Вход
+7 831 235 38 53
Биология - готовые работы
2.2. Методы изучения условных рефлексов
Классические исследования условно-рефлекторной деятельности организма, заложившие основу учения И. П. Павлова о высшей нервной деятельности, были проведены с использованием рефлексов слюноотделения (эффекторное звено рефлекторной дуги — слюнные железы). Методика достаточно простая и сводится к следующей схеме. Для выработки положительного (или отрицательного) пищевого условного рефлекса животному предъявляют индифферентный по отношению к безусловному рефлексу слюноотделения стимул (например, световой или звуковой раздражитель) с последующим или одновременным подкреплением его безусловным раздражителем (пища). Для сбора слюны у животного предварительно производят операцию выведения протока слюнной железы (околоушной, подъязычной или подчелюстной) на наружную поверхность кожи. Характеристики как безусловного, так и вырабатываемого на его основе условного рефлекса изучают путем анализа качественного или количественного состава выделяемой слюны.
При выработке оборонительного условного рефлекса (например, на болевое раздражение) в качестве подкрепляющего безусловного рефлекса в этой схеме используют электрическое раздражение кожи.
Впоследствии при изучении условно-рефлекторной деятельности животных и человека стали широко применять и другие методики, например двигательные условные рефлексы. В этом случае эффекторное звено рефлекторной дуги образовано мышцами, определяющими, обеспечивающими те или иные двигательные акты.
При анализе нейрофизиологического механизма образования и реализации условно-рефлекторной деятельности наряду с изучением слюноотделительных и двигательных показателей рефлекторной реакции в настоящее время широко используют методы регистрации электрофизиологических, биохимических, морфологических (цито- и гистологических) показателей функционирования нервной системы; изучают вегетативные и поведенческие компоненты сложных условно-рефлекторных актов животного и человеческого организма.
2.3. Стадии образования условного рефлекса
В формировании, укреплении условного рефлекса различают две стадии: начальную (генерализация условного возбуждения) и конечную — стадию упроченного условного рефлекса (концентрация условного возбуждения).
Начальная стадия генерализованного условного возбуждения в сущности является продолжением более общей универсальной реакции организма на любой новый для него раздражитель, представленной безусловным ориентировочным рефлексом. Ориентировочный рефлекс — это генерализованная многокомпонентная сложная реакция организма на достаточно сильный внешний раздражитель, охватывающая многие его физиологические системы, включая и вегетативные. Биологическое значение ориентировочного рефлекса заключается в мобилизации функциональных систем организма для лучшего восприятия раздражителя, т. е. ориентировочный рефлекс носит адаптивный (приспособительный) характер. Внешне ориентировочная реакция, названная И. П. Павловым рефлексом «что такое?», проявляется у животного в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы в сторону стимула. Такая реакция — результат широкого распространения возбудительного процесса из очага начального возбуждения, вызванного действующим агентом, на окружающие центральные нервные структуры. Ориентировочный рефлекс в отличие от других безусловных рефлексов быстро угнетается, подавляется при повторных применениях стимула.
Начальная стадия образования условного рефлекса состоит в формировании временной связи не только на данный конкретный условный раздражитель, но и на все родственные ему по характеру стимулы. Нейрофизиологический механизм заключается в иррадиации возбуждения из центра проекции условного раздражителя на нервные клетки окружающих проекционных зон, близких в функциональном отношении клеткам центрального представительства условного раздражителя, на который образуется условный рефлекс. Чем дальше от начального исходного очага, вызванного основным стимулом, подкрепляемым безусловным стимулом, находится зона, охваченная иррадиацией возбуждения, тем меньше вероятность активации этой зоны. Следовательно, на начальной стадии генерализации условного возбуждения, характеризуемой обобщенной генерализованной реакцией, условно-рефлекторный ответ наблюдается на сходные, близкие по смыслу стимулы как результат распространения возбуждения из проекционной зоны основного условного стимула.
По мере укрепления условного рефлекса процессы иррадиации возбуждения сменяются процессами концентрации, ограничивающими очаг возбуждения только зоной представительства основного стимула. В результате наступает уточнение, специализация условного рефлекса. На конечной стадии упроченного условного рефлекса происходит концентрация условного возбуждения: условно-рефлекторная реакция наблюдается лишь на заданный стимул, на побочные близкие по смыслу раздражители — прекращается. На стадии концентрации условного возбуждения происходит локализация возбудительного процесса только в зоне центрального представительства условного стимула (реализуется реакция лишь на основной стимул), сопровождаемая торможением реакции на побочные стимулы. Внешним проявлением этой стадии является дифференцирование параметров действующего условного стимула — специализация условного рефлекса.
2.4. Виды условных рефлексов
По отношению условного раздражителя к сигнализируемой им реакции различают натуральные и искусственные условные рефлексы.
Натуральными называют условные рефлексы, которые образуются на раздражители, являющиеся естественными, обязательно сопутствующими признаками, свойствами безусловного стимула, на базе которого они вырабатываются (например, запах мяса при кормлении им). Натуральные условные рефлексы по сравнению с искусственными отличаются большей легкостью образования и большей прочностью.
Классические исследования условно-рефлекторной деятельности организма, заложившие основу учения И. П. Павлова о высшей нервной деятельности, были проведены с использованием рефлексов слюноотделения (эффекторное звено рефлекторной дуги — слюнные железы). Методика достаточно простая и сводится к следующей схеме. Для выработки положительного (или отрицательного) пищевого условного рефлекса животному предъявляют индифферентный по отношению к безусловному рефлексу слюноотделения стимул (например, световой или звуковой раздражитель) с последующим или одновременным подкреплением его безусловным раздражителем (пища). Для сбора слюны у животного предварительно производят операцию выведения протока слюнной железы (околоушной, подъязычной или подчелюстной) на наружную поверхность кожи. Характеристики как безусловного, так и вырабатываемого на его основе условного рефлекса изучают путем анализа качественного или количественного состава выделяемой слюны.
При выработке оборонительного условного рефлекса (например, на болевое раздражение) в качестве подкрепляющего безусловного рефлекса в этой схеме используют электрическое раздражение кожи.
Впоследствии при изучении условно-рефлекторной деятельности животных и человека стали широко применять и другие методики, например двигательные условные рефлексы. В этом случае эффекторное звено рефлекторной дуги образовано мышцами, определяющими, обеспечивающими те или иные двигательные акты.
При анализе нейрофизиологического механизма образования и реализации условно-рефлекторной деятельности наряду с изучением слюноотделительных и двигательных показателей рефлекторной реакции в настоящее время широко используют методы регистрации электрофизиологических, биохимических, морфологических (цито- и гистологических) показателей функционирования нервной системы; изучают вегетативные и поведенческие компоненты сложных условно-рефлекторных актов животного и человеческого организма.
2.3. Стадии образования условного рефлекса
В формировании, укреплении условного рефлекса различают две стадии: начальную (генерализация условного возбуждения) и конечную — стадию упроченного условного рефлекса (концентрация условного возбуждения).
Начальная стадия генерализованного условного возбуждения в сущности является продолжением более общей универсальной реакции организма на любой новый для него раздражитель, представленной безусловным ориентировочным рефлексом. Ориентировочный рефлекс — это генерализованная многокомпонентная сложная реакция организма на достаточно сильный внешний раздражитель, охватывающая многие его физиологические системы, включая и вегетативные. Биологическое значение ориентировочного рефлекса заключается в мобилизации функциональных систем организма для лучшего восприятия раздражителя, т. е. ориентировочный рефлекс носит адаптивный (приспособительный) характер. Внешне ориентировочная реакция, названная И. П. Павловым рефлексом «что такое?», проявляется у животного в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы в сторону стимула. Такая реакция — результат широкого распространения возбудительного процесса из очага начального возбуждения, вызванного действующим агентом, на окружающие центральные нервные структуры. Ориентировочный рефлекс в отличие от других безусловных рефлексов быстро угнетается, подавляется при повторных применениях стимула.
Начальная стадия образования условного рефлекса состоит в формировании временной связи не только на данный конкретный условный раздражитель, но и на все родственные ему по характеру стимулы. Нейрофизиологический механизм заключается в иррадиации возбуждения из центра проекции условного раздражителя на нервные клетки окружающих проекционных зон, близких в функциональном отношении клеткам центрального представительства условного раздражителя, на который образуется условный рефлекс. Чем дальше от начального исходного очага, вызванного основным стимулом, подкрепляемым безусловным стимулом, находится зона, охваченная иррадиацией возбуждения, тем меньше вероятность активации этой зоны. Следовательно, на начальной стадии генерализации условного возбуждения, характеризуемой обобщенной генерализованной реакцией, условно-рефлекторный ответ наблюдается на сходные, близкие по смыслу стимулы как результат распространения возбуждения из проекционной зоны основного условного стимула.
По мере укрепления условного рефлекса процессы иррадиации возбуждения сменяются процессами концентрации, ограничивающими очаг возбуждения только зоной представительства основного стимула. В результате наступает уточнение, специализация условного рефлекса. На конечной стадии упроченного условного рефлекса происходит концентрация условного возбуждения: условно-рефлекторная реакция наблюдается лишь на заданный стимул, на побочные близкие по смыслу раздражители — прекращается. На стадии концентрации условного возбуждения происходит локализация возбудительного процесса только в зоне центрального представительства условного стимула (реализуется реакция лишь на основной стимул), сопровождаемая торможением реакции на побочные стимулы. Внешним проявлением этой стадии является дифференцирование параметров действующего условного стимула — специализация условного рефлекса.
2.4. Виды условных рефлексов
По отношению условного раздражителя к сигнализируемой им реакции различают натуральные и искусственные условные рефлексы.
Натуральными называют условные рефлексы, которые образуются на раздражители, являющиеся естественными, обязательно сопутствующими признаками, свойствами безусловного стимула, на базе которого они вырабатываются (например, запах мяса при кормлении им). Натуральные условные рефлексы по сравнению с искусственными отличаются большей легкостью образования и большей прочностью.
Причины первой категории кроются в структуре самого таксономического разнообразия: оно, как и всякое природное явление, познавательно неисчерпаемо. Для всякого исследователя бывает доступно не разнообразие в целом, но лишь тот или иной его частный аспект. Очевидно, что чем сложнее объект исследования, тем более он «многоаспектен». Таким образом, таксономическое разнообразие «раскладывается» на несколько частных аспектов, каждый из которых отражается в особой классификации.
Понятно, что каждый такой аспект существует не сам по себе: его вычленение как объекта исследования возможно лишь на основании некоторой биологической (или какой-либо иной) теории. В рамках этой теории определяются те свойства разнообразия, которые считаются наиболее существенными для изучения. Из этого ясно: сколько теорий о таксономическом разнообразии может быть разработано, столькими аспектами оно будет явлено исследователям. И это составляет вторую категорию причин многообразия представлений о таксономическом разнообразии: они кроются в характере познавательной деятельности человека .
Расхождения в понимании того, что и как надлежит исследовать в биологической систематике, затрагивают весьма глубинные пласты. Так, для одних ученых таксономическое разнообразие – это сумма обитающих на Земле видов или даже просто организмов, для других – иерархия естественных групп, распознаваемых в качестве объективно существующих таксонов разного ранга. Что касается принципов познания, то здесь расхождения обнаруживаются уже на уровне логики: типологическая систематика оперирует двузначной логикой, новая систематика – вероятностной логикой, а кладистика – логикой так называемых одноместных высказываний.
Без особой натяжки можно утверждать, что каждому аспекту таксономического разнообразия соответствует определенная школа систематики. Она формулирует соответствующие теоретические принципы, позволяющие распознать и вычленить именно данный аспект, и разрабатывает наиболее подходящие методы его изучения и представления в форме классификации.
