізмів.

Селекція рослин – розділ селекції що займається створенням нових і покращенням існуючих сортів культурних рослин. Тут застосовують усі методи гібридизації.

Селекція тварин – розділ селекції що займається створенням нових та покращенням існуючих порід домашніх тварин.

Селекція мікроорганізмів - розділ селекції що займається створенням нових та покращенням існуючих штамів мікроорганізмів.

Штучний добір.

Добір – процес створення порід, сортів, штамів шляхом систематичного збереження особин з певними, цінними для людини ознаками і сприяння їхньому розмноженню. Несвідомий добір – добір без чіткої поставленої мети. Свідомий добір – це добір, спрямований на зміну певних ознак з метою одержання особин з необхідними якостями.

Гібридизація, її види, генетичні та біологічні наслідки.

Гібридизація – це процес одержання нащадків внаслідок поєднання генетичного матеріалу різних клітин або організмів.

Внутрішньовидове схрещення буває спорідненим і неспорідненим. Споріднена гібридизація – інбридинг – це внутрішньовидове схрещування близькоспоріднених форм, яке зумовлює підвищення гомозиготності нащадків. Неспоріднена гібридизація – аутбридинг – це внутрішньовидове схрещення ліній, сортів, порід, яке зазвичай призводить до підвищення гетерозиготності нащадків.

Міжвидова гібридизація – віддалена – схрещування особин, які належать до різних видів і навіть родів з метою поєднання у гібридів спадкових ознак представників різних видів. Ця форма гібридизації часто супроводжується безплідністю гібридів, зумовлену відсутністю можливості кон’югації між гомологічними хромосомами.

Гетерозис та його генетичні основи.

Гетерозис – гібридна сила – це явище, за якого перше покоління гібридів, одержаних у результаті неспорідненого схрещування, має підвищену життєдіяльність і продуктивність порівняно з вихідними батьківськими формами. Генетичними основами гетерозису є різні типи взаємодії алельних і неалельних генів. В одних випадках це може бути домінування (домінантні алелі пригнічують шкідливу дію рецесивних алелів у гетерозиготних гібридів), в інших – наддомінування (в генотипі гібридних нащадків можуть поєднуватися сприятливі домінантні алелі обох батьків), в третіх – комплементарність (поєднання в генотипі сприятливих неалельних домінантних генів).

Запліднення. Періоди онтогенезу у багатоклітинних організмів

Індивідуальний розвиток організму.

Онтогенез – це індивідуальний розвиток особин, розвиток від її зародження до смерті. Термін ввів Е. Геккель в 1866 р. дослідженнями онтогенезу займається біологія розвитку.

Особливості індивідуального розвитку різних груп організмів залежать від рівня організації, особливостей життєдіяльності, походження тощо.

Пізнання закономірностей, причин і чинників онтогенезу є науковою основою для пошуку засобів впливу на розвиток рослин, тварин і людину, що має важливе значення для с/г.

Ембріогенез.

Ембріогенез – зародковий розвиток – це період онтогенезу від зиготи до народження. Загальними процесами ембріогенезу рослин і тварин є: 1) мітотичні поділи зиготи; 2) диференціація клітин; 3) утворення тканин (гістогенез) й органів (органогенез). Всі ці процеси здійснюються під контролем генів.

Ембріогенез рослин – на прикладі покритонасінних – має такі етапи, як:

- Утворення із зиготи клітин зародкової твірної тканини;

- Утворення зародкових органів – корінця й пагінця;

- Формування насінини

Реалізація спадкової інформації зиготи на початкових етапах відбувається в маточці квітки. Результатом ембріогенезу у квіткових рослин є насінина, що містить зародок (складається із зародкового корінця, стебельця, брунечки і сім’ядоль ) та запас поживних речовин. Утворення постійних тканин, вегетативних та генеративних органів рослини відбувається вже після проростання.

Ембріогенез тварин – на прикладі хордових – має етапи дроблення, гаструляції і органогенезу.

Дроблення – низка послідовних мітотичних поділів зиготи, яка закінчується утворенням одношарової стадії – бластули. Основними клітинним механізмом розвитку на цьому етапі є поділ клітин, що відбувається дуже швидко. Кількість клітин-бластомерів збільшується внаслідок мітозу, але ріст відсутній.

Гаструляція – це процес формування двошарового або тришарового зародка – гаструли. Ріст клітин під час гаструляції не відбувається. Основним проявом поведінки клітин є переміщення (міграція) клітин, завдяки чому утворюються зародкові листки: зовнішній шар – ектодерма, внутрішній – ентодерма, середній – мезодерма. На етапі гаструляції суттєву роль відіграють взаємодії клітин, що забезпечують узгоджене за місцем і часом формування окремих частин організму. Явище взаємодії між частинами зародка під час ембріогенезу, за якого одна частина визначає напрямок розвитку сусідньої, називається ембріональною індукцією. У хордових на етапі гаструляції формується нейрула, або пізня гаструла, яка має три зародкові листки й осьовий комплекс органів (хорду, нервову трубку).

З ектодерми утворюються нервова тканина, органи чуттів, епідерміс шкіри, передня та задня кишка. З ентодерми – хорда, плавальний міхур, травні залози, легені, внутрішні зябра та ін. з мезодерми – скелет, м’язи, кровоносна система, статева та видільна системи, дерма шкіри.

Гістогенез та органогенез – утворення тканин та органів. Здійснюються ці процеси завдяки поділам, росту, міграціям, диференціації клітин. У зародка із зародкових листків формуються епітеліальні, сполучні, м’язові та нервові тканини, які утворюють органи. Перед народженням зародок має органи, притаманні дорослому організмові, здатність до самостійного живлення і активного переміщення.

Ембріональна індукція – явище взаємодії між частинами зародка, завдяки чому одна частина визначає напрямок розвитку сусідньої. Сприяє збільшенню різноманітності клітин і здійснюється під час безпосереднього контакту клітин між собою. Ці взаємовпливи відбуваються за участю спеціальних білкових речовин-індукторів.

Диференціація клітин.

Диференціація клітин – процес виникнення структурних і функціональних відмінностей між клітинами, в результаті чого ці клітини стають спеціалізованими для різних процесів життєдіяльності живих організмів. Генетичний матеріал клітин при цьому залишається незмінним. Відбувається переважно в ембріогенезі, а також в постембріогенезі завдяки стовбуровим клітинам у тварин та ініціальним клітинам у вищих рослин. Клітина, яка має диференціюватися у всі клітинні типи, властиві певному організму, називається тотипотентною.

Основними механізмами диференціації клітин є : 1) цитоплазматичний розподіл (сегрегація), в результаті чого якісно відмінні ділянки цитоплазми зиготи потрапляють у різні дочірні клітини; 2) ембріональна індукція – взаємовплив поруч розміщених клітин.

В онтогенезі організмів мають місце й інші важливі процеси, як то міграція клітин, склеювання (адгезія) клітин, процес запрограмованої загибелі клітин (апоптоз), регенерація та ін.

Стовбурові клітини.

Стовбурові клітини – неспеціалізовані клітини, здатні до необмеженого поділу, що дають початок новим клітинам. Зустрічаються в усіх багатоклітинних організмів. Є дів категорії стовбурових клітин: ембріонольні стовбурові клітини, що походять безпосередньо від бластомерів, та стовбурові клітини дорослого організму, що знаходяться у зрілих тканинах. У зародків ембріональні стовбурові клітини диференціюються у ембріональні тканини. Стовбурові клітини дорослого організму діють як репараційна система, підтримуючи потрібну кількість спеціалізованих клітин. Вони мають здатність не лише переміщуватися, але й знаходити і усувати пошкодження різних органів і тканин. За здатністю до диференціації стовбурові клітини поділяють на:

- Тотипотентні клітини здатні давати початок усім тканинам тіла і цілому організму; тотипотентними є лише зигота та бластомери до стадії морули включно (стадія дроблення з 32 бластомерів);

- Плюропотентні – можуть диференціюватися у будь-який із типів клітин дорослого організму, але новий організм із них утворюватися вже не може;

- Уніпотентні – здатні розвиватися в клітині лише одного типу.

Постембріогенез.