С развитием морфологии растений искусственная систематика растений уступила свое место «естественной», основанной на совокупности признаков. Первая «естественная система» была создана в 1789 г. Однако «естественная систематика» не была еще естественной в современном смысле, так как она не была еще эволюционной. Авторы естественных систем продолжали верить в постоянство видов. В естественных системах растения объединялись на основании «сродства», или «родства», под которым понималось, однако, не родство по происхождению, а лишь внешнее и часто поверхностное сходство. В естественных системах соединяются такие растения, которые обнаруживают наибольшее внешнее сходство между собой. В результате естественная систематика часто объединяла аналогичные эволюционные стадии или сходные верхушки разных филогенетических ветвей, т. е. она строила свои рубежи поперек течения эволюции. Тем не менее, многие построения естественной систематики предвосхитили выводы эволюционной систематики.
После торжества эволюционной идеи в биологии естественная систематика стала постепенно уступать свое место эволюционной, или филогенетической, систематике. Начался новый этап в ее развитии. Употреблявшийся и ранее термин «родство» получил новое значение, и перед систематикой возникли новые цели. Основной задачей систематики является теперь построение такой системы классификации, которая отражала бы родственные, т. е. эволюционные, взаимоотношения между организмами.
Современная систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками и широко пользуется как их фактическим материалом и идеями, так и методами исследования, в том числе экспериментальными .
Понятно, что каждый такой аспект существует не сам по себе: его вычленение как объекта исследования возможно лишь на основании некоторой биологической (или какой-либо иной) теории. В рамках этой теории определяются те свойства разнообразия, которые считаются наиболее существенными для изучения. Из этого ясно: сколько теорий о таксономическом разнообразии может быть разработано, столькими аспектами оно будет явлено исследователям. И это составляет вторую категорию причин многообразия представлений о таксономическом разнообразии: они кроются в характере познавательной деятельности человека .
Расхождения в понимании того, что и как надлежит исследовать в биологической систематике, затрагивают весьма глубинные пласты. Так, для одних ученых таксономическое разнообразие – это сумма обитающих на Земле видов или даже просто организмов, для других – иерархия естественных групп, распознаваемых в качестве объективно существующих таксонов разного ранга. Что касается принципов познания, то здесь расхождения обнаруживаются уже на уровне логики: типологическая систематика оперирует двузначной логикой, новая систематика – вероятностной логикой, а кладистика – логикой так называемых одноместных высказываний.
Без особой натяжки можно утверждать, что каждому аспекту таксономического разнообразия соответствует определенная школа систематики. Она формулирует соответствующие теоретические принципы, позволяющие распознать и вычленить именно данный аспект, и разрабатывает наиболее подходящие методы его изучения и представления в форме классификации.
С развитием морфологии растений искусственная систематика растений уступила свое место «естественной», основанной на совокупности признаков. Первая «естественная система» была создана в 1789 г. Однако «естественная систематика» не была еще естественной в современном смысле, так как она не была еще эволюционной. Авторы естественных систем продолжали верить в постоянство видов. В естественных системах растения объединялись на основании «сродства», или «родства», под которым понималось, однако, не родство по происхождению, а лишь внешнее и часто поверхностное сходство. В естественных системах соединяются такие растения, которые обнаруживают наибольшее внешнее сходство между собой. В результате естественная систематика часто объединяла аналогичные эволюционные стадии или сходные верхушки разных филогенетических ветвей, т. е. она строила свои рубежи поперек течения эволюции. Тем не менее, многие построения естественной систематики предвосхитили выводы эволюционной систематики.
После торжества эволюционной идеи в биологии естественная систематика стала постепенно уступать свое место эволюционной, или филогенетической, систематике. Начался новый этап в ее развитии. Употреблявшийся и ранее термин «родство» получил новое значение, и перед систематикой возникли новые цели. Основной задачей систематики является теперь построение такой системы классификации, которая отражала бы родственные, т. е. эволюционные, взаимоотношения между организмами.
Современная систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками и широко пользуется как их фактическим материалом и идеями, так и методами исследования, в том числе экспериментальными .
Тема 3. Строение эукариотических клеток. Морфо-функциональная характеристика клеточных структур и органелл, общих для всех типов эукариотических клеток. Строение животной клетки.
10. Охарактеризовать структуру и ферментный состав лизосом, их роль в переваривании материалов, поглощенных путем эндоцитоза, в автофагии и автолизе. Привести схематическое изображение процессов, в которых участвуют первичные лизосомы.
Лизосомы – шаровидные образования диаметром от 0,2 до 1 мкм, окруженные одной трехслойной мембраной. Клеточный центр состоит из двух телец цилиндрической формы, расположенных под прямым углом друг к другу – это центриоли. Стенки центриоли состоят из 9 пар микротрубочек. Центриоли способны к самосборке и относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы. В лизосомах содержится около 40 различных ферментов (гидролазы, фосфатаза, гликозидаза, рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, арилсульфатазы, коллагеназа, катепсины), разрушающих большие молекулы сложных органических соединений, поступающих в клетку (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды). В лизосомах подвергаются разрушению микроорганизмы и вирусы. Ферменты лизосом переваривают также отмершие структуры клетки и целые погибшие в организме клетки, т.е. выполняют процессы аутофагии (от греч. autos – сам, fagos – пожираю) и автолиза, когда содержимое лизосом попадает в цитоплазму, что приводит к саморастворению всей клетки. Если лизосомам не хватает каких-либо веществ, они могут путем автофагии «добывать» их, разрушая другие органеллы. Выделяют прелизосомы, собственно лизосомы и постлизосомы. В прелизосомах находятся вещества, подлежащие перевариванию, но отсутствуют ферменты. Собственно лизосомы подразделяются на первичные и вторичные. Первичные содержат вновь синтезированные ферменты. Вторичные образуются в результате слияния первичных с прелизосомами: таким образом в них содержится как субстрат, подлежащий перевариванию, так и необходимые ферменты. Постлизосомы содержат только остатки непереваренного субстрата.
Утрата лизосомами какой-либо из ферментативных систем приводит к тяжелым патологическим состояниям во всем организме – обычно наследственным болезням (болезни накопления), также с дефицитом лизосомных ферментов связывают развитие атеросклероза, ожирения и др. нарушений.
Тема 6. Особенности размножения животных, растений и грибов
10. Представить схему и охарактеризовать процесс развития пыльцевых зерен в пыльнике.
Процесс переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика называется опылением. Самоопыление – пыльца из тычинок попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Перекрестное опыление – пыльца переносится между цветками разных особей.
Семя→Зародыш семени→Проросток→Взрослое растение (спорофит)→Цветок→Тычинки→Пыльцевые мешки→Спорангий→(Мейоз) Много мелких спор, все споры развиваются→из споры образуется мужской заросток – гаметофит (пыльцевое зерно с вегетативной и генеративной клетками)→Пыльца попадает на рыльце пестика и прорастает внутрь завязи→из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка; из генеративной – два спермия→два спермия попадают в зародышевый мешок→ происходит двойное оплодотворение (один спермий оплодотворяет яйцеклетку – образуется зигота (2n), второй сливается с центральной клеткой – образуется триплоидная клетка (3n).
10. Охарактеризовать структуру и ферментный состав лизосом, их роль в переваривании материалов, поглощенных путем эндоцитоза, в автофагии и автолизе. Привести схематическое изображение процессов, в которых участвуют первичные лизосомы.
Лизосомы – шаровидные образования диаметром от 0,2 до 1 мкм, окруженные одной трехслойной мембраной. Клеточный центр состоит из двух телец цилиндрической формы, расположенных под прямым углом друг к другу – это центриоли. Стенки центриоли состоят из 9 пар микротрубочек. Центриоли способны к самосборке и относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы. В лизосомах содержится около 40 различных ферментов (гидролазы, фосфатаза, гликозидаза, рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, арилсульфатазы, коллагеназа, катепсины), разрушающих большие молекулы сложных органических соединений, поступающих в клетку (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды). В лизосомах подвергаются разрушению микроорганизмы и вирусы. Ферменты лизосом переваривают также отмершие структуры клетки и целые погибшие в организме клетки, т.е. выполняют процессы аутофагии (от греч. autos – сам, fagos – пожираю) и автолиза, когда содержимое лизосом попадает в цитоплазму, что приводит к саморастворению всей клетки. Если лизосомам не хватает каких-либо веществ, они могут путем автофагии «добывать» их, разрушая другие органеллы. Выделяют прелизосомы, собственно лизосомы и постлизосомы. В прелизосомах находятся вещества, подлежащие перевариванию, но отсутствуют ферменты. Собственно лизосомы подразделяются на первичные и вторичные. Первичные содержат вновь синтезированные ферменты. Вторичные образуются в результате слияния первичных с прелизосомами: таким образом в них содержится как субстрат, подлежащий перевариванию, так и необходимые ферменты. Постлизосомы содержат только остатки непереваренного субстрата.
Утрата лизосомами какой-либо из ферментативных систем приводит к тяжелым патологическим состояниям во всем организме – обычно наследственным болезням (болезни накопления), также с дефицитом лизосомных ферментов связывают развитие атеросклероза, ожирения и др. нарушений.
Тема 6. Особенности размножения животных, растений и грибов
10. Представить схему и охарактеризовать процесс развития пыльцевых зерен в пыльнике.
Процесс переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика называется опылением. Самоопыление – пыльца из тычинок попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Перекрестное опыление – пыльца переносится между цветками разных особей.
Семя→Зародыш семени→Проросток→Взрослое растение (спорофит)→Цветок→Тычинки→Пыльцевые мешки→Спорангий→(Мейоз) Много мелких спор, все споры развиваются→из споры образуется мужской заросток – гаметофит (пыльцевое зерно с вегетативной и генеративной клетками)→Пыльца попадает на рыльце пестика и прорастает внутрь завязи→из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка; из генеративной – два спермия→два спермия попадают в зародышевый мешок→ происходит двойное оплодотворение (один спермий оплодотворяет яйцеклетку – образуется зигота (2n), второй сливается с центральной клеткой – образуется триплоидная клетка (3n).
1. Гипофиз. Физиологическое значение его гормонов
Гипофизу принадлежит особая роль в системе желез внутренней секреции. С помощью своих гормонов он регулирует деятельность других эндокринных желез.
В гипофизе выделяют переднюю (аденогипофиз), заднюю (нейрогипофиз) и промежуточную доли, которая у человека практически отсутствует.
Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза)
1) Адренокортикотропный гормон (АКТГ), или кортикотропин. Основной эффект этого гормона выражается в стимулирующем действии на образование глюкокортикоидов в пучковой зоне коркового вещества надпочечников. В меньшей степени выражено влияние гормона на клубочковую и сетчатую зоны. АКТГ ускоряет стероидогенез и усиливает пластические процессы (биосинтез белка, нуклеиновых кислот), что приводит к гиперплазии коркового вещества надпочечников. Оказывает также вненадпочечниковое действие, проявляющееся в стимуляции процессов липолиза, анаболическом влиянии, усилении пигментации. Влияние на пигментацию обусловлено частичным совпадением аминокислотных цепей кортикотропина и меланостимулирующего гормона.
Выработка АКТГ регулируется кортиколиберином гипоталамуса.
Продукция АКТГ подвержена суточной периодичности, что связано с ритмичностью выделения кортиколиберина. Наибольшие концентрации АКТГ наблюдаются в 6-8 часов утра, наименьшие в 18-23 часа вечером.
Секреция АКТГ усиливается при стрессе, а также под влиянием факторов, вызывающих стрессогенные состояния: боль, холод, физические нагрузки, эмоции. Также гипогликемия способствует выработке АКТГ.
Избыток АКТГ приводит к гиперкортицизму, т.е. увеличенной продукции глюкокортикостероидов. Это заболевание развивается при аденоме гипофиза и называется болезнь Иценко-Кушинга. Основные ее
проявления: ожирение, имеющее локальный характер (лицо и туловище), гипертония, гипергликемия, снижение иммунитета.
Недостаток гормона ведет к уменьшению продукции глюкокортикоидов, что проявляется нарушением метаболизма и снижением устойчивости организма к различным факторам среды.
2)Гонадотропные гормоны, или гонадотропины.