Постембріогенз – це післязародковий період, який триває від народження до загибелі. В постембріогенезі організми починають самостійний спосіб життя, посилюється вплив чинників середовища. Тому ускладнюються життєві функції організму, активуються системи захисту, регуляції функцій, з’являються нові органи тощо. Основними проявами клітинної активності постембріогенезу є поділ клітин (мітоз, мейоз), ріст, старіння, загибель клітин, регенерація тканин і органів. У постембріогенезі більшості організмів відбувається статеве дозрівання й формується здатність до розмноження, а потім старіння і смерть.

Постембріогенез рослин (покритонасінні) має такі етапи: етап проростка (від проростання до формування перших зелених листків ), етап молодості (до цвітіння), етап зрілості (до втрати здатності розмноження насінням), етап старіння (від закінчення останнього плодоношення до загибелі) і смерть. Утворення рослинних тканин та органів відбувається після проростання насінини. У постембріогенезі рослин беруть участь ініціальні клітини твірних тканин, які постійно діляться. Після кожного поділу одна із дочірніх клітин залишається в меристемі, а інша дає початок клітинам тканин. Першим із зародкового корінця формується корінь рослини, а потім пагін.

Постембріогенез тварин (хордові) також має етапи: нестатевий етап (від народження до статевого дозрівання); етап статевого дозрівання (період появи здатності до мейозу і статевого розмноження), етапи статевої зрілості (зберігається зі здатністю до статевого розмноження), етап старіння (від втрати здатності до статевого розмноження до загибелі) і смерть. Тканини і органи народженого організму закладені в ембріогенезі, а в постембріогенезі вони ростуть і оновлюються. Відновлення пошкоджень та заміна клітин відбувається завдяки регенерації й стовбуровим клітинам. Для цих клітин властивий поділ, за якого одна дочірня клітина залишається стовбуровою, а інша - стає клітиною-попередницею для інших типів клітин.

За особливостями перетворення органів розвиток тварин може бути прямим і непрямим.

Прямий розвиток – це розвиток, за якого щойно народжена тварина загалом нагадує дорослу (ссавці, плазуни, птахи, хрящові риби, павуки). Біологічне значення полягає в тому, що зменшується вразливість народженої тварини у середовищі життя.

Непрямий розвиток – це розвиток, за якого утворюється личинка, яка перетворюється на дорослу особину безпосередньо або через перетворення. Біологічне значення: а) живильна функція; б) раціональне використання ресурсів; в) розселювання; г) забезпечення зараження хазяїв. Різновидами непрямого розвитку є:

- Непрямий розвиток з повним перетворенням – це розвиток личинки, який супроводжується перебудовою всіх органів (твердо-, луско-, дво-, перетинчастокрилі, блохи, променеві риби, амфібії);

- Непрямий розвиток з неповним перетворенням – це розвиток личинки, у якої перетворення зачіпають окремі органи (прямокрилі, таргани, клопи).

Вплив генотипу і факторів зовнішнього середовища. Життєві цикли рослин, тварин

Життєвий цикл.

Життєвий цикл організмів, які розмножуються статевим шляхом,- це всі фази одного або кількох онтогенезів, що послідовно відбуваються один за одним від виникнення зиготи (запліднення) до статевого розмноження (статевого дозрівання) результатом чого стає нова генерація зигот.

Простий життєвий цикл – відрізок життєвого шляху організмів від зиготи до статевої зрілості.

Складний життєвий цикл передбачає чергування поколінь. Статеве і нестатева покоління відрізняються видом розмноження, будовою тіла, способом життя, плоїдністю клітини з якої побудоване тіло. Чергування поколінь відбувається лише в еукаріотичних організмів, у яких відбувається мейоз, є статевий процес і запліднення.

У прокаріотів і більшості видів одноклітинних еукаріотів життєві цикли досить прості. Вони починаються утворенням нової клітини й закінчуються її поділом. Однак, у споровиків (паразитичні найпростіші), багатьох одноклітинних водоростей (хламідомонада), життєвий цикл проходить з чергуванням поколінь. На певному етапі послідовних мітотичних поділів клітини видозмінюються й перетворюються на гамети, які зливаються (копулюють) і утворюють диплоїдну зиготу, яка ж відразу проходить мейоз. У результаті утворюються чотири гаплоїдні клітини, які виростають у нові гаплоїдні організми.

Життєвий цикл у всіх видів грибів завжди відбувається з чергуванням гаплоїдного і дипоїдного поколінь. Диплоїдна фаза – це виключно стан зиготи і зівершується мейозом.

Життєвий цикл грибів зморшків, вищі сумчасті гриби аскоміцети. З гаплоїдних спор, які бувають чоловічими або жіночими, розвиваються гаплоїдні гіфи, що розмножуються шляхом фрагментації. Згодом починається статевий процес. Справжнього запліднення не відбувається, оскільки жіноче і чоловіче ядра не зливаються, а тільки зближаються одне з одним у центрі клітини. Тому на цьому етапі клітини міцелію не можна чітко назвати диплоїдними. у міру росту міцелію, який супроводжується поділами гаплоїдних ядер, на його кінцевих частинах відбувається злиття ядер, утворення зигот і асків – спеціальних органів, у яких відбувається мейоз і формуються гаплоїдні спори. Спочатку за рахунок мейозу утворюється чотири спори, кожна з яких мітозом ділиться ще на дві – формується вісім спор. Дамі мейозом діляться на чотири клітини, а потім кожна з них шляхом мітозу ділиться ще на дві, у результаті чого з однієї зиготи у кінцевому підсумку формується вісім спор.

Багатоклітинні водорості – організми із складним життєвими циклами, що протікають різноманітно.

У багатоклітинних водоростей життєвий цикл може бути як простим, так і складним. Простий життєвий цикл проходить за участю нестатевого розмноження і на рівні гаплоїдної організації клітин талому (коли в окремих клітинах утв гаплоїдні спори). Складний життєвий цикл – утв спори, які мають два джгутики і зовні не відрізняються. Вони копулюють, утворюючи диплоїдну зиготу, де шляхом мейозу утворюються гаплоїдні спори, що дають початок новим таломам. У бурих водоростей також можуть чергуватися гаплоїдні та диплоїдні фази розвитку. У багатьох бурих водоростей спостерігається простий життєвий цикл із статевим розмноженням. Талом бурих водоростей складається із диплоїдних клітин. На ньому формуються чоловічі і жіночі статеві органи, де утворюються яйцеклітини і сперматозоїди. Копуляція гамет відбувається у водному середовищі, й із зиготи , що утворилася, розвиваються нові водорості.

Життєві цикли вищих рослин – це чергування двох поколінь організмів: гаплоїдного багатоклітинного гаметофіта і диплоїдного спорофіта. На гаметофітах розвиваються статеві органи гаметангії, у яких мітозом утворюються гамети. Зливаючись, гамети дають початок диплоїдному поколінні організмів. На стадії спорофіта шляхом мейозу утворюються гаплоїдні спори, з яких знову утворююється гаметофіт. У мохоподібних домінує гаплоїдна стадія. Недовговічний спорофіт розвивається на гаметофіті. У плаунів, хвощів, папоротей переважає диплоїдна стадія спорофіта. У насінних рослин гаметофіт скорочений і вважається частиною спорофіта, а тому не є самостійним організмом.

Складні життєві цикли тварин

Є чергуванням поколінь диплоїдних організмів. Гаплоїдна фаза представлена гаметами. Статеві клітини утворююся шляхом мейозу, який наз гаметним. Більша частина видів тварин мають простий життєвий цикл, що розпочинаються зиготою, а закінчується статевим розмноженням. Тільки у паразитичних представників цього царства збереглися складні життєві цикли.

Чергування статевого та нестатевого життєвих циклів властиве кишковопорожнинним. При цьому стадія поліпа є нестатевою формою життєвого циклу, під час якої розмноження відбувається шляхом брунькування, а медузоїдна – статевою.

Складний життєвий цикл із зміною нестатевого і статевого розмноження також властивий окремим групам стрічкових червів, зокрема ехінококку, який на личинковій стадії розмножується шляхом фрагментації фіни, а у дорослому стані в остаточному хазяїні – статевим шляхом.

Другим різновидом складного життєвого циклу, характерного тільки для тварин, чергування амфіміктичної і партеногенетичної форм статевого розмноження. Цей тип властивий всім сисунам. І в цьому випадку амфіміктичне розмноження відбувається в остаточному хазяїні, якими є хребетні тварини, тоді як личинки відтворюються партеногенетичним шляхом у тілі черевоногих молюсків, котрі є їх проміжними хазяями.

Теорія еволюції Ж.Б.Ламарка і Ч. Дарвіна. Природний добір як результат боротьби за існування

Поняття про еволюцію.

БІОЛОГІЧНА ЕВОЛЮЦІЯ – незворотний, спрямований історичний розвиток живої природи, що супроводжується змінами генетичного складу популяцій, формуванням пристосувань, утворенням видів, перетвореннями біогеоценозів та біосфери загалом.

Органічна еволюція – це процес історичного розвитку живої природи, що являє собою зміни організмів, видів, їх співтовариств у біосфері.

Еволюційна гіпотеза Ж.-Б. Ламарка

Автором першого еволюційного вчення, згідно з яким життя на Землі – результат органічної еволюції – всі живі організми під впливом умов довкілля набувають корисних пристосувань, змінюючи свою будову, функції, індивідуальний розвиток тощо.

Основні положення еволюційної гіпотези Ж.-Б. Ламарка

1) Усі живі організми еволюціонують.

2) Рушійні сили еволюції і механізм змін організмів – це:

- Прямий вплив умов довкілля, які змінюються;

- Внутрішнє прагнення до прогресу і вплив умов зумовлюють появу корисних ознак;

- Вправляння чи невправляння органів призводять до розвитку цих ознак;

- Успадкування оргазмами лише корисних ознак.

3) Еволюція – це безперервний процес набуття корисних ознак.

Результатом еволюції є не лише виникнення корисних змін, але й градація організмів – ступінчасте ускладнення органічного світу.

Життя безперервно самозароджується, тому існують види, які перебувають на різних ступенях градації.

Жива природа – низка особин, які безперервно змінюються і які людина лише в уяві об’єднує у види.

Головним набутком еволюційної гіпотези Ламарка стало те, що він уперше в біології порушив питання про чинники еволюції.

Основні положення еволюційної теорії Ч. Дарвіна.

ЕВОЛЮЦІЯ ТЕОРІЇ Дарвіна – система уявлень про те, що еволюція полягає в безперервних пристосувальних змінах видів.

Рушійними силами еволюції Дарвін вважав спадкову мінливість і природний добір. Дарвін зібрав численні докази мінливості організмів, які проживають біля людини, та організмів різних видів в природі. В умовах одомашнення на основі спадкової мінливості організмів шляхом штучного відбору людина створила численні породи домашніх тварин і сорти культурних рослин. Аналогічно, Дарвін прийшов до висговку, що і в природніх умовах діє чинник, що направляє еволюцію організмів, - природний добір. Дарвін довів, що в природі організмам будь-якого виду влістива постійна боротьба за існування , що складається з їх взаємодій з чинниками зовнішнього середовища і внутрішньо- та міжвидової конкуренції. Результатлм спадкової мінливості організмів і боротьба за існування є природний добір – переважне виживання і участь в розмноженні найбільн пристосованих особин кожного виду. Наслідком природного відбору є адаптація, видоутворення і прогресивна еволюція живої природи. Окремий випадок природного відбору – статевий відбір, що забезпечує розвиток ознак, повязаних з функцією розмноження.

Основні положення теорії еволюції Ч. Дарвіна:

Еволюція полягає в безперервних пристосувальних змінах видів.
Кожний вид здатний до необмеженого розмноження.
Рушійні сили еволюції і механізм змін організмів:

Основою для еволюції є невизначена (спадкова) мінливість: зміни в організмів можуть бути корисні шкідливі та нейтральні;
Необмеженому розмноженню перешкоджає обмеженість життєвих ресурсів і більша частина особин гине в боротьбі за існування, якою є вся сукупність взаємозвязківміж організмами та різними чинниками довкілля; розрізняють три форми боротьби за існування; внутрішньовидова, міжвидова та взаємодія з чинниками неживої природи;
Вибіркове виживання і розмноження найбільш пристосованих особин Ч.Дарвін назвав природним добором.

Під дією природного добору групи особин одного виду накопичують з покоління в покоління різні пристосувальні ознаки і перетворюються на нові води.
Нові породи тварин і сорти рослин утворюються під впливом штучного добору.

Значення теорії еволюції Ч. Дарвіна для розвитку природознавства було надзвичайно великим: а) розкрито наукові основи рушійних сил еволюції і цим стверджено історичний метод пізнання, який орієнтував дослідників не лише на опис явищ природи, але й на пояснення їхньої суті, на встановлення причин явищ, етапів розвитку; б) доведено, що рушійні сили розвитку природи містяться в ній самій.

Вчення Ч. Дарвіна мало низку недоліків: залишалась незясованою природа спадкової мінливості, елементарною одиницею еволюції вважалася особина на яку діє природний добір поняття «вид» залишалось таким самим як його запропонував К.Лінней.

Синтетична теорія еволюції

Важливим етапом розвитку еволюційної біології була синтетична теорія еволюції сформульована 40-х роках ХХ ст.

Синтетична теорія еволюції – комплекс уявлень, які є синтезом основних положень дарвінізму, генетики популяцій та екології. Серед її основоположників були такі видатні біологи, як Четвериков, Райт, Добжанський, Шмальгаузен, Сєверцов.

Основні положення СТЕ:

Елементарним еволюційним матеріалом та єдиним джерелом нових спадкових ознак є мутації.
Елементарною одиницею еволюції є популяція зі своїм генофондом, оскільки саме в ній відбуваються усі еволюційні перетворення.
Елементарними чинниками еволюції є дрейф генів, популяційні хвилі й ізоляція. Ці чинники мають випадковий характер і є факторами-постачальниками для добору;
Існує три види еволюційного процесу: мікроеволюція, видоутворення та макроеволюція;
Рушійною силою еволюції є природний добір, що діє на сукупність фенотипів популяції;
Природний добір буває рушійним, стабілізуючим та розвиваючим;
Будь-яка системна група може або процвітати (біологічний прогрес), або вимирати (біологічний регрес);
Біологічний прогрес досягається внаслідок еволюційних змін організмів, якими є ароморфози, ідіоадаптації та загальна дегенерація;
Процес еволюції є необоротним, тобто під час повернення умов довкілля до попереднього стану адаптації кожного разу розвиваються заново, а не відтворюються попередні.

Мікроеволюція. Макроеволюція.

Популяція.

Популяція – це сукупність особин одного виду організмів, які упродовж багатьох поколінь існують у межах певної території виду, вільно схрещуються і відносно ізольовані від інших популяцій виду.

Вид – це сукупність популяцій особин, які подібні між собою за будовою, функціями, місцем у біогеоценозах, заселяють певну частину біосфери, вільно схрещуються між собою, дають плідне потомство і не гібридизуються з іншими видами.

Поняття про мікроеволюцію.

Мікроеволюція – еволюційний процес, що відбувається всередині виду, в межах популяції на основі природного добору і завершується формуванням пристосованості організмів та утворенням нових популяцій й підвидів.

Особливості мікроеволюції:

1. Починаються мікроеволюційні зміни в популяціях, які є елементарною одиницею еволюції.

2. Елементарним еволюційним матеріалом для мікроеволюції є мутації та рекомбінації.

3. Елементарною еволюційною подією, що протікає на мікроеволюційному рівні, є зміна генетичної структури популяції. Вона полягає у зміні співвідношення особин з різними генотипами в популяції й призводить до заміщення одних алелей іншими.

4. Елементарним чинником еволюції є ізоляція, хвилі життя та дрейф генів.

5. Рушійною силою мікроеволюційних змін, як і макроеволюційних, є природний добір, що є наслідком боротьби за існування.

Еволюційні чинники – це зовнішні та внутрішні впливи, які призводять до еволюційних змін організмів та угрупувань.

Елементарні чинники еволюції – це впливи, що спричиняють еволюційні зміни біосистем і мають неспрямовуючий випадковий характер. До цієї групи належать дрейф генів, популяційні хвилі та ізоляція.