В аденогипофизе вырабатывается 2 гонадотропина – фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ). ФСГ действует на фолликулы яичников, ускоряя их созревание и подготовку к овуляции. Под влиянием ЛГ происходит разрыв стенки фолликула (овуляция) и образование желтого тела. ЛГ стимулирует выработку прогестерона в желтом теле. Оба гормона влияют и на мужские половые железы. ЛГ действует на яички, ускоряя выработку тестостерона в интерстициальных клетках – гландулоцитах (клетках Лейдига).
ФСГ действует на клетки семенных канальцев, усиливая в них процессы сперматогенеза.
Регуляция секреции гонадотропинов осуществляется гипоталамическим гонадолиберином. Существенное значение имеет также механизм отрицательной обратной связи – секреция обоих гормонов тормозится при повышенном содержании эстрогенов и прогестерона в крови; выработка ЛГ уменьшается при увеличении продукции тестостерона.
3)Тиреотропный гормон, или тиреотропин.
Под влиянием тиреотропина стимулируется образование в щитовидной железе тироксина и трийодтиронина. Тиреотропин увеличивает секреторную активность тиреоцитов за счет усиления в них пластических процессов (синтез белка, нуклеиновых кислот) и увеличенного поглощения кислорода. В результате ускоряются почти все стадии биосинтеза гормонов щитовидной железы. Под влиянием тиреотропина активируется работа «йодного насоса», усиливаются процессы йодирования тирозина. Кроме того, увеличивается
активность протеаз, расщепляющих тиреоглобулин, что способствует высвобождению активного тироксина и трийодтиронина в кровь.
Выработка тиреотропина регулируется тиреолиберином гипоталамуса.
Секреция тиреотропина усиливается при охлаждении организма, что приводит к повышению выработки гормонов щитовидной железы и повышению тепла.
Избыток тиреотропина проявляется гиперфункцией щитовидной железы, клинической картиной тиреотоксикоза.
4) Соматотропный гормон (СТГ), или соматотропин. Является гормоном, специфическое действие которого проявляется в усилении процессов роста и физического развития. Органами-мишенями для него являются кости, а также образования, богатые соединительной тканью, - мышцы, связки, сухожилия, внутренние органы. Стимуляция процессов роста осуществляется за счет анаболического действия СТГ. Последнее проявляется в усилении транспорта аминокислот в клетку, ускорении процессов биосинтеза белка и нуклеиновых кислот. Одновременно происходит торможение реакций, связанных с распадом белка. Вероятной причиной этого эффекта наблюдающаяся под действием соматотропина усиленная мобилизация жира из жировых депо с последующим использованием жирных кислот в качестве основного источника энергии. В связи с этим определенное количество белка сберегается от энергетических затрат, поэтому скорость катаболизма белков снижается. Поскольку в этой ситуации процессы синтеза белка преобладают над процессами его распада, в организме происходит задержка азота (положительный азотистый баланс). Благодаря анаболическому действию соматотропин стимулирует активность остеобластов и способствует интенсивному образованию белковой матрицы кости. Усиливаются также процессы минерализации костной ткани, в результате чего в организме происходит задержка кальция и фосфора.
Несмотря на то, что в организме соматотропин активно стимулирует образование костной и хрящевой ткани, при введении данного гормона в
изолированную культуру клеток заметного усиления роста последних обычно не наблюдается. В связи с этим возникло предположение, что стимуляция процессов роста, наблюдаемая в условиях целостного организма, не является результатом прямого действия этого гормона. Скорее всего под действием соматотропина происходит образование определенных посредников, влияние которых и приводит к анаболическому эффекту. Данные посредники получили название «соматомедины». К настоящему времени идентифицировано по крайней мере 4 различных соматомедина. Все они по своей химической структуре являются белками, образование которых происходит в печени под влиянием СТГ. Показано, что нарушение синтеза соматомединов может приводить к задержке роста и физического развития, хотя концентрация СТГ в плазме при этом может оставаться нормальной или даже повышенной. Влияние соматомединов на углеводный обмен соответствует эффектам, наблюдаемым при введении инсулина, поэтому их еще называют «инсулиноподобные факторы роста».
СТГ обладает выраженным действием на углеводный обмен. Под его влиянием увеличивается содержание глюкозы в плазме крови. Механизм данного эффекта имеет несколько объяснений. Прежде всего тормозится использование глюкозы на энергетические траты, поскольку, как указывалось выше, основным источником энергии в данных условиях являются жирные кислоты. Кроме того, гормон роста тормозит утилизацию глюкозы в тканях и снижает их чувствительность к действию инсулина. Под влиянием СТГ увеличивается также активность фермента инсулиназы. Этот гормон обладает «диабетогенным» эффектом. Наблюдаемая при его введении гипергликемия является стимулом для выработки инсулина β-клетками поджелудочной железы. Выработка инсулина увеличивается также и за счет прямого стимулирующего влияния СТГ на β-клетки. В результате может произойти истощение их секреторной функции, которое в сочетании с повышенной активностью инсулиназы приводит к развитию так называемого гипофизарного диабета.
Секреция гормона роста регулируется соматолиберином и соматостатином гипоталамуса. Отмечено усиление выработки СТГ при стрессорных воздействиях, истощении запасов белка в организме. Увеличение секреции происходит также при снижении содержании глюкозы и жирных кислот в плазме крови.
Если гиперфункция передней доли гипофиза проявляется в детском возрасте, то это приводит к усиленному пропорциональному росту в длину – гигантизму. Если гиперфункция возникает у взрослого человека, когда рост тела в целом уже завершен, наблюдается увеличение лишь отдельных частей тела, которые еще способны расти. Это пальцы рук, ног, кисти и стопы, нижняя челюсть, язык, органы брюшной и грудной полости. Это заболевание называется акромегалией. Гипофункция передней доли гипофиза в детстве выражается в задержке роста – карликовости («гипофизарный нанизм»). Умственное развитие не нарушено.
Гипофизу принадлежит особая роль в системе желез внутренней секреции. С помощью своих гормонов он регулирует деятельность других эндокринных желез.
В гипофизе выделяют переднюю (аденогипофиз), заднюю (нейрогипофиз) и промежуточную доли, которая у человека практически отсутствует.
Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза)
1) Адренокортикотропный гормон (АКТГ), или кортикотропин. Основной эффект этого гормона выражается в стимулирующем действии на образование глюкокортикоидов в пучковой зоне коркового вещества надпочечников. В меньшей степени выражено влияние гормона на клубочковую и сетчатую зоны. АКТГ ускоряет стероидогенез и усиливает пластические процессы (биосинтез белка, нуклеиновых кислот), что приводит к гиперплазии коркового вещества надпочечников. Оказывает также вненадпочечниковое действие, проявляющееся в стимуляции процессов липолиза, анаболическом влиянии, усилении пигментации. Влияние на пигментацию обусловлено частичным совпадением аминокислотных цепей кортикотропина и меланостимулирующего гормона.
Выработка АКТГ регулируется кортиколиберином гипоталамуса.
Продукция АКТГ подвержена суточной периодичности, что связано с ритмичностью выделения кортиколиберина. Наибольшие концентрации АКТГ наблюдаются в 6-8 часов утра, наименьшие в 18-23 часа вечером.
Секреция АКТГ усиливается при стрессе, а также под влиянием факторов, вызывающих стрессогенные состояния: боль, холод, физические нагрузки, эмоции. Также гипогликемия способствует выработке АКТГ.
Избыток АКТГ приводит к гиперкортицизму, т.е. увеличенной продукции глюкокортикостероидов. Это заболевание развивается при аденоме гипофиза и называется болезнь Иценко-Кушинга. Основные ее
проявления: ожирение, имеющее локальный характер (лицо и туловище), гипертония, гипергликемия, снижение иммунитета.
Недостаток гормона ведет к уменьшению продукции глюкокортикоидов, что проявляется нарушением метаболизма и снижением устойчивости организма к различным факторам среды.
2)Гонадотропные гормоны, или гонадотропины.
В аденогипофизе вырабатывается 2 гонадотропина – фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ). ФСГ действует на фолликулы яичников, ускоряя их созревание и подготовку к овуляции. Под влиянием ЛГ происходит разрыв стенки фолликула (овуляция) и образование желтого тела. ЛГ стимулирует выработку прогестерона в желтом теле. Оба гормона влияют и на мужские половые железы. ЛГ действует на яички, ускоряя выработку тестостерона в интерстициальных клетках – гландулоцитах (клетках Лейдига).
ФСГ действует на клетки семенных канальцев, усиливая в них процессы сперматогенеза.
Регуляция секреции гонадотропинов осуществляется гипоталамическим гонадолиберином. Существенное значение имеет также механизм отрицательной обратной связи – секреция обоих гормонов тормозится при повышенном содержании эстрогенов и прогестерона в крови; выработка ЛГ уменьшается при увеличении продукции тестостерона.
3)Тиреотропный гормон, или тиреотропин.
Под влиянием тиреотропина стимулируется образование в щитовидной железе тироксина и трийодтиронина. Тиреотропин увеличивает секреторную активность тиреоцитов за счет усиления в них пластических процессов (синтез белка, нуклеиновых кислот) и увеличенного поглощения кислорода. В результате ускоряются почти все стадии биосинтеза гормонов щитовидной железы. Под влиянием тиреотропина активируется работа «йодного насоса», усиливаются процессы йодирования тирозина. Кроме того, увеличивается
активность протеаз, расщепляющих тиреоглобулин, что способствует высвобождению активного тироксина и трийодтиронина в кровь.
Выработка тиреотропина регулируется тиреолиберином гипоталамуса.
Секреция тиреотропина усиливается при охлаждении организма, что приводит к повышению выработки гормонов щитовидной железы и повышению тепла.
Избыток тиреотропина проявляется гиперфункцией щитовидной железы, клинической картиной тиреотоксикоза.
4) Соматотропный гормон (СТГ), или соматотропин. Является гормоном, специфическое действие которого проявляется в усилении процессов роста и физического развития. Органами-мишенями для него являются кости, а также образования, богатые соединительной тканью, - мышцы, связки, сухожилия, внутренние органы. Стимуляция процессов роста осуществляется за счет анаболического действия СТГ. Последнее проявляется в усилении транспорта аминокислот в клетку, ускорении процессов биосинтеза белка и нуклеиновых кислот. Одновременно происходит торможение реакций, связанных с распадом белка. Вероятной причиной этого эффекта наблюдающаяся под действием соматотропина усиленная мобилизация жира из жировых депо с последующим использованием жирных кислот в качестве основного источника энергии. В связи с этим определенное количество белка сберегается от энергетических затрат, поэтому скорость катаболизма белков снижается. Поскольку в этой ситуации процессы синтеза белка преобладают над процессами его распада, в организме происходит задержка азота (положительный азотистый баланс). Благодаря анаболическому действию соматотропин стимулирует активность остеобластов и способствует интенсивному образованию белковой матрицы кости. Усиливаются также процессы минерализации костной ткани, в результате чего в организме происходит задержка кальция и фосфора.
Несмотря на то, что в организме соматотропин активно стимулирует образование костной и хрящевой ткани, при введении данного гормона в
изолированную культуру клеток заметного усиления роста последних обычно не наблюдается. В связи с этим возникло предположение, что стимуляция процессов роста, наблюдаемая в условиях целостного организма, не является результатом прямого действия этого гормона. Скорее всего под действием соматотропина происходит образование определенных посредников, влияние которых и приводит к анаболическому эффекту. Данные посредники получили название «соматомедины». К настоящему времени идентифицировано по крайней мере 4 различных соматомедина. Все они по своей химической структуре являются белками, образование которых происходит в печени под влиянием СТГ. Показано, что нарушение синтеза соматомединов может приводить к задержке роста и физического развития, хотя концентрация СТГ в плазме при этом может оставаться нормальной или даже повышенной. Влияние соматомединов на углеводный обмен соответствует эффектам, наблюдаемым при введении инсулина, поэтому их еще называют «инсулиноподобные факторы роста».