Дрейф генів (генетичний дрейф) – це випадкова і неспрямована зміна частот зустрічальності алелів в популяції без зміни будови самих генів. Ефект генетичного дрейфу найбільший у невеликих популяціях та найменший у найбільших.

Хвилі життя – популяційні хвилі – періодичні або неперіодичні випадкові коливання чисельності популяції. Напр., розміри популяцій «жертви» (зайця) збільшується при зниженні популяції «хижака» (лисиці, рисі).

Ізоляція – виникнення будь-яких перешкод, що порушують вільне схрещування і обмін спадковою інформацією. Основними формами ізоляції є географічна та екологічна.

Географічна ізоляція – це ізоляція, яка є наслідком розмежування різних популяцій одного виду фізичними бар’єрами (гори, річки тощо).

Екологічна ізоляція – це ізоляція, яка є наслідком розмежування різних популяцій одного виду різними екологічними умовами середовища існування. Видами екологічної ізоляції є харчова, етологічна (поведінкова), репродуктивна.

Рушійні чинники еволюції – це чинники, які спрямовують різні елементарні зміни, що виникли внаслідок мутацій, у бік формування пристосувань організмів до змін умов довкілля. Рушійною силою еволюції є природний добір, як наслідок боротьби за існування в різних її формах.

Природний добір – процес, внаслідок якого виживають і залишають після себе потомство переважно особини з корисними в певних умовах спадковими змінами. Природний добір може бути рушійним, стабілізуючим і розриваючим.

Способи видоутворення.

Видоутворення – це спрямований природним добором еволюційний процес адаптивних перетворень, який призводить до утворення генетично закритих видових систем із генетично відкритих внутрішньовидових.

Це еволюційний процес виникнення нових видів унаслідок мікроеволюції за певної еволюції чи пристосування до нових умов довкілля.

Макроеволюція.

Макроеволюція – еволюційний процес, що призводить до виникнення надвидових таксонів. Займає грандіозні проміжки часу і недоступна для безпосереднього спостереження. Основними формами макроеволюційних груп є дивергентна, конвергентна та паралельна.

Дивергенція – розиток ознак відмінності в особин одного виду внаслідок пристосування до різних умов середовища. Прикладом є поява рядів ссавців, які походять від спільного предка.

Конвергенція – незалежний розвиток подібних ознак у філогенетично віддалених організмів внаслідок пристосування їх до подібних умов середовища. Приклад – поява крил у різних тварин, форми тіла в акул, іхтіозаврів та дельфінів.

Паралелізм – незалежний розвиток подібних ознак у споріднених систематичних груп організмів. Приклад – подібність форми тіла у ластоногих, виникнення шаблезубості в різних групах викопних кішок, наявність каст мурах-«солдатів» у різних видів.

Порівняльно-анатомічні докази еволюції

Докази еволюції – наукові дані, що підтверджують історичний розвиток усіх живих істот. Порівняльно-анатомічні, палеонтологічні, ембріологічні, біогеографічні, біохімічні, екологічні, етологічні, фізіологічні та багато інших досліджень історичного розвитку організмів підтверджують факт еволюції, з’ясовують шляхи і напрями еволюції, ступінь спорідненості між різними систематичними групами тощо.

Палеонтологічні докази - мають найбільш надійний та наочний характер, вивчають вимерлі організми, їх вигляд та біологічні особливості, на основі чого відновлюють хід еволюції.

Порівняльно-анатомічні докази – свідчать про подібність у будові тварин, чим допомагають з’ясувати родинні зв’язки між різними групами тварин і їхнє походження в процесі еволюції.

Гомологічні органи – це органи, які подібні за будовою та походженням, але виконують різні функції. Напр. ласт тюленя і кінцівка крота, кореневище пирію і бульби картоплі. Наявність гомологічних органів є доказом дивергентної еволюції.

Аналогічні органи – це органи, які виконують подібні функції, але не мають спільного плану будови і походження. Напр., крила метеликів і крила птахів, бульби картоплі і кореневі бульби жоржини. Наявність аналогічних органів є доказом конвергентної еволюції.

Рудименти – органи, що втратили в процесі еволюції початкове значення для збереження виду і знаходяться в стадії зникнення. Напр., лусочки на коренищах рослин, залишок третьої повіки у людини, очі у кротів, куприк людини.

Атавізми – випадки повернення у окремих особин до ознак предків. Напр., бічні пальці у коней, смугастість у поросят домашніх тварин, поява кінцівок у безногих ящірок, надмірний волосяний покрив у людини, багатососковість людини, хвостовий придаток людини.

Біохімічні докази – схожіть молекулярної організації живих істот. Універсальність генетичного коду, хімічного складу мембран, побудова білків тощо.

Молекулярно-генетичні докази – дають змогу порівняти навіть дуже віддалені групи організмів – бактерії, еукаріоти та археї – і робити висновок про їхню еволюційну спорідненість.

Біологічний прогрес – напрям еволюції, при якому народжуванясть в популяції переважає смертність.

Ароморфози – морфофізіологічний прогрес – еволюційні зміни, які підвищують рівень організації організму загалом і відкривають нові можливості для пристосування до різноманітних умов існування. Напр., виникнення кровоносної системи у кільчаків, поява серця у молюсків, виникнення щелеп у риб, поява насіння у насінних папоротей, утворення квітки й плоду у покритонасінних.

Ідіоадаптація – еволюційні зміни, які мають характер пристосування до певних умов і не змінюють рівень організації організмів. Напр., різноманітна будова квіток чи плодів покритонасінних, кінцівок у птахів чи ссавців.

Загальна дегенерація – морфофізіологічний регрес – явище спрощення організмів у процесі еволюції – зникнення у паразитів органів чуттів, травної системи тощо.

Біологічний регрес – напрямок еволюції, при якому смертність у популяції переважає над народжуваністю – зменшення чисельності особин, звуження площі існування, зниження темпів внутрішньовидової мінливості, зменшення різноманітності групи, низький потенціал виживання.

Гіпотези виникнення життя на Землі

Погляди на виникнення життя на Землі.

Походження життя – одна з трьох найважливіших світоглядних проблем поряд з проблемою походження нашого Всесвіту і проблемою походження людини.

Гіпотеза креаціонізму – життя було створене Творцем у певний час і не зазнає еволюції.

Гіпотеза спонтанного самозародження – життя виникало неодноразово із речовин неживої природи.

Гіпотеза стаціонарного стану – життя існувало завжди, змінювалась лише його чисельність у різні геологічні періоди.

Гіпотеза панспермії – Ріхтер, Арреніус – життя занесене на нашу планету із Всесвіту у вигляді життєвих зародків.

Гіпотеза біохімічної еволюції – Опарін, Холдейн – життя виникло в результаті багатоетапних процесів абіогенного синтезу органічних речовин, що підпорядковуються природним законам.

Гіпотеза світу РНК – Річ, Воез, Гілберт – РНК була першою формою життя на Землі.

Гіпотеза світу поліароматичних вуглеводнів – Платс – поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ), які, можливо, були в надлишку в первинному бульйоні Землі, призвели до синтезу молекул РНК і виникнення життя.

Людина та різні форми життя на Землі створені вищою, надприродною силою в процесі актів творіння є основою креаціонізму.

Однією з найпоширеніших є гіпотеза панспермії. Панспермія – гіпотеза про появу життя на Землі внаслідок занесення з Космосу певних «зародків життя». Суть цієї гіпотези у припущенні, що організми позаземного походження занесені на Землю з космосу з метеоритами та космічним пилом. На сьогодні немає достовірних підтверджень позаземного виникнення організмів, хоча їх і знайшли на метеоритах, вони мають значну стійкість до космічного випромінювання.

Сучасні погляди на первинні етапи еволюції життя.

АБІОГЕНЕЗ – гіпотеза природного походження життя на Землі шляхом послідовного хімічного ускладнення карбоновмісних речовин та утворення колоїдних розчинів у первинному океані.

Передбіологічна (хімічна) еволюція – це процес абіогенного синтезу макромолекул та утворення первісних біологічних систем. Цей процес протікав упродовж мільярдів років у специфічних умовах під впливом зовнішніх джерел енергії. Існує є менше трьох гіпотез щодо умов, за яких з’явилося життя: у гарячих джерелах біля підніжжя вулканів (підтвердженням є знахідки архебактерій у джерелах Єеллоустонського національного парку, США), під льодом (знахідки органічних сполук в Гренландії), на мілководді теплих морів. Цікавим є оцінювання джерел енергії первісної Землі, що використовувались для синтезу органічних сполук. Науковці називають сонячну енергію на першому місці, далі енергія, випромінювана з глибин земної кори, тепло вулканічного походження та електричні розряди.

Утворення поширених у живій природі органічних сполук відбувається в ряд етапів.

1. Абіогенний синтез органічних мономерів (органічних кислот, амінокислот, вуглеводів, азотистих основ). Найвідомішим експериментам для перевірки можливості хімічної еволюції був дослід Міллера-Юрі – дослід, який змоделював умови прадавньої Землі. Вихідними речовинами для експерименту були вода, метан, амоніак та водень. Ці хімічні речовини помістили в герметично запаяну стерильну систему колб й трубок, з’єднаних між собою. В одну з колб залили воду, а в іншій помістили електроди. Колбу з водою підігрівали, щоб рідина випаровувалася, між електродами періодично пропускалася іскра, яка відповідала блискавкам. Потім атмосфера охолоджувалася, вода конденсувалася, просочувалася назад в першу колбу, здійснюючи замкнутий цикл. Після тижня неперервної дії установки Міллер та Юрі виявили, що 10-15% всього Карбону входили до складу органічних речовин (амінокислот, моносахариди, ліпіди й деякі складові компоненти нуклеїнових кислот). Експеримент був поставлений у 1952 році Стенлі Міллером та Гарольдом Юрі в Чиказькому університеті. Результати були опубліковані в 1953 році.

2. Абіогенний синтез органічних полімерів та ліпідів. Існує декілька теорій для пояснення цих подій: термічна теорія С. Фокса (із суміші амінокислот за 180-200 0С отримували протеїноїди), теорія адсорбції Д. Бернала (синтез полімерів, для яких каталізаторами були йони металів, а матрицею – частки пористої глини), низькотемпературна теорія К. Сімонеску та Ф. Денеш (отримання ліпідів та пептидів в умовах холодної плазми).

3. Утворення фазово-відокремлених органічних систем (скупчень полімерів, відокремлених від води поверхнею розділу), які могли рости й розмножуватися. Такі системи отримуютьв лабораторних умовах і їх ілюструють такі поняття, як «коцервати» Опаріна, «мікросфери» Фокса, «міхурці» Гольдекра тощо.

4. Утворення протобіонтів (автономні біологічні системи, які мали білки й нуклеїнові кислоти, ліпідні мембрани, реакції матричного синтезу і були здатні до самовідтворення). Поява протобіонтів завершила процес хімічної еволюції. За час існування протобіонтів утворилися справжні ферменти, зросла стійкість матричного синтезу й почали утворюватися клітинні мембрани. З протоклітин понад 3,5 млрд. років з’являються архебіонти – перші організми, у яких вже була клітинна мембрана, цитоплазма, генетичний матеріал, виникли реплікація і біосинтез білків на основі генетичного коду. Архебіонти є спільними предками усіх нині існуючих організмів, яких поділяють на бактерій, архей та еукаріотів.

Цікавими у цьому аспекті є гіпотеза «РНК-світу». Згідно з цією гіпотезою РНК була першою формою життя на Землі, яка пізніше розвинула навколо себе клітинну мембрану і стала першою клітиною прокаріотів. Гіпотеза світу РНК заснована на здатності РНК запам’ятовувати, передавати і дублювати генетичну інформацію, так само, як це робить ДНК. На додаток до цього, РНК може також діяти як фермент-рибозим.

Біологічна еволюція – це історичний розвиток життя на Земні від первісних біосистем до сучасного органічного світу. З протоклітин понад 3,5 млрд років з’являються архебіонти – перші організми, у яких реплікація і біосинтез білків на основі генетичного коду. Архебіонти є спільними предками усіх нині існуючих організмів, яких поділяють на бактерій, архей та еукаріотів.

1. Поява бактерій і архей відбувалася в архейській ері. Сьогодні екологічні погляди на розвиток життя на Земла все більше переконують вчених, що процес виникнення гетеротрофів і автотрофів відбувався паралельно. В процесі історичного розвитку мали з’явитися прості, але надійні екосистеми з продуцентами, консументами і редуцентами. Доказом цього є викопні залишки строматолітів та існуючі й сьогодні подібні екосистеми у певних ділянках Землі. Можна лише захоплюватися поглядами В.І.Вернадського, який писав: «Перша поява життя на початку формування біосфери повинна була відбутися не у вигляді одного якогось організму, а у вигляді угруповання, що відповідає геохімічним функціям життя ».

2. Поява еукаріотів відбулася в протерозойську еру життя. У цей час у морях виникли первісні одноклітинні еукаріоти, які швидко дивергували на рослини, гриби і тварини, та багатоклітинні еукаріоти, які в екосистемах моря були представлені майже всіма типами тварин і основними відділами водоростей. Формування еукаротів пов’язане з такими ароморфозами, як поява ядра, диплоїдного набору хромосом і статевого розмноження. У них виникають справжній мітоз і мейоз. В еукаріотів з’являються мітохондрії й пластиди, які здійснюють процеси аеробного дихання й фотосинтезу. Є декілька гіпотез походження еукаріотів, з яких найчастіше згадується симбіотична гіпотеза (мітохондрії та пластиди є нащадками симбіотичних видів прокаріотів). Виникнення багатоклітинності було ще одним важливим ароморфозом в еволюції еукаріот. Гіпотезами походження багатоклітинних організмів є гіпотеза «гастреї» Е.Геккеля (предками були тварини, які нагадували гаструлу) та гіпотеза «фагоцители» І. Мечникова (предками були організми, вкриті шаром війчастих клітин і здатні до фагоцитозу).

Історичний розвиток органічного світу та періодизація еволюційних явищ.

Геохронологія життя на Землі – ряд проміжків часу, кожний з яких відображає певну геологічну або еволюційну подію в історії життя на Землі.

Найбільшу наочну ілюстрацію біологічної еволюції дає геохронологія – наука, що вивчає поступовість етапів розвитку земної кори та органічного світу Землі. Історію Землі поділяють на обриси Землі, зміни клімату тощо. Історію Землі вивчають за допомогою різних методів, основними з яких є стратиграфічний (вивчення взаємного співвідношення шарів та встановлення послідовності їх утворення в часі) та палеонтологічний (вивчення органічних решток у шарах Землі). Для визначення віку порід і тих органічних залишків, які є у них, застосовують радіоізотопний метод – метод визначення віку за періодом радіоактивного напіврозпаду урану, що перетворюється на свинець. Кожному відрізку геологічного часу відповідає певний вид, рід, клас, родина тваринних або рослинних організмів, котрі є визначальними при визначенні віку порід і називаються «керівними копалинами».