СТГ обладает выраженным действием на углеводный обмен. Под его влиянием увеличивается содержание глюкозы в плазме крови. Механизм данного эффекта имеет несколько объяснений. Прежде всего тормозится использование глюкозы на энергетические траты, поскольку, как указывалось выше, основным источником энергии в данных условиях являются жирные кислоты. Кроме того, гормон роста тормозит утилизацию глюкозы в тканях и снижает их чувствительность к действию инсулина. Под влиянием СТГ увеличивается также активность фермента инсулиназы. Этот гормон обладает «диабетогенным» эффектом. Наблюдаемая при его введении гипергликемия является стимулом для выработки инсулина β-клетками поджелудочной железы. Выработка инсулина увеличивается также и за счет прямого стимулирующего влияния СТГ на β-клетки. В результате может произойти истощение их секреторной функции, которое в сочетании с повышенной активностью инсулиназы приводит к развитию так называемого гипофизарного диабета.
Секреция гормона роста регулируется соматолиберином и соматостатином гипоталамуса. Отмечено усиление выработки СТГ при стрессорных воздействиях, истощении запасов белка в организме. Увеличение секреции происходит также при снижении содержании глюкозы и жирных кислот в плазме крови.
Если гиперфункция передней доли гипофиза проявляется в детском возрасте, то это приводит к усиленному пропорциональному росту в длину – гигантизму. Если гиперфункция возникает у взрослого человека, когда рост тела в целом уже завершен, наблюдается увеличение лишь отдельных частей тела, которые еще способны расти. Это пальцы рук, ног, кисти и стопы, нижняя челюсть, язык, органы брюшной и грудной полости. Это заболевание называется акромегалией. Гипофункция передней доли гипофиза в детстве выражается в задержке роста – карликовости («гипофизарный нанизм»). Умственное развитие не нарушено.
Вопрос №1
1.1. Антибиотики. Определение. Классификация
Антибио́тики − вещества природного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток, чаще всего прокариотических или простейших .
Антибиотики природного происхождения чаще всего продуцируются актиномицетами, реже − немицелиальными бактериями. Благодаря тому, что антибиотики оказывают сильное подавляющее действие на рост и размножение бактерий и при этом относительно мало повреждают или вовсе не повреждают клетки макроорганизма, и поэтому применяются в качестве лекарственных средств.
По действию на микроорганизмы антибиотики делят на препараты узкого и широкого спектра.
Антибиотики узкого спектра действия
Пенициллины. Это вещества природного происхождения, образующиеся в процессе роста плесневого гриба пенициллиума различных видов, некоторых других грибов, а также полусинтетические вещества, полученные в результате модификации молекулы природного пенициллина. В основе молекулы всех пенициллинов лежит гетероциклическое ядро, состоящее из двух колец: тиазолидинового и бета-лактамного. Поэтому антибиотики этой группы называют еще беталактамидами.
В результате жизнедеятельности плесневых грибов образуются различные пенициллины (G, F, К, X, V). Наиболее активным и устойчивым во внешней среде является, бензилпе-нициллин (пенициллин G − в лактамном кольце содержится бензильная группа CeHsjpb). В медицинской практике используют натриевую, калиевую и новокаиновую соли бензилпени-циллина. По длительности действия препараты пенициллина делят на короткого (недюрантные) и длительного (пролонгированного, дюрантного) действия. К первым относят натриевую и калиевую соли бензилпенициллина и феноксиметилпени-циллин; ко вторым − новокаиновую соль бензилпенициллина и бициллин.
Антибиотики широкого спектра действия
К антибиотикам широкого спектра действия относят средства группы тетрациклина и левомицетина, ввиду того что они обладают идентичным способом и спектром влияния. Именуют их антибиотиками широкого спектра действия по причине того что они эффективны в в уничтожении не исключительно грам-положительных и грамотрицательных бактерий, но также спирохет, лептоспир, риккетсий, крупных вирусов (трахомы, пситтакоза и других). Но несмотря на это они малоэффективны или бесполезны в борьбе с протеем, синегнойной палочкой, мелкими вирусами (гриппа, кори, полиомиелита и других), основных видов грибов и кислотоустойчивых микроорганизмов.
Первопроходцы этой группы средств − тетрациклины, а конкретно хлортетрациклин (биомицин), который создан в 1945 году.
В определенных ситуациях антибиотики широкого спектра действия совершенно необходимы. Так, если виновник недуга не определяется (просто нельзя определить, что спровоцировало, к примеру, менингит, или определенный вид пневмонии), употребление антибиотика широкого спектра скорее всего будет эффективным. Но есть негативная сторона: эти антибиотики будут убивать не исключительно провокатора патологии, но и полезных кишечных бактерий, что отразится в виде дисбактериоза.
Из этого можно сделать вывод − антибиотики узкого спектра (пенициллин, оксациллин, эритромицин), менее вредны, нежели антибиотики широкого спектра (ампициллин, цефалексин, гентамицин, тетрациклин, левомицетин). Однако проводить терапию конкретно средствами узкого спектра врачу опаснее, − велика вероятность неправильно определить, не угадать, и таким образом навредить, а не вылечить.
Вопрос № 2
2.1. Иммунопрепараты: производство и контроль качества. Вакцины
Медицинские иммунобиологические препараты (МИБП) − лекарственные средства, предназначенные для иммунопрофилактики, иммунотерапии и диагностики инфекционных и неинфекционных болезней и аллергических состояний. Такими препаратами являются вакцины, анатоксины, бактериофаги, эубиотики, иммуноглобулины, сыворотки, диагностические препараты, аллергены, питательные среды.
12 августа 1994 года приняты Санитарные правила СП 3.3.2.015-94 «Медицинские иммунобиологические препараты: производство и контроль качеств». Этот документ включают весь комплекс требований к производству и контролю медицинских иммунобиологических препаратов, гарантированно обеспечивающих их активность, безопасность и стабильность.
Целью введения в действие настоящих Правил является систематизация требований по организации производства и контролю МИБП от начала переработки сырья до выпуска готовых продуктов.
Изготовление МИБП имеет некоторые специфические особенности, связанные с природой этих препаратов, процессами производства и требует принятия особых мер предосторожности. Кроме того, биологическим процессам свойственна изменчивость, что оказывает влияние на характер получаемых продуктов.
Контроль биологических препаратов почти всегда связан с применением биологических и аналитических методов, для которых характерна более значительная вариабельность, чем для определений физико-химических параметров препаратов. В связи с многоступенчатостью в изготовлении биологических препаратов большое значение приобретают контроли, проводимые на промежуточных стадиях процесса производства.
Принципы обеспечения качества МИБП
Качество МИБП обеспечивается комплексом мероприятий, учитывающих международные и национальные требования и рекомендации по производству и контролю биологических препаратов. Предприятия, выпускающие МИБП, должны иметь «Сертификат качества» на каждый препарат. Предприятия несут ответственность за качество выпускаемых ими готовых МИБП и гарантируют соответствие их требованиям нормативно-технической документации.
Комплекс мероприятий по обеспечению качества МИБП предусматривает: четкую регламентацию всех производственных процессов получения готовых МИБП и всех сколько-нибудь значительных изменений в этих процессах; обеспеченность производства должным образом обученным и квалифицированным персоналом, необходимым набором стандартов, помещениями, соответствующим оборудованием, реактивами, лабораторными животными, а также сырьем, вспомогательными, упаковочными и маркировочными материалами необходимого качества, утвержденными технологическими регламентами и инструкциями; регистрацию всех этапов производства, проводимых анализов и полученных результатов; реализацию готового продукта с последующим сохранением образцов продукции и регистрационных записей в течение определенного времени; регламентацию порядка транспортирования и соблюдение режима «холодовой цепи»; регламентацию порядка возврата при необходимости любой серии готовых МИБП на стадии продажи или поставки с последующим анализом причин нарушения качества готовых МИБП; надзор за качеством МИБП со стороны национального контрольного органа.
Таким образом, изготовление МИБП имеет специфические особенности, связанные с природой этих препаратов, процессами производства и требует особого контроля за качеством данных препаратов.
1.1. Антибиотики. Определение. Классификация
Антибио́тики − вещества природного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток, чаще всего прокариотических или простейших .
Антибиотики природного происхождения чаще всего продуцируются актиномицетами, реже − немицелиальными бактериями. Благодаря тому, что антибиотики оказывают сильное подавляющее действие на рост и размножение бактерий и при этом относительно мало повреждают или вовсе не повреждают клетки макроорганизма, и поэтому применяются в качестве лекарственных средств.
По действию на микроорганизмы антибиотики делят на препараты узкого и широкого спектра.
Антибиотики узкого спектра действия
Пенициллины. Это вещества природного происхождения, образующиеся в процессе роста плесневого гриба пенициллиума различных видов, некоторых других грибов, а также полусинтетические вещества, полученные в результате модификации молекулы природного пенициллина. В основе молекулы всех пенициллинов лежит гетероциклическое ядро, состоящее из двух колец: тиазолидинового и бета-лактамного. Поэтому антибиотики этой группы называют еще беталактамидами.
В результате жизнедеятельности плесневых грибов образуются различные пенициллины (G, F, К, X, V). Наиболее активным и устойчивым во внешней среде является, бензилпе-нициллин (пенициллин G − в лактамном кольце содержится бензильная группа CeHsjpb). В медицинской практике используют натриевую, калиевую и новокаиновую соли бензилпени-циллина. По длительности действия препараты пенициллина делят на короткого (недюрантные) и длительного (пролонгированного, дюрантного) действия. К первым относят натриевую и калиевую соли бензилпенициллина и феноксиметилпени-циллин; ко вторым − новокаиновую соль бензилпенициллина и бициллин.
Антибиотики широкого спектра действия
К антибиотикам широкого спектра действия относят средства группы тетрациклина и левомицетина, ввиду того что они обладают идентичным способом и спектром влияния. Именуют их антибиотиками широкого спектра действия по причине того что они эффективны в в уничтожении не исключительно грам-положительных и грамотрицательных бактерий, но также спирохет, лептоспир, риккетсий, крупных вирусов (трахомы, пситтакоза и других). Но несмотря на это они малоэффективны или бесполезны в борьбе с протеем, синегнойной палочкой, мелкими вирусами (гриппа, кори, полиомиелита и других), основных видов грибов и кислотоустойчивых микроорганизмов.
Первопроходцы этой группы средств − тетрациклины, а конкретно хлортетрациклин (биомицин), который создан в 1945 году.
В определенных ситуациях антибиотики широкого спектра действия совершенно необходимы. Так, если виновник недуга не определяется (просто нельзя определить, что спровоцировало, к примеру, менингит, или определенный вид пневмонии), употребление антибиотика широкого спектра скорее всего будет эффективным. Но есть негативная сторона: эти антибиотики будут убивать не исключительно провокатора патологии, но и полезных кишечных бактерий, что отразится в виде дисбактериоза.
Из этого можно сделать вывод − антибиотики узкого спектра (пенициллин, оксациллин, эритромицин), менее вредны, нежели антибиотики широкого спектра (ампициллин, цефалексин, гентамицин, тетрациклин, левомицетин). Однако проводить терапию конкретно средствами узкого спектра врачу опаснее, − велика вероятность неправильно определить, не угадать, и таким образом навредить, а не вылечить.
Вопрос № 2
2.1. Иммунопрепараты: производство и контроль качества. Вакцины
Медицинские иммунобиологические препараты (МИБП) − лекарственные средства, предназначенные для иммунопрофилактики, иммунотерапии и диагностики инфекционных и неинфекционных болезней и аллергических состояний. Такими препаратами являются вакцины, анатоксины, бактериофаги, эубиотики, иммуноглобулины, сыворотки, диагностические препараты, аллергены, питательные среды.
12 августа 1994 года приняты Санитарные правила СП 3.3.2.015-94 «Медицинские иммунобиологические препараты: производство и контроль качеств». Этот документ включают весь комплекс требований к производству и контролю медицинских иммунобиологических препаратов, гарантированно обеспечивающих их активность, безопасность и стабильность.