Ера, тривалість	Період	Основні еволюційні події
Архейська (ера найдавнішого життя, бл. 2000 млн років)	Виникнення клітин, подібних до прокаріотів. Час життя останнього універсального загального предка; відбувається поділ на бактерій та архей. Поява ціанобактерій. Внасліджок життєдіяльності ціанобактерій й утворилися мікроскам’янілості у вигляді строматолітів.
Протерозойська (ера раннього життя,бл. 1900 млн років)	Відбувається киснева катастрофа і появляються аеробні доядерні організми. Поява еукаріотів, які швидко дивергували на рослини, гриби і тварини. Поява багатоклітинних організмів – тварин (губки, кишковопорожнинні, черви, молюски, голкошкірі, нижчі хордові) і рослин (червоні водорості)
Палеозойська (ера давнього життя, бл. 330 млн. років)	Кембрій	Поява тварин зі скелетом. Перші членистоногі на Землі – трилобіти
	Ордовік	З’являються перші хребетні, якими були панцирні безщелепні та перші судинні рослини.
	Силур	Вихід рослин (риніофіти) і безхребетних тварин (ракоскорпіони) на суходіл
	Девон	Поява вищих спорових. З’являються щелепороті панцирні риби і земноводні (лабіринтодонти)
	Карбон	Виникають насінні папороті та перші плазуни (котилозаври)
	Перм	Поява голонасінних і звірозубих ящерів (теріодонтів)
Мезозойська (ера середнього життя, бл. 175 млн років)	Тріас	Поява динозаврів. Поява перших ссавців.
	Юра	Поява діатомових водоростей і птахів
	Крейда	Поява покритонасінних, сумчастих і плацентарних
Кайнозойська (ера нового життя, бл. 65 млн рокір)	Палеоген	Поява та розквіт плацентарних ссавців та птахів
	Неоген	Виникли перші людиноподібні мавпи та австралопітеки
	Антропоген	Поява людини

ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

Екологічні чинники та їх класифікація

Екологічні чинники – це усі природні компоненти та явища навколишнього середовища, які впливають на живі організми. Ці чинники є причиною, рушійною силою процесів у взаємовідносинах організмів й середовища. Екологічні чинники середовища здійснюють різні прямі й опосередковані, позитивні чи негативні впливи і можуть бути для живих організмів подразниками, обмежувачами, модифікаторами, сигналами та ін..

Екологічні чинники можуть мати фізичну, хімічну чи біологічну природу. Між ними існують тісні взаємозв’язки та їхні впливи мають комплексний характер.

Ресурси навколишнього середовища – це ті чинники, які організми використовують, споживають, тим самим зменшуючи їхню кількість (вода, їжа, кисень, вуглекислий газ повітря, схованки для рпозмноження).

Умови існування – це чинники, до яких організми змушені пристосовуватися, але вплинути н7а них не можуть (світло для бджоли є умовою зорової орієнтації).

ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ

Абіотичні

Антропогенні

Біотичні

Кліматичні (впливи світла, температури, вологості);
Атмосферні (впливи повітря);
Едафічні (впливи грунту);
Гідрологічні (впливи води);
Топографічні, або орографічні (впливи рельєфу)

-Техногенні (впливи галузей промисловості);

- Антропогенні (опосередкований вплив людини)

Симбіотичні,нейтральні та антагоністичні
Вірусогенні, мікробіогенні, фіто генні, мікогенні, зоогенні
Внутрішньовидові й міжвидові

Прояв впливу чинників виявляється зміні життєдіяльності організмів. У діапазоні їхньої дії виділяють певні зоні:

Зона нормальної життєдіяльності (оптимальні умови) – значення чинника, що є найсприятливішим для життєдіяльності організмів і за якого спостерігається ріст і розмноження (нижній і верхній песимум);
Зони пригнічення (песимальні умови, стресові зони) – значення чинника, заяких організми зберігають життєдіяльність, але не ростуть і не розмножуються; що більше значення чинника відхиляється від оптимальних, то сильніше пригнічується життєдіяльність особин;
Зона екологічної валентності (діапазон витривалості, межі витривалості) – діапазон мінливості чинника, вмежах якого можлива нормальна життєдіяльність. Розрізняють верхню і нижню межі витривалості.

Закон обмежувального чинника (закон мінімуму, закон Лібіха, 1840р): найбільшу лімітуюючу дію на організм, популяцію або угрупування справляють ті життєво важливі фактори зовнішнього середовища, кількість (концентрація) яких близька до мінімального критичного рівня (температура, світло, тиск,біогенні речовини тощо).

Закон толерантності (закон Шелфорда, 1913 р.): лімітуючи м чинником процвітання будь-якого організму (виду) в певному місцеперебування може бути як мінімум, так і максимум його впливу,діапазон між якими визначає витривалість (толерантність) організму.

Закон сукупної дії екологічних чинників (закон ефективності факторів, закон О.Мітчерліха, 1909 р.): уприроді один екологічний фактор може впливати на інший, тому успіх виду в довкіллі залежить від взаємодії чинників (напр.. підвищена температура сприяє випаровуванню води, тварини важче переживають високі температури при значній вологості).

Закон взаємокомпенсації екологічних чинників (закон Рюбеля, 1930 р.): відсутність або нестача деяких екологічних факторів можуть бути компенсовані іншими близькими факторами.

ЕКОЛОГІЧНА ВАЛЕНТНІСТЬ – екологічна толерантність – здатність організмів витримувати певну амплітуду коливань екологічних чинників. За екологічною валентністю організми поділяють на такі екологічні групи: стенобіонти і еврибіонти.

Стенобіонти – організми, які можуть жити лише за дуже незначних змін чинників середовища (високоспеціалізовані види, симбіонти, мешканці морських глибин, печер, лісів, високогір’я). Належать:

Стенофаги – організми, які живляться небагатьма видами корму (колібрі, осоїди, коала);
Стенобати – організми, існування яких можливе тільки на певній глибині за певного тиску води (клопи-водомірки, глибоководні кальмари, риби-вудильники);
Стенотерми – організми, пристосовані до відносно постійних температурних умов довкілля і не витримують їхніх коливань (форель річкова зустрічається в холодних гірських річках);
Стеногали – організми, що витримують лише незначні зміни солоності середовища (головоногі молюски, карась, видра річкова).

Еврибіонти – організми, що можуть жити за значних змін екологічних чинників. Належать:

Еврифаги – організми, які живляться найрізноманітнішою рослинною ітваринною їжею (пацюк сірий, тарган рудий, свиня дика, бурий ведмідь, крук);
Еврибати – організмиз широким діапазоном вертикального понирення, які витримують значні коливання тиску води (губки, голкошкірі, кити);
Евритерми – організми, що пристосовані до значних коливань температури середовища (вовк сірий, сосна звичайна);
Евригали – організми, здатні існувати у середовищі зі значними змінами солоності (очерет звичайний, прохідні риби).

ЕКОЛОГІЧНА НІША – це просторовеі функціональне багатовимірне місце виду (організмів, популяції) в екосистемі, що визначається їхнім біотичним потенціалом та сукупністю чинників довкілля, до яких він пристосований. Визначається 3 складовими: 1) просторовим розташуванням в екосистемі; 2) взаємозв’язками з абіотичними і біотичними чинниками місць проживання; 3) екологічними функціями в екосистемі.

Ширина екологічної ніші – параметр, який визначають за діапазоном дії будь-якогго екологічного чинника в межах угруповання та оцінюють шляхом порівняння з шириною екологічної ніші інших видів (організмів, популяцій). Шириною ніші є різноманітність ресурсів, що використовуються певним видом (організмом).

Перекривання екологічної ніші – це параметр, що характеризує використання різними видами (популяціями, організмами) одних ресурсів середовища і характер конкуренції між ними.

Правило конкурентного виключення –правила Гаузе – якщо два вида хз подібними вимогами до середовища (харчування, поведінки, місць розмноження) вступають у конкурентні відносини, то один з них повинен загинути або змінити свій спосіб життя і зайняти нову екологічну нішу.

Правило обов’язкового заповнення екологічних ніш – порожня екологічна ніша завжди буває природно заповнена.

ПОПУЛЯЦІЯ – це сукупність особин одного виду організмів, які упродовж багатьох поколінь існують в межах певної території виду, вільно схрещуються і відносно ізольовані від інших популяцій виду. Популяція утворює самостійну генетичну систему й формує власну екологічну нішу.

Метапопуляція – популяції, які складаються з часткових популяцій, міцж якими наявний обмін генетичним матеріалом.

Агрегація – тимчасово просторово відокремлена група особин – зграя сарани, що мігрує, або вужі, що зіюралисяв купу на зимівлю – сприяє виживанню популяції, але посилює антагонізм між особинами (принцип Оллі).

Дем – локальна популяція – відн7осно невелика частково відокремлена від інших груп особин певного виду, які переважно схрещуються між собою.

За критерієм здатності до самовідтворення розрізняють незалежні, напівзалежні, залежні популяції.

Структура популяції – поділ популяції на групи особин, які відрізняються за певними властивостями (розміри, стать, розташування, особливості поведінки тощо). Розрізняють:

Статева структура – співвідношення особин різних статей, тобто відношення кількості самців до кількості самок;
Вікова структура – розподіл особин популяції за віковими групами;
Генетична структура – співвідношення частоти зустрічальності алелів та генотипів – визначається чисельністю, дією природного добору, мутаційним процесом, генним потоком, ізоляцією;
Просторова структура – розподіл особин популяції територією, яку вона займає.
Етологічна структура - система взаємозв’язків між особинами, що виявляється в їхній поведінці;

Екологічна характеристика популяції – це перелік особливостей, які описують взаємодію популяцій з комплексом екологічних факторів певного середовища існування. Будь-яка популяція виду займає певну територію – популяційний ареал. Кожна популяція характеризується чисельністю – кількість особин, яка входить до складу популяції і займає певну площу або об’єм в біоценозі. Чисельність популяції визначається народжуваністю, смертністю, їхнім співвідношенням у вигляді природного приросту, а також іміграцією (вселення) та еміграцією (виселення). Щільність популяції визначається середнім числом особин, що припадає на одиницю площі або об’єму. Для кожного комплексу умов середовища існування єпевна оптимальна густота популяції, яка визначається ємкістю середовища існування.

Кількісні параметри популяції розділяють на статичні і динамічні.

Статичні показники популяції – характеризують стан популяції на даний момент часу. Основні з них:

Популяційний ареал – простір, заселений особинами конкурентної популяції
Чисельність популяції – кількість особин, яка входить до складу популяції і займає певну площу або об’єм в біоценозі.
Щільність популяції – середня кількість особин, що припадає на одиницю площі або об’єму простору, зайнятого популяцією.

Динамічні показники популяції – відображають процеси, що протікають у популяції запевний проміжок часу. Ці процеси змінюють розміри ареалу, чисельність особин, склад популяцій за статтю, віком, поведінкою, розташуванням в просторіц. Основні з них: народжуваність, смертність, приріст популяції.

Народжуваність – число особин популяції, що народжується за одиницю часу.

Смертність – число особин популяції, що гине за цей самий час.

Приріст популяції – тце різниця між чисельністю популяції на початку та наприкінці певного періоду часу.

Популяційні хвилі – це періодичні або неперіодичні зміни чисельності популяції під впливом різних факторів (поняття ввів Четвериков).; це одна з причин дрейфу генів, що викликає наступні явища: зростання генетичної однорідності (гомозиготності) популяції; концентрацію рідкісних алелей; збереження алелей, що знижують життєздатність особин; зміну генофонду в різних популяціях. Можуть бути сезонними (зумовлені особливостями життєвих циклів або сезонною зміною кліматичних факторів) і несезонними (спричинені змінами різних екологічних факторів).

Гомеостаз популяції – це підтримка чисельності популяції напевному, оптимальному для даного середовища існування, рівні. Впливають абіотичні чинники, міжвидовітавнутрішньовидові взаємозв’язки.

Життєздатність популяції – сукупність властивостей, ознак і процесів, що забезпечують притаманну їй здатність підтримувати рівень організації, необхідний для здійснення функцій в екосистемах та відновлення, розселення й еволюція часу.

Мінімальна життєздатна популяція – це мінімальна кількість особин, яка необхідна для підтримання стабільного її відтворення протягом багатьох поколінь.

Екологічна стратегія популяції – сукупність пристосувань особин популяції, що забезпечують їхнє тривале існування, можливість захоплювати вільні екологічні ніші, переживати стрес та відновлювати структуру й функції.

У 1967 р. Макартур та Вілсон виділили дві протилежні стратегії існування популяцій, які отримали умовні назви r- та К-стратегії.

r-стратегії – характеризуються бурхливим темпом розмноження, швидким досягненням статевої зрілості, коротким життєвим циклом, здатністю до швидкого поширення в нових біотопах, а також здатністю до переживання несприятливих періодів у стані спокою;

К-стратеги – мають низький темп розмноження, але характеризуються тривалим терміном життя, підвищеною захищеністю від хижаків, різними формами турботи про нащадків.

ЕКОСИСТЕМА – сукупність організмів різних видів та середовища їхнього існування, що пов’язані обміном речовин, енергії та інформації. Поняття запропонував Тенслі у 1935 р.

Екосистемологія – наука про закономірності формування, структурно-функціональні особливості, поширення, еволюцію, динаміку, способи використання та охорону екосистем.

Структура екосистем

Абіотична частина (Біотоп)

←

Циклічний кругообіг речовин та лінійний потік енергії

→

Біотична частина (Біоценоз)

Неорганічні сполуки

Органічні сполуки

Кліматичний режим

(мікроклімат) – сукупність умов й ресурсів існування організмів

Продуценти – утворювачі органічної речовини

Консументи – споживачі органічної речовини (тварини)

Редуценти – руйнівники органічних решток (бактерії, гриби)

Властивості екосистеми:

Цілісність – властивість, що забезпечується тісними зв’язками організмів між собою та середовищем існування;
Стійкість – властивість, що є результатом тривалої та глибокої коеволюції живих організмів та їх усталених відносин до компонентів неживої природи;
Біопродуктивність екосистеми – відтворення біомаси організмів, які входять до складу екосистеми; може бути виражене певною величиною – біопродукцією за одиницю часу на одиницю площі;
Саморегуляція – властивість відновлювати динамічну рівновагу, що виявляється коливаннями кількісних та якісних показників продуктивності, швидкості кругообігу речовин та потік енергії навколо певних оптимальних значень;
Самоорганізація системи – це властивість екосистеми упорядковувати внутрішню структуру і функціонування, що забезпечується механізмами саморегуляції.

Консорції – найменша екосистема – окреме зелене дерево, трухляві пні, мертві стовбури дерев, мурашники.

Біоми – сукупність екосистем з відносно подібними характеристиками, які займають певну територію й розвиваються в подібних кліматичних умовах певної природної зони – вологі тропічні ліси, тундра, тайга, степ, пустелі, напівпустелі, савани, широколисті ліси, хвойні ліси, морські екосистеми.

За походженням екосистеми поділяють наприродні і штучні. За специфікою структури йкругообігу речовин та енергії: наземні та водні.

БІОЦЕНОЗ – сукупність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що заселяють певну ділянку суші або водойми (біотоп). Термін ввів Мебіус у 1877 р. Виділяють компоненти: зоценоз (сукупність тварин), фітоценоз (сукупність рослин), мікробіоценоз (сукупність мікрооорганізмів).

Видове різноманіття біоценозу – це сукупність видів, які утворюють певний біоценоз.

Структура біоценозу – це закономірні зв’язки і визначений розподіл різних елементів системи. Розрізняють: трофічну, просторову, горизонтальну, екологічну структури.

БІОТОП – ділянка земної поверхні з однотипними умовами, яку займає певне біотичне угруповання (біоценоз).

Типи взаємозв’язків між популяціями. Біотичні зв’язки – взаємовідносини між організмами популяцій різних видів в екосистемах. Основні типи: прямі зв’язки – зв’язують дві популяції (хижак-здобич); непрямі зв’язки – популяція одного виду впливає на популяцію другого, через популяцію третього (хижаки, поїдаючи здобич, впливають на популяцію рослин); трофічні – зв’язки живлення (хижак-здобич); топічні – просторові зв’язки (орхідеї на стовбурах дерев); фабричні – зв’язки, пов’язані з наданням середовища чи притулку (дятел робить дупла); форичні- зв’язки, пов’язані з перенесенням особинами одних видів особин іншого виду (перенесення насіння і плодів, яким властива зоохорія); антибіотичні взаємозв’язки (хижацтво, конкуренція, виїдання) – кожна з взаємодіючих популяцій різних видів відчуває негативний вплив іншої; нейтральні взаємозв’язки – існування на спільній території популяцій різних видів не спричинює для ткожєної із них ніяких наслідків (хижаки різних видів); симбіотичні взаємозв’язки – мутуалізм, коменсалізм, паразитизм – усі форми співіснування організмів різних видів.

Продуценти – популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних (зелені рослини, ціанобактерії, фото- і хемосинтезуючі бактерії).

Консументи – популяції гетеротрофних організмів, які живляться безпосередньо або через інші організми готовою органічною речовиною, синтезованою автотрофами (консументи І-го і ІІ-го порядків) .