Целью введения в действие настоящих Правил является систематизация требований по организации производства и контролю МИБП от начала переработки сырья до выпуска готовых продуктов.
Изготовление МИБП имеет некоторые специфические особенности, связанные с природой этих препаратов, процессами производства и требует принятия особых мер предосторожности. Кроме того, биологическим процессам свойственна изменчивость, что оказывает влияние на характер получаемых продуктов.
Контроль биологических препаратов почти всегда связан с применением биологических и аналитических методов, для которых характерна более значительная вариабельность, чем для определений физико-химических параметров препаратов. В связи с многоступенчатостью в изготовлении биологических препаратов большое значение приобретают контроли, проводимые на промежуточных стадиях процесса производства.
Принципы обеспечения качества МИБП
Качество МИБП обеспечивается комплексом мероприятий, учитывающих международные и национальные требования и рекомендации по производству и контролю биологических препаратов. Предприятия, выпускающие МИБП, должны иметь «Сертификат качества» на каждый препарат. Предприятия несут ответственность за качество выпускаемых ими готовых МИБП и гарантируют соответствие их требованиям нормативно-технической документации.
Комплекс мероприятий по обеспечению качества МИБП предусматривает: четкую регламентацию всех производственных процессов получения готовых МИБП и всех сколько-нибудь значительных изменений в этих процессах; обеспеченность производства должным образом обученным и квалифицированным персоналом, необходимым набором стандартов, помещениями, соответствующим оборудованием, реактивами, лабораторными животными, а также сырьем, вспомогательными, упаковочными и маркировочными материалами необходимого качества, утвержденными технологическими регламентами и инструкциями; регистрацию всех этапов производства, проводимых анализов и полученных результатов; реализацию готового продукта с последующим сохранением образцов продукции и регистрационных записей в течение определенного времени; регламентацию порядка транспортирования и соблюдение режима «холодовой цепи»; регламентацию порядка возврата при необходимости любой серии готовых МИБП на стадии продажи или поставки с последующим анализом причин нарушения качества готовых МИБП; надзор за качеством МИБП со стороны национального контрольного органа.
Таким образом, изготовление МИБП имеет специфические особенности, связанные с природой этих препаратов, процессами производства и требует особого контроля за качеством данных препаратов.
Вопрос 1
1.1. Морфология прокариот
Прокариотные организмы отличаются морфологическим разнообразием. В основе морфологического разнообразия лежат различия в размерах и форме отдельных клеток, способах их деления, природе и наборе цитоплазматических включений, строении клеточной стенки и структур, локализованных снаружи от нее, наличии и типе дифференцированных форм, образующихся в процессе жизненного цикла.
В подавляющем большинстве имеют форму сферы, цилиндра или спирали. Они бывают одиночными, в иных случаях образуют нити или колонии. Прокариоты сферической формы, называются коками. При делении в одной плоскости, образуются пары клеток (диплококки) или цепочки (стрептококки). Иногда возникают возникают пакеты правильной формы (сарцины) или колонии сферической формы. Если же деление происходит в нескольких плоскостях неравномерно, образуются клеточные скопления неправильной формы. Прокариоты, имеющие форму цилиндра (палочковидные), сильно различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечнику. Прокариоты спиралевидной формы характеризуются разным числом витков: у спирилл − от одного до нескольких витков, вибрионы выглядят наподобие изогнутых палочек, так что их можно рассматривать как неполный виток спирали .
Некоторые бактерии имеют вид кольца, замкнутого или разомкнутого в зависимости от стадии роста. У прокариот, в основном размножающихся почкованием, описано образование клеточных выростов (простек), число которых может колебаться от 1 до 8 и более. Из природных субстратов выделены бактерии червеобразной формы и напоминающие шестиугольную звезду. Для некоторых видов характерно слабое или довольно хорошо выраженное ветвление. Описаны прокариоты, обладающие морфологической изменчивостью, в зависимости от условий имеющие вид палочек, кокков или обнаруживающие слабое ветвление.
Строение клетки прокариот. Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся ее ультраструктурной организации. Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся ее ультраструктурной организации. Клеточная стенка − важный и обязательный структурный элемент подавляющего большинства прокариотных клеток, располагающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно контактирующий с окружающей средой (у клеток, не содержащих этих слоев клеточной оболочки). Клеточная стенка служит механическим барьером между протопластом и внешней средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных эубактерий резко различаются как по химическому составу, так и по ультраструктуре. В состав клеточной стенки эубактерий входят семь различных групп химических веществ, при этом пептидогликан присутствует только в клеточной стенке. У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90%), у грамотрицательных − содержание пептидогликана значительно меньше (1-10%). Клеточная стенка цианобактерий, сходная с таковой грамотрицательных эубактерий, содержит от 20 до 50% этого гетерополимера.
Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной − обязательным структурным элементом любой клетки, нарушение целостности которого приводит к потере клеткой жизнеспособности.
Поверхность клеток может быть покрыта капсулой, чехлом или слизью. У них могут быть жгутики и ворсинки.
Клеточное ядро, такое как у эукариот, у прокариот отсутствует. ДНК находится внутри клетки, упорядоченно свернутая и поддерживаемая белками. Этот ДНК-белковый комплекс называется нуклеоид. У эубактерий белки, которые поддерживают, ДНК отличаются от гистонов, которые образуют нуклеосомы (у эукариот). Энергетические процессы у прокариотов идут в цитоплазме и на специальных структурах - мезосомах (выростах клеточной мембраны, которые закручены в спираль для увеличения площади поверхности, на которой происходит синтез АТФ). Внутри клетки могут находиться газовые пузырьки, запасные вещества в виде гранул полифосфатов, гранул углеводов, жировых капель. Могут присутствовать включения серы (образующейся, например, в результате бескислородного фотосинтеза). У фотосинтетических бактерий имеются складчатые структуры, называемые тилакоидами, на которых идет фотосинтез. Таким образом, у прокариот, в принципе, имеются те же самые элементы, но без перегородок, без внутренних мембран. Те перегородки, которые имеются, являются выростами клеточной мембраны.
Таким образом, клетки прокариот достаточно разнообразны по форме. Что касается строения, то в состав прокариотической клетки могут входить такие компоненты: клеточная стенка, мембрана, чехол, жгутики (ворсинки), мезосомы, белковый комплекс, тилакоиды.
Вопрос 2
2.1. Метаболизм бактерий. Регуляция активности ферментов
Метаболизм, обмен веществ − это совокупность всех химических реакций, имеющих место в живой клетке в рамках сложного процесса превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его жизнедеятельность. Над метаболическими функциями клетки надстроена эффективная и сложная система регуляции. Поскольку практически все реакции в клетке катализируются ферментами, регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Скорость последних может регулироваться двумя основными способами: путем изменения количества ферментов и/или изменения их активности, т. с. степени использования их каталитического потенциала.
Регуляция активности ферментов. Факторы, регулирующие активность ферментов, разнообразны по своей природе. Физические факторы (температура, давление, свет, магнитное поле, электрические импульсы оказывают менее специфическое действие, чем химические. В свою очередь действие последних также может быть разделено на несколько типов. Одни химические вещества связываются с активным центром фермента, например субстраты, кофакторы, конкурентные ингибиторы, что приводит к изменению ферментативной активности. Другие вещества взаимодействуют со специальными участками на поверхности молекулы определенного типа фермента, не имеющими непосредственного отношения к центрам каталитической активности, но тем не менее приводящими к ее изменению.
Наконец, активность некоторых ферментов регулируется путем химической модификации их молекулы, в основе которой лежит ковалентное обратимое связывание с ферментом определенной группировки, что приводит к изменению его активности. У прокариот известны две ферментные системы, активность которых регулируется таким путем. Глутаминсинтетаза E. coli, катализирующая синтез глутамина, существует в двух формах, различающихся присутствием в одной из них остатка адениловой кислоты. Присоединение его с помощью ковалентной связи, катализируемое соответствующим модифицирующим ферментом, приводит к образованию менее активной аденилированной глутаминсинтетазы. Удаление адениловой группы, ведущее к возникновению деаденилированной формы фермента, резко повышает его каталитическую активность. Аналогичный механизм регулирования активности фермента путем присоединения и удаления остатка уксусной кислоты (ацетилирование — деацетилирование) обнаружен для цитратлиазы у фотосинтезирующей бактерии Rhodopseudomonas gelatinosa. В этом случае активна ацетилированная форма фермента.
Наиболее быстрым, точным и тонким механизмом регуляции активности ферментов является регуляция, которой подвергается определенный тип ферментов, получивших название аллостерических. Эти ферменты, как правило, занимают ключевые позиции в обмене веществ, располагаясь в "стратегических" пунктах клеточного метаболизма — начале метаболических путей или местах разветвлений, где расходятся или сходятся несколько путей.
Термин подчеркивает особенность данного типа фермента, заключающуюся в том, что вещества, регулирующие его активность, структурно отличаются от субстрата катализируемой им ферментативной реакции. Аллостерические ферменты имеют каталитический и регуляторный (аллостерический) центры, пространственно разобщенные, но функционально тесно взаимосвязанные. Каталитическая активность фермента меняется в результате связывания с его регуляторным центром определенных метаболитов, называемых эффекторами. Кроме конечных продуктов данного пути, эффекторами могут быть субстраты ферментов, а также некоторые конечные продукты родственных метаболических путей. Если действие эффектора приводит к понижению каталитической активности фермента, такой эффектор называется отрицательным, или ингибитором. Положительным называют эффектор, действие которого повышает каталитическую активность фермента. Положительным эффектором, или активатором, чаще всего бывает субстрат данного фермента. Связывание эффектора с регуляторным центром приводит к изменению сродства фермента к субстрату в результате какого-то конформационного изменения фермента.
Таким образом, всю совокупность химических реакций, происходящих в микроорганизмах называем метаболизмом. Регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Факторы, регулирующие активность ферментов, разнообразны по своей природе.
1.1. Морфология прокариот
Прокариотные организмы отличаются морфологическим разнообразием. В основе морфологического разнообразия лежат различия в размерах и форме отдельных клеток, способах их деления, природе и наборе цитоплазматических включений, строении клеточной стенки и структур, локализованных снаружи от нее, наличии и типе дифференцированных форм, образующихся в процессе жизненного цикла.
В подавляющем большинстве имеют форму сферы, цилиндра или спирали. Они бывают одиночными, в иных случаях образуют нити или колонии. Прокариоты сферической формы, называются коками. При делении в одной плоскости, образуются пары клеток (диплококки) или цепочки (стрептококки). Иногда возникают возникают пакеты правильной формы (сарцины) или колонии сферической формы. Если же деление происходит в нескольких плоскостях неравномерно, образуются клеточные скопления неправильной формы. Прокариоты, имеющие форму цилиндра (палочковидные), сильно различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечнику. Прокариоты спиралевидной формы характеризуются разным числом витков: у спирилл − от одного до нескольких витков, вибрионы выглядят наподобие изогнутых палочек, так что их можно рассматривать как неполный виток спирали .
Некоторые бактерии имеют вид кольца, замкнутого или разомкнутого в зависимости от стадии роста. У прокариот, в основном размножающихся почкованием, описано образование клеточных выростов (простек), число которых может колебаться от 1 до 8 и более. Из природных субстратов выделены бактерии червеобразной формы и напоминающие шестиугольную звезду. Для некоторых видов характерно слабое или довольно хорошо выраженное ветвление. Описаны прокариоты, обладающие морфологической изменчивостью, в зависимости от условий имеющие вид палочек, кокков или обнаруживающие слабое ветвление.
Строение клетки прокариот. Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся ее ультраструктурной организации. Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся ее ультраструктурной организации. Клеточная стенка − важный и обязательный структурный элемент подавляющего большинства прокариотных клеток, располагающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно контактирующий с окружающей средой (у клеток, не содержащих этих слоев клеточной оболочки). Клеточная стенка служит механическим барьером между протопластом и внешней средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных эубактерий резко различаются как по химическому составу, так и по ультраструктуре. В состав клеточной стенки эубактерий входят семь различных групп химических веществ, при этом пептидогликан присутствует только в клеточной стенке. У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90%), у грамотрицательных − содержание пептидогликана значительно меньше (1-10%). Клеточная стенка цианобактерий, сходная с таковой грамотрицательных эубактерий, содержит от 20 до 50% этого гетерополимера.
Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной − обязательным структурным элементом любой клетки, нарушение целостности которого приводит к потере клеткой жизнеспособности.
Поверхность клеток может быть покрыта капсулой, чехлом или слизью. У них могут быть жгутики и ворсинки.
Клеточное ядро, такое как у эукариот, у прокариот отсутствует. ДНК находится внутри клетки, упорядоченно свернутая и поддерживаемая белками. Этот ДНК-белковый комплекс называется нуклеоид. У эубактерий белки, которые поддерживают, ДНК отличаются от гистонов, которые образуют нуклеосомы (у эукариот). Энергетические процессы у прокариотов идут в цитоплазме и на специальных структурах - мезосомах (выростах клеточной мембраны, которые закручены в спираль для увеличения площади поверхности, на которой происходит синтез АТФ). Внутри клетки могут находиться газовые пузырьки, запасные вещества в виде гранул полифосфатов, гранул углеводов, жировых капель. Могут присутствовать включения серы (образующейся, например, в результате бескислородного фотосинтеза). У фотосинтетических бактерий имеются складчатые структуры, называемые тилакоидами, на которых идет фотосинтез. Таким образом, у прокариот, в принципе, имеются те же самые элементы, но без перегородок, без внутренних мембран. Те перегородки, которые имеются, являются выростами клеточной мембраны.
Таким образом, клетки прокариот достаточно разнообразны по форме. Что касается строения, то в состав прокариотической клетки могут входить такие компоненты: клеточная стенка, мембрана, чехол, жгутики (ворсинки), мезосомы, белковый комплекс, тилакоиды.
Вопрос 2
2.1. Метаболизм бактерий. Регуляция активности ферментов
Метаболизм, обмен веществ − это совокупность всех химических реакций, имеющих место в живой клетке в рамках сложного процесса превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его жизнедеятельность. Над метаболическими функциями клетки надстроена эффективная и сложная система регуляции. Поскольку практически все реакции в клетке катализируются ферментами, регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Скорость последних может регулироваться двумя основными способами: путем изменения количества ферментов и/или изменения их активности, т. с. степени использования их каталитического потенциала.
Регуляция активности ферментов. Факторы, регулирующие активность ферментов, разнообразны по своей природе. Физические факторы (температура, давление, свет, магнитное поле, электрические импульсы оказывают менее специфическое действие, чем химические. В свою очередь действие последних также может быть разделено на несколько типов. Одни химические вещества связываются с активным центром фермента, например субстраты, кофакторы, конкурентные ингибиторы, что приводит к изменению ферментативной активности. Другие вещества взаимодействуют со специальными участками на поверхности молекулы определенного типа фермента, не имеющими непосредственного отношения к центрам каталитической активности, но тем не менее приводящими к ее изменению.
Наконец, активность некоторых ферментов регулируется путем химической модификации их молекулы, в основе которой лежит ковалентное обратимое связывание с ферментом определенной группировки, что приводит к изменению его активности. У прокариот известны две ферментные системы, активность которых регулируется таким путем. Глутаминсинтетаза E. coli, катализирующая синтез глутамина, существует в двух формах, различающихся присутствием в одной из них остатка адениловой кислоты. Присоединение его с помощью ковалентной связи, катализируемое соответствующим модифицирующим ферментом, приводит к образованию менее активной аденилированной глутаминсинтетазы. Удаление адениловой группы, ведущее к возникновению деаденилированной формы фермента, резко повышает его каталитическую активность. Аналогичный механизм регулирования активности фермента путем присоединения и удаления остатка уксусной кислоты (ацетилирование — деацетилирование) обнаружен для цитратлиазы у фотосинтезирующей бактерии Rhodopseudomonas gelatinosa. В этом случае активна ацетилированная форма фермента.
Наиболее быстрым, точным и тонким механизмом регуляции активности ферментов является регуляция, которой подвергается определенный тип ферментов, получивших название аллостерических. Эти ферменты, как правило, занимают ключевые позиции в обмене веществ, располагаясь в "стратегических" пунктах клеточного метаболизма — начале метаболических путей или местах разветвлений, где расходятся или сходятся несколько путей.
Термин подчеркивает особенность данного типа фермента, заключающуюся в том, что вещества, регулирующие его активность, структурно отличаются от субстрата катализируемой им ферментативной реакции. Аллостерические ферменты имеют каталитический и регуляторный (аллостерический) центры, пространственно разобщенные, но функционально тесно взаимосвязанные. Каталитическая активность фермента меняется в результате связывания с его регуляторным центром определенных метаболитов, называемых эффекторами. Кроме конечных продуктов данного пути, эффекторами могут быть субстраты ферментов, а также некоторые конечные продукты родственных метаболических путей. Если действие эффектора приводит к понижению каталитической активности фермента, такой эффектор называется отрицательным, или ингибитором. Положительным называют эффектор, действие которого повышает каталитическую активность фермента. Положительным эффектором, или активатором, чаще всего бывает субстрат данного фермента. Связывание эффектора с регуляторным центром приводит к изменению сродства фермента к субстрату в результате какого-то конформационного изменения фермента.
Таким образом, всю совокупность химических реакций, происходящих в микроорганизмах называем метаболизмом. Регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Факторы, регулирующие активность ферментов, разнообразны по своей природе.
Возделывание сада и уход за цветами - это восхитительный процесс, который может дать великолепные результаты и замечательные ощущения гордости и удовлетворения делом своих рук. Цветущий сад может стать источником неиссякаемого вдохновения, ведь растительное царство предоставляет неограниченное поле для творчества в самых неожиданных его проявлениях. Тем более современные посадочные материалы и удобные инструменты вполне позволяют при желании создать в саду не просто ухоженные клумбы, а настоящий зеленый оазис, стильный и уникальный уголок природы, красота которого будет постоянно радовать и восхищать и хозяев, и их гостей. Возделывание и украшение сада из обычного хобби может легко превратиться в страстное увлечение на всю жизнь
Любой сад прежде всего ассоциируется с цветами. Неслучайно ландшафтные дизайнеры называют цветы «идеальным и универсальным инструментом», с помощью которого можно придать даже самому крошечному садику неповторимое очарование, сделать это эмоционально насыщенным. Из цветов можно выстроить множество гармоничных композиций, которые будут служить декоративным акцентом. В зависимости от конфигурации участка, цветники могут быть различной формы - квадратной, овальной, округлой, прямоугольной или фигурной.
Создание красивого цветника - это настоящее искусство, требующее определенных знаний и художественного вкуса. Ведь необходимо не просто соединить на маленьком участке земли растения с разными характерами. Нужно, принимая во внимание их индивидуальные особенности и «капризы», заставить каждое блистать во всей красе, оттеняя достоинства соседей или приглушая их недостатки. Требуется позаботиться и о внешнем эффекте: цветы должны сочетаться по оттенкам, размерам, срокам цветения.
Целью работы является рассмотрение конкретных видов однолетних цветковых растений и их применение в ландшафтном озеленении.
Задачи работы:
1. изучить биологические особенности однолетних цветковых
растений;
2. особенности их выращивания;
3. применение в ландшафтном озеленении – в этом заключается задача данной работы.
Любой сад прежде всего ассоциируется с цветами. Неслучайно ландшафтные дизайнеры называют цветы «идеальным и универсальным инструментом», с помощью которого можно придать даже самому крошечному садику неповторимое очарование, сделать это эмоционально насыщенным. Из цветов можно выстроить множество гармоничных композиций, которые будут служить декоративным акцентом. В зависимости от конфигурации участка, цветники могут быть различной формы - квадратной, овальной, округлой, прямоугольной или фигурной.
Создание красивого цветника - это настоящее искусство, требующее определенных знаний и художественного вкуса. Ведь необходимо не просто соединить на маленьком участке земли растения с разными характерами. Нужно, принимая во внимание их индивидуальные особенности и «капризы», заставить каждое блистать во всей красе, оттеняя достоинства соседей или приглушая их недостатки. Требуется позаботиться и о внешнем эффекте: цветы должны сочетаться по оттенкам, размерам, срокам цветения.
Целью работы является рассмотрение конкретных видов однолетних цветковых растений и их применение в ландшафтном озеленении.
Задачи работы:
1. изучить биологические особенности однолетних цветковых
растений;
2. особенности их выращивания;
3. применение в ландшафтном озеленении – в этом заключается задача данной работы.
Тимьян ползучий (Thymus serpilium L.)
Другое название: чабрец ползучий, богородская трава, лимонный душок, чебрик, чабер.
Цветы двуполые и однополые. Женские цветки собранны в пазушные полумутовки и образуют на концах веточек головчатые соцветия. Чашечка имеет длину 4 мм, двугубая, снаружи с опушением и с волосистым кольцом в зеве; зубцы чашечки с реснитчатыми волосками по краю. Венчик двугубый, розовато-лилового цвета, длиной 5-8 мм. Четыре тычинки, верхние короче нижних. В обоеполых цветах тычинки длиннее венчика. У женских - короче венчика с недоразвитыми пыльниками. Пестик имеет 4-раздельную верхную завязь, расположенную на округлом железистом диске. Плод состоит из 4 орешков, заключенных в остающуюся чашечку. Орешки почти шаровидной или эллиптической формы, темно-бурого или коричневого цвета, длиной 0, 6-1 мм. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
Растение представляет собой полукустарник с сильным ароматным запахом, образующий дерновники. С тонкими стволиками, стелющимися, заканчивающимися бесплодными побегами и несущими на всем протяжении многочисленные приподнимающиеся или прямостоячие цветоносные веточки высотой 2-15 см. Веточки неясночетырехгранной формы, тонкие, опушенные. Листья супротивные, черешковые, эллиптической формы, цельнокрайние, достигающие длины 5-10 мм, голые или слабоопушенные, с многочисленными железками на нижней стороне, с резко выступающими жилками. Основания пластинок и черешки покрыты длинными редкими реснитчатыми волосками. [7].
Цветение проходит в июне-июле, плодоношение наступает в августе-сентябре.
Ареал охватывает лесные и лесостепные зоны европейской части России, в Западной Сибири и Забайкалье на песчаных почвах, в сосновых лесах. Мелкие виды тимьяна ползучего распространены почти по всей территории России. Главными районами являются Краснодарский и Ставропольский края, Дагестан и Кабардино-Балкария, Воронежская и Ростовская области, Украина и Беларусь, некоторые районы Сибири.
Другие виды тимьяна является чрезвычайно полиморфным видом с многочисленными формами, которые используются с лечебной целью наравне с официальным видом - тимьян ползучий. Трава тимьяна ползучего содержит эфирное масло (0, 1-0, 6%), состоящее из тимола (до 30%), карвакрола (до 20%), n-цимола, у-терпинена, a-терпинеола, борнеола и цингиберена; дубильные вещества, горечи, камедь, флавоноиды, урсоловую и олеаноловую кислоты.
Надземная часть содержит:
макроэлементы (мг/г) - К - 26, 1, Са -12, 2, Mg - 3, 9, Fe - 0, 95;
микроэлементы (мкг/г)- Мn- 0, 31, Сu- 0, 48, Zn- 0, 48, Со-0, 12, Мо-64, 0, Сг - 0, 1, Аl-0, 66, Ва-0, 58, V-0, 35, Se- 7, 1, Ni- 0, 2, Sr- 0, 36, Pb- 0, 13, В- 108, 4; концентрирует Fe, Mo, Se, В.