Редуценти – популяції гетеротрофних організмів, які в процесі життєдіяльності розкладають мертві органічні речовини до мінеральних, котрі потім використовуються продуцентами – детритофаги (споживають подріблену органіку), копрофаги (поїдають послід тварині людини), некрофаги (поїдають трупи тварин).

ТРОФІЧНАСТРУКТУРА БІОЦЕНОЗУ - сукупність всіх харчових зв’язків між видами, що входять до складу біоценозу.

Трофічний ланцюг – це послідовний ряд живих організмів, пов’язаних харчовими зв’язками, який відображає передачу речовини та енергії в екосистемі.

Екологічна піраміда – це графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення. Типи екологічних пірамід: піраміди чисел; піраміди біомаси; піраміди енергії; піраміди біопродуктивності.

Екологічні сукцесії – спрямовані послідовні змиіни угруповань організмів напевній ділянці середовища, які призводять до відновлення чи перетворення екосисте5м відповідно до природних умов. Сукцесії бувають повільними і швидкими.

Закономірності сукцесії – принцип Ле Шательє – будь-які зовнішні впливи, що виводять систему зі стану рівноваги, викликають у цій системі процеси, що намагаться послабити зовнішнів вплив та повернути систему в початковий рівноважний стан.

Агроценози – агроекосистеми – це штучні екосистеми, створені людиною для отримання сільськогосподарської продукції.

БІОСФЕРА - особлива оболонка Землі, населена живими істотами. Дослідженнями біосфери займається біосферологія. Живі організми концентрують, перерозподіляють хімічні елементи, синтезують з них й розщеплюють хімічні сполуки

Біогеохімічний цикл – біогеоцикл – це перетворення і переміщення хімічного елемента, що відбувається за сумісної дії біотичних та абіотичних компонентів біосфери. Поняття ввів Вернадський у 1910 році. Рушійними силами цих циклів є потік енергії Сонця і частково енергія геологічних процесів планети.

Вчення про біосферу – це наукове узагальнення принципів організації, властивостей і розвитку біосфери як глобальної екосистеми і пояснення найважливішої ролі, яку виконала і виконує жива речовина на планеті.

АНТРОПІЧНІ ЧИННИКИ - сукупність впливів господарської діяльності людини на природу, що змінюють стан середовища існування різних живих істот. За останні сто років спостерігається збільшення кількості населення Землі та різке зростання промислового виробництва, виробництва енергії, продуктів сільського господарства. Вплив людини може бути прямим і непрямим. Результати впливу – позитивні, негативні.

Забруднення довкілля – це надходження в навколишнє середовище речовин та енергії, що призводить до появи порушень стуктури і функцій біосфери. Види забруднень: механічне, фізичне, хімічне та біологічне.

Парниковий ефект – тепличний ефект – нагрівання нижніх шарів атмосфери і поверхні Землі внаслідок поглинання водяною парою, вуглекислим газом відбитого від поверхні планети теплового випромінювання.

Смог – видиме сильне забруднення повітря, що характеризується поєднанням частинок пилу, краплин туману, газоподібних забруднювачів і диму.

Якість довкілля – міра відповідності навколишнього середовища і природних вимог потребам людей та інших організмів.

Екологічні глобальні проблеми – це зміни стану довкілля внаслідок дії масштабних техногенних впливів, що порушують організацію соціосфери.

Збереження біорізноманіття – це сукупність заходів, спрямованих на охорону окремих популяцій, видів й екосистем у цілому разом з їхнім середовищем існування.

Екологічна політика – це діяльність суспільства і держави, спрямована на охорону та оздоровлення природного середовища, ефективне поєднання функцій природокористування і охорони довкілля, забезпечення екологічної безпеки громадян.

АДАПТАЦІЯ – загальна властивість усіх біосистем до формування й розвитку нових біологічних ознак у відповідності до змін умов навколишнього середовища.

АДАПТАЦІОГЕНЕЗ – процес формування нових пристосувань чи удосконалення існуючих до певних умов існування завдяки зміні генетичної структури популяції під впливом еволюційних чинників.

Екологічна пластичність – це здатність організмів виду до існування в певному діапазоні значень екологічного чинника.

Коеволюція – еволюційна взаємодія організмів різних видів, які не обмінюються генетичною інформацією,але об’єднані тісними екологічними зв’язками.

Коадаптація – взаємопристосування різних видів у процесі еволюції до нових умов існування.

СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ – це природні процеси й тіла, з якими організми різних видів під час свого життя перебувають в прямих або тнепрямих взаємовідносинах.

Гідробіонти – морські та прісноводні організми, які постійно живуть у водному середовищі. Основні екологічні групи: нейстон (організми, що живуть на межі водного та повітряного середовища – твариноподібні організми, планарії, дрібні молюски, тощо); планктон (організми, які дрейфують у товщі води та неможуть активно протистояти течіям –бактеріофаги, бактерії, археї, одноклітинні водорості, медузи, дрібні ракоподібні, молюски, личинки риб); нектон (сукупність активно плаваючих організмів, що мешкають у водній товщі, можуть активно пручатись течії та переміщуватися на значні відстані); бентос (це рослинні і тваринні організми, що живуть на грунті та в грунті морських та прісних водойм).

Аеробіонти – організми, які населяють наземно-повітряне середовище. За відношенням до вмісту кисню серед організмів виділяють: анаероби (здатні жити і розвиватися в безкисневому середовищі) і аероби (здатні існувати лише в кисневмісному середовищі). За відношенням до температури: термофіли (живуть в умовах постійно високих температур) і кріофіти (спеціалізовані до життя в холодних умовах). За відношенням до вологості: гігрофіли (пристосовані до життя в умовах високої вологості) і ксерофіли (пристосовані до місцеіснувань з пониженою вологістю).

ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ – сукупність фізіологічних процесів, що підтримують температуру тіла організму відмінною відтемпературим навколишнього середовища.

Пойкілотермія – це стратегія виживання, за якої організми мають непостійну температуру тіла, що змінюється із змінами температури зовнішнього середовища і залежить від темла, що надходить ззовні.

Гомойотермія – це стратегія виживання організмів з постійною температурою тіла, яка не змінюється зі змінами температури зовнішнього середовища і залежить від тепла, що утворюється всередині.

Едафобіонти, або геобіонти – мешканці грунтового середовища існування. Розрізняють: мікробіонти, мікобіонти, фіто біонти, зообіонти.

СИМБІОЗ – явище закономірного співжиття організмів різних систематичних груп, а також стратегія кооперативної адаптації неспоріднених біосистем в стабільну симбіотичну систему з наявними стійкими облігатними зв’язками.

Мутуалізм – форма взаємовідносин, за якої сумісне співіснування є вигідним та обов’язковим для обох видів і вони не можуть жити самостійно – гриби і водорості, які утворюють лишайники.

Протокооперація – форма взаємовідносин, за якої сумісне співіснування є вигідним для обох видів, алене обов’язковим для них – взаємодія мурен і риб-чистильників.

Коменсалізм – форма взаємовідносин, за якої один з співіснуючих видів отримує користь від сумісного існування, не завдаючи шкоди іншому виду – виявляється у формах квар тиранства чи нахлібництва.

Паразитизм – форма взаємовідносин, за якої представники одного виду використовують представників іншого виду не лише як місце існування, але і як джерело живлення – паразитичні гриби, рослини і тварини.

Гостальне середовище існування – це біотичне середовище існування, пов’язане з ресурсами живого організму.

Онтобіонти – мешканці гостального середовища життя.

Паразитизм – це форма симбіотичних відносин, за якої паразит використовує організм хазяїна як джерело їжі і місце постійного чи тимчасового проживання та покладає на нього завдання регуляції своїх взаємовідносин із зовнішнім середовищем.

Адаптивні біологічні ритми – це регулярні зміни життєдіяльності біологічних систем, що співпадають за періодом із зовнішніми геофізичними циклами.

Фотоперіодизм – реакція організмів на співвідношення тривалості дня і ночі, що виявляється у періодичній зміні процесів життєдіяльності.

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Савчук Оксана Василівна

Пов’язані теми

Біологія, Методичні рекомендації

Додано

16 березня 2021

Переглядів

8883

Оцінка розробки

Відгуки відсутні