Шалфей лекарственный (Salvia officinalis) представляет собой травянистое растение или полукустарник, достигающий высоты до 75 см, из рода Шалфей (Salvia).
Корень деревянистый, мощный, разветвленный, внизу густомочковатый. Стебель ветвистый, сильно-облиственный, снизу деревянистый, сверху травянистый, четырехгранный, зимой в верхней части отмирает. Листья супротивные, черешковые, продолговатой или продолговато-яйцевидной формы, различаются по ширине, достигают длины до 10 см, покрыты волосками. [3].
Цветки достигают длины до 2 см, двугубые, сине-фиолетового, иногда светло-розового или белого цвета, собранные в мутовчатое кистевидное соцветие. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
Плод сухой, из 4 орешковидных долей.
Природный ареал шалфея лекарственного заключает Средиземноморье. Культивируется в Югославии, Греции, Италии, Франции, Чехословакии и Молдове, России (в Краснодарском крае), на Украине.
В первый год жизни шалфей лекарственный образует до осени мощный куст. Растение перекрестноопыляющееся. Цветение начинается со второго года жизни в июне. Шалфей - теплолюбивое растение, в суровые зимы и при недостаточном снеговом покрове вымерзает. Засухоустойчивое, не выносит избытка влаги. [7].
Размножается семенами, рассадой, а также делением растений и черенкованием.
У шалфея лекарственного сырьем служат листья или цветущие верхушки.
Эфирное масло шалфея лекарственного применяется в парфюмерно-косметической промышленности в качестве ароматизатора зубного порошка и пасты.
В пищевой промышленности России листья растения добавляют в пряную и маринованную сельдь. В США они используются для отдушки чая, табака, колбас, ливерных изделий, сыра, безалкогольных напитков, а также в качестве пряной приправы к свинине. Во многих странах сушеный шалфей входит в состав пряных смесей.
Шалфей является хорошим медоносом. Медопродуктивность достигает 200 кг/га.
Яснотка белая (глухая крапива) (Lamium album L.)
Это многолетнее травянистое растение, достигающее высоты 30-60 см, с ползучим горизонтальным корневищем, развивающим длинные подземные побеги. Стебли прямые или приподнимающиеся, простые, реже ветвистые, четырехгранной формы у основания, с опушением, особенно в верхней части, короткими отстоящими волосками. Листья супротивные, яйцевидной или сердцевидной формы, короткоопушенные, черешковые, крупнопильчатые, достигающие длины 3-8 см. [6].
Ареал охватывает почти всю территорию европейской части России, но чаще встречается в южной части лесной и лесостепной зон: на Кавказе, в Сибири и Средней Азии, очень редко встречают ее на Дальнем Востоке.
Растет главным образом близ жилья, на сорных тенистых местах, в огородах, вдоль заборов и дорог, реже в лесах, оврагах и зарослях кустарников.
Цветы сидячие по 8-9 шт. в редких расставленных ложных мутовках, расположенных в пазухах верхних листьев, сходных с остальными. Прицветники линейные, заостренные. Цветы достигают длины 20-25 мм, чашечка колокольчатая, редко волосистая с 5 равными, длинными, при плодах оттопыренными зубцами. Цветки обоеполые, зигоморфные, венчик с двусильными тычинками, плод ценобий. Венчик двугубый имеет короткую, внутри волосистую, изогнутой трубку, белого или желтовато-белого цвета, в основании нижней губы с зеленоватыми крапинками, снаружи мохнатый. Верхняя губа венчика шлемовидной формы, с длинными ресницами по краю; нижняя - трехлопастная, средняя лопасть ее широкая, выемчатая на верхушке, суженная у основания; боковые недоразвитые, с одним длинным, шиловидным и 2-3 короткими зубцами. Четыре тычинки, расположены почти параллельно под верхней губой, боковые большей длины, чем средние. Тычиночные нити железистоопушенные, пыльники черно-фиолетового цвета, волосистые наверху. Пестик имеет верхную 4-раздельную завязь, длинный столбик и двурасщепленное рыльце. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
Другое название: чабрец ползучий, богородская трава, лимонный душок, чебрик, чабер.
Цветы двуполые и однополые. Женские цветки собранны в пазушные полумутовки и образуют на концах веточек головчатые соцветия. Чашечка имеет длину 4 мм, двугубая, снаружи с опушением и с волосистым кольцом в зеве; зубцы чашечки с реснитчатыми волосками по краю. Венчик двугубый, розовато-лилового цвета, длиной 5-8 мм. Четыре тычинки, верхние короче нижних. В обоеполых цветах тычинки длиннее венчика. У женских - короче венчика с недоразвитыми пыльниками. Пестик имеет 4-раздельную верхную завязь, расположенную на округлом железистом диске. Плод состоит из 4 орешков, заключенных в остающуюся чашечку. Орешки почти шаровидной или эллиптической формы, темно-бурого или коричневого цвета, длиной 0, 6-1 мм. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
Растение представляет собой полукустарник с сильным ароматным запахом, образующий дерновники. С тонкими стволиками, стелющимися, заканчивающимися бесплодными побегами и несущими на всем протяжении многочисленные приподнимающиеся или прямостоячие цветоносные веточки высотой 2-15 см. Веточки неясночетырехгранной формы, тонкие, опушенные. Листья супротивные, черешковые, эллиптической формы, цельнокрайние, достигающие длины 5-10 мм, голые или слабоопушенные, с многочисленными железками на нижней стороне, с резко выступающими жилками. Основания пластинок и черешки покрыты длинными редкими реснитчатыми волосками. [7].
Цветение проходит в июне-июле, плодоношение наступает в августе-сентябре.
Ареал охватывает лесные и лесостепные зоны европейской части России, в Западной Сибири и Забайкалье на песчаных почвах, в сосновых лесах. Мелкие виды тимьяна ползучего распространены почти по всей территории России. Главными районами являются Краснодарский и Ставропольский края, Дагестан и Кабардино-Балкария, Воронежская и Ростовская области, Украина и Беларусь, некоторые районы Сибири.
Другие виды тимьяна является чрезвычайно полиморфным видом с многочисленными формами, которые используются с лечебной целью наравне с официальным видом - тимьян ползучий. Трава тимьяна ползучего содержит эфирное масло (0, 1-0, 6%), состоящее из тимола (до 30%), карвакрола (до 20%), n-цимола, у-терпинена, a-терпинеола, борнеола и цингиберена; дубильные вещества, горечи, камедь, флавоноиды, урсоловую и олеаноловую кислоты.
Надземная часть содержит:
макроэлементы (мг/г) - К - 26, 1, Са -12, 2, Mg - 3, 9, Fe - 0, 95;
микроэлементы (мкг/г)- Мn- 0, 31, Сu- 0, 48, Zn- 0, 48, Со-0, 12, Мо-64, 0, Сг - 0, 1, Аl-0, 66, Ва-0, 58, V-0, 35, Se- 7, 1, Ni- 0, 2, Sr- 0, 36, Pb- 0, 13, В- 108, 4; концентрирует Fe, Mo, Se, В.
Шалфей лекарственный (Salvia officinalis) представляет собой травянистое растение или полукустарник, достигающий высоты до 75 см, из рода Шалфей (Salvia).
Корень деревянистый, мощный, разветвленный, внизу густомочковатый. Стебель ветвистый, сильно-облиственный, снизу деревянистый, сверху травянистый, четырехгранный, зимой в верхней части отмирает. Листья супротивные, черешковые, продолговатой или продолговато-яйцевидной формы, различаются по ширине, достигают длины до 10 см, покрыты волосками. [3].
Цветки достигают длины до 2 см, двугубые, сине-фиолетового, иногда светло-розового или белого цвета, собранные в мутовчатое кистевидное соцветие. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
Плод сухой, из 4 орешковидных долей.
Природный ареал шалфея лекарственного заключает Средиземноморье. Культивируется в Югославии, Греции, Италии, Франции, Чехословакии и Молдове, России (в Краснодарском крае), на Украине.
В первый год жизни шалфей лекарственный образует до осени мощный куст. Растение перекрестноопыляющееся. Цветение начинается со второго года жизни в июне. Шалфей - теплолюбивое растение, в суровые зимы и при недостаточном снеговом покрове вымерзает. Засухоустойчивое, не выносит избытка влаги. [7].
Размножается семенами, рассадой, а также делением растений и черенкованием.
У шалфея лекарственного сырьем служат листья или цветущие верхушки.
Эфирное масло шалфея лекарственного применяется в парфюмерно-косметической промышленности в качестве ароматизатора зубного порошка и пасты.
В пищевой промышленности России листья растения добавляют в пряную и маринованную сельдь. В США они используются для отдушки чая, табака, колбас, ливерных изделий, сыра, безалкогольных напитков, а также в качестве пряной приправы к свинине. Во многих странах сушеный шалфей входит в состав пряных смесей.
Шалфей является хорошим медоносом. Медопродуктивность достигает 200 кг/га.
Яснотка белая (глухая крапива) (Lamium album L.)
Это многолетнее травянистое растение, достигающее высоты 30-60 см, с ползучим горизонтальным корневищем, развивающим длинные подземные побеги. Стебли прямые или приподнимающиеся, простые, реже ветвистые, четырехгранной формы у основания, с опушением, особенно в верхней части, короткими отстоящими волосками. Листья супротивные, яйцевидной или сердцевидной формы, короткоопушенные, черешковые, крупнопильчатые, достигающие длины 3-8 см. [6].
Ареал охватывает почти всю территорию европейской части России, но чаще встречается в южной части лесной и лесостепной зон: на Кавказе, в Сибири и Средней Азии, очень редко встречают ее на Дальнем Востоке.
Растет главным образом близ жилья, на сорных тенистых местах, в огородах, вдоль заборов и дорог, реже в лесах, оврагах и зарослях кустарников.
Цветы сидячие по 8-9 шт. в редких расставленных ложных мутовках, расположенных в пазухах верхних листьев, сходных с остальными. Прицветники линейные, заостренные. Цветы достигают длины 20-25 мм, чашечка колокольчатая, редко волосистая с 5 равными, длинными, при плодах оттопыренными зубцами. Цветки обоеполые, зигоморфные, венчик с двусильными тычинками, плод ценобий. Венчик двугубый имеет короткую, внутри волосистую, изогнутой трубку, белого или желтовато-белого цвета, в основании нижней губы с зеленоватыми крапинками, снаружи мохнатый. Верхняя губа венчика шлемовидной формы, с длинными ресницами по краю; нижняя - трехлопастная, средняя лопасть ее широкая, выемчатая на верхушке, суженная у основания; боковые недоразвитые, с одним длинным, шиловидным и 2-3 короткими зубцами. Четыре тычинки, расположены почти параллельно под верхней губой, боковые большей длины, чем средние. Тычиночные нити железистоопушенные, пыльники черно-фиолетового цвета, волосистые наверху. Пестик имеет верхную 4-раздельную завязь, длинный столбик и двурасщепленное рыльце. ↑ ○ Са (5) Со (2,3) А 2,2 G (2).
3. Моделирование динамики экосистем
Существует три основных метода моделирования экосистем:
1. Стохастический метод черного ящика (применение классической теории систем). Предполагается, что на детерминированные связи внутри системы повсеместно накладываются стохастические явления. Большая роль здесь принадлежит оценке экспериментальных данных о состоянии системы.
Детерминированный автомат - математическая модель системы, состояния которой меняются в дискретные моменты времени, причём каждое состояние системы полностью определяется предыдущим состоянием и входным сигналом. Д. а. формально описывается в виде функции f (si, aj) = ak, где si - входной сигнал, а aj - предыдущее состояние. Типичный пример Д. а. - цифровая вычислительная машина, в которой состояние всех регистров и ячеек определяется их предыдущим состоянием и входными сигналами. Д. а. являются естественной формой описания логической структуры дискретных вычислительных устройств. Переход к недетерминированным автоматам возможен как путём введения вероятностей смены состоянии, так и посредством свободного выбора следующего состояния.
2. Детерминистический имитационный метод (использование классических методов для изучения экосистем). Динамика каждого процесса изучается с помощью экспериментов, которым отвечают дифференциальные уравнения, входящие в одну общую модель системы. Модельные эксперименты для проверки различных теоретических предположений относительно экзогенных явлений и эндогенных изменений состояния системы
Экзогенные процессы обусловлены главным образом воздействием внешних сил: энергией солнечной радиации, силой тяжести и т.п. греч.Exo - снаружи + Genes - рождающий, рожденный (от эндо... и ...ген), внутреннего происхождения, действующий внутри чего-либо, объясняемый внутренними причинами; возникающий вследствие внутренних причин выполняются с помощью компьютера.
3. Кибернетический метод (подход к экосистеме как к самооптимизирующейся системе).
При исследовании экологических процессов и систем, характеризующихся взаимосвязью детерминированных и стохастических процессов, используются соответствующим образом модифицированные методы, разработанные и апробированные в теоретической и прикладной кибернетике. Изменения в состоянии системы воспроизводятся на ЭВМ.
Кибернетика биологическая - биокибернетика, научное направление, связанное с проникновением идей, методов и технических средств кибернетики в биологию. Зарождение и развитие К. б. связаны с эволюцией представления об обратной связи в живой системе и попытками моделирования особенностей ее строения и функционирования (П. К. Анохин, Н. А. Бернштейн и др.). Эффективность математического и системного подходов к исследованию живого показали и многие работы в области общей биологии (ДЖ. Холдейн, Э. С. Бауэр, Р. Фишер, И. И. Шмальгаузен и др.). Процесс "кибернетизации" биологии осуществляется как в теоретической, так и в прикладной областях. Основная теоретическая задача К. б. - изучение общих закономерностей управления, а также хранения, переработки и передачи информации в живых системах. Еще одна тенденция связана с использованием законов термодинамики необратимых процессов и применения этой теории для изучения экосистем.
В модели Краснобородько эти методы объединены для моделирования замкнутых биологических систем. Ведь не секрет, что на стыке нескольких дисциплин вероятность прорыва в науке очень велика.
4. Примеры моделей
4.1. Модель Вольтерра - Лотки
Рассмотрим математическую модель совместного существования двух биологических видов (популяций) типа "хищник - жертва", называемую моделью Вольтерра - Лотки. Впервые она была получена А.Лоткой (1925 г.), который использовал для описания динамики взаимодействующих биологических популяций. Чуть позже и независимо от Лотки аналогичные (и более сложные) модели были разработаны итальянским математиком В. Вольтерра (1926 г.), глубокие исследования которого в области экологических проблем заложили фундамент математической теории биологических сообществ или так называемой математической экологии.
Пусть два биологических вида совместно обитают в изолированной среде. Среда стационарна и обеспечивает в неограниченном количестве всем необходимым для жизни один из видов, который будем называть жертвой. Другой вид - хищник также находится в стационарных условиях, но питается лишь особями первого вида. Это могут быть караси и щуки, зайцы и волки, мыши и лисы, микробы и антитела и т. д. Будем для определенности называть их карасями и щуками.
Итак, караси и щуки живут в некотором изолированном пруду. Среда предоставляет карасям питание в неограниченном количестве, а щуки питаются лишь карасями. Обозначим
у - число щук,
х - число карасей.
Со временем число карасей и щук меняется, но так как рыбы в пруду много, то не будем различать 1020 карасей или 1021 и поэтому будем считать х и у непрерывными функциями времени t. Будем называть пару чисел (х, у) состоянием модели. Попробуем из самых простых соображений найти, как меняется состояние (х, у). Рассмотрим dx/dt - скорость изменения численности карасей. Если щук нет, то число карасей увеличивается и тем быстрее, чем больше карасей. Будем считать, что эта зависимость линейная : dx/dt ~ a1 x, причем коэффициент a1 зависит только от условий жизни карасей, их естественной смертности и рождаемости.
Скорость изменения dy/dt числа щук (если нет карасей), зависит от числа щук y. Будем считать, что dy/dt ~ -a2 y . Если карасей нет, то число щук уменьшается (у них нет пищи) и они вымирают.
В экосистеме скорость изменения численности каждого вида также будем считать пропорциональной его численности, но только с коэффициентом, который зависит от численности особей другого вида. Так, для карасей этот коэффициент уменьшается с увеличением числа щук, а для щук увеличивается с увеличением числа карасей. Будем считать эту зависимость также линейной. Тогда получим систему из двух дифференциальных уравнений:
dx/dt = a1 x - b1 yx
dy/dt = - a2 y + b2 yx
Эта система уравнений и называется моделью Вольтерра-Лотки. Числовые коэффициенты a1, a2, b1, b2 - называются параметрами модели. Очевидно, что характер изменения состояния (x, y) определяется значениями параметров. Изменяя эти параметры и решая систему уравнений модели, можно исследовать закономерности изменения состояния экологической системы.
Существует три основных метода моделирования экосистем:
1. Стохастический метод черного ящика (применение классической теории систем). Предполагается, что на детерминированные связи внутри системы повсеместно накладываются стохастические явления. Большая роль здесь принадлежит оценке экспериментальных данных о состоянии системы.
Детерминированный автомат - математическая модель системы, состояния которой меняются в дискретные моменты времени, причём каждое состояние системы полностью определяется предыдущим состоянием и входным сигналом. Д. а. формально описывается в виде функции f (si, aj) = ak, где si - входной сигнал, а aj - предыдущее состояние. Типичный пример Д. а. - цифровая вычислительная машина, в которой состояние всех регистров и ячеек определяется их предыдущим состоянием и входными сигналами. Д. а. являются естественной формой описания логической структуры дискретных вычислительных устройств. Переход к недетерминированным автоматам возможен как путём введения вероятностей смены состоянии, так и посредством свободного выбора следующего состояния.
2. Детерминистический имитационный метод (использование классических методов для изучения экосистем). Динамика каждого процесса изучается с помощью экспериментов, которым отвечают дифференциальные уравнения, входящие в одну общую модель системы. Модельные эксперименты для проверки различных теоретических предположений относительно экзогенных явлений и эндогенных изменений состояния системы
Экзогенные процессы обусловлены главным образом воздействием внешних сил: энергией солнечной радиации, силой тяжести и т.п. греч.Exo - снаружи + Genes - рождающий, рожденный (от эндо... и ...ген), внутреннего происхождения, действующий внутри чего-либо, объясняемый внутренними причинами; возникающий вследствие внутренних причин выполняются с помощью компьютера.
3. Кибернетический метод (подход к экосистеме как к самооптимизирующейся системе).
При исследовании экологических процессов и систем, характеризующихся взаимосвязью детерминированных и стохастических процессов, используются соответствующим образом модифицированные методы, разработанные и апробированные в теоретической и прикладной кибернетике. Изменения в состоянии системы воспроизводятся на ЭВМ.
Кибернетика биологическая - биокибернетика, научное направление, связанное с проникновением идей, методов и технических средств кибернетики в биологию. Зарождение и развитие К. б. связаны с эволюцией представления об обратной связи в живой системе и попытками моделирования особенностей ее строения и функционирования (П. К. Анохин, Н. А. Бернштейн и др.). Эффективность математического и системного подходов к исследованию живого показали и многие работы в области общей биологии (ДЖ. Холдейн, Э. С. Бауэр, Р. Фишер, И. И. Шмальгаузен и др.). Процесс "кибернетизации" биологии осуществляется как в теоретической, так и в прикладной областях. Основная теоретическая задача К. б. - изучение общих закономерностей управления, а также хранения, переработки и передачи информации в живых системах. Еще одна тенденция связана с использованием законов термодинамики необратимых процессов и применения этой теории для изучения экосистем.
В модели Краснобородько эти методы объединены для моделирования замкнутых биологических систем. Ведь не секрет, что на стыке нескольких дисциплин вероятность прорыва в науке очень велика.
4. Примеры моделей
4.1. Модель Вольтерра - Лотки
Рассмотрим математическую модель совместного существования двух биологических видов (популяций) типа "хищник - жертва", называемую моделью Вольтерра - Лотки. Впервые она была получена А.Лоткой (1925 г.), который использовал для описания динамики взаимодействующих биологических популяций. Чуть позже и независимо от Лотки аналогичные (и более сложные) модели были разработаны итальянским математиком В. Вольтерра (1926 г.), глубокие исследования которого в области экологических проблем заложили фундамент математической теории биологических сообществ или так называемой математической экологии.
Пусть два биологических вида совместно обитают в изолированной среде. Среда стационарна и обеспечивает в неограниченном количестве всем необходимым для жизни один из видов, который будем называть жертвой. Другой вид - хищник также находится в стационарных условиях, но питается лишь особями первого вида. Это могут быть караси и щуки, зайцы и волки, мыши и лисы, микробы и антитела и т. д. Будем для определенности называть их карасями и щуками.
Итак, караси и щуки живут в некотором изолированном пруду. Среда предоставляет карасям питание в неограниченном количестве, а щуки питаются лишь карасями. Обозначим
у - число щук,
х - число карасей.
Со временем число карасей и щук меняется, но так как рыбы в пруду много, то не будем различать 1020 карасей или 1021 и поэтому будем считать х и у непрерывными функциями времени t. Будем называть пару чисел (х, у) состоянием модели. Попробуем из самых простых соображений найти, как меняется состояние (х, у). Рассмотрим dx/dt - скорость изменения численности карасей. Если щук нет, то число карасей увеличивается и тем быстрее, чем больше карасей. Будем считать, что эта зависимость линейная : dx/dt ~ a1 x, причем коэффициент a1 зависит только от условий жизни карасей, их естественной смертности и рождаемости.
Скорость изменения dy/dt числа щук (если нет карасей), зависит от числа щук y. Будем считать, что dy/dt ~ -a2 y . Если карасей нет, то число щук уменьшается (у них нет пищи) и они вымирают.
В экосистеме скорость изменения численности каждого вида также будем считать пропорциональной его численности, но только с коэффициентом, который зависит от численности особей другого вида. Так, для карасей этот коэффициент уменьшается с увеличением числа щук, а для щук увеличивается с увеличением числа карасей. Будем считать эту зависимость также линейной. Тогда получим систему из двух дифференциальных уравнений:
dx/dt = a1 x - b1 yx
dy/dt = - a2 y + b2 yx
Эта система уравнений и называется моделью Вольтерра-Лотки. Числовые коэффициенты a1, a2, b1, b2 - называются параметрами модели. Очевидно, что характер изменения состояния (x, y) определяется значениями параметров. Изменяя эти параметры и решая систему уравнений модели, можно исследовать закономерности изменения состояния экологической системы.
Решение ЗАДАЧИ № 1:
По таблице генетического кода находим структуру триплета для аланина (ГЦУ), затем для глицина (ЦАГ), цистеина (УГЦ), лизина (ААГ), аспарагина (УУА), фенилаланина (УУЦ), тирозина (УАУ).
Подобрав кодирующие триплеты, составляем и-РНК для данного полипептида:
ГУЦ-ЦАГ-УГЦ-ААГ-УУА-УУЦ-УАУ. По цепочке и-РНК можно восстановить участок нити ДНК, с которой она снималась:
ЦАГ-ГТЦ-АЦГ-ТТЦ-ААТ-ААГ-АТА.......
По таблице генетического кода находим структуру триплета для аланина (ГЦУ), затем для глицина (ЦАГ), цистеина (УГЦ), лизина (ААГ), аспарагина (УУА), фенилаланина (УУЦ), тирозина (УАУ).
Подобрав кодирующие триплеты, составляем и-РНК для данного полипептида:
ГУЦ-ЦАГ-УГЦ-ААГ-УУА-УУЦ-УАУ. По цепочке и-РНК можно восстановить участок нити ДНК, с которой она снималась:
ЦАГ-ГТЦ-АЦГ-ТТЦ-ААТ-ААГ-АТА.......
Наши гарантии:
Финансовая защищенность
Опытные специалисты
Тщательная проверка качества
Тайна сотрудничества