Короткі теоретичні відомості. 1 Перелік практичних занять . ..5

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………….…....4

1 Перелік практичних занять………………………………………………….…..5

Практичне заняття № 1 Вивчення структурно-функціональної організації фізіологічних систем людини………………………………………………..5

Практичне заняття № 2 Вивчення ембріогенезу і структурно-функціональної організації тканин людини……………....……………….13

Практичне заняття № 3 Вивчення структурно-функціональної організації тваринної клітини……………………………………………………………19

Практичне заняття № 4 Вивчення структурно-функціональної організації молекул нуклеїнових кислот. Процеси за участю ДНК і РНК………….24

Практичне заняття № 5 Універсальний генетичний код……………….....31

Практичне заняття № 6 Закономірності спадковості Г. Менделя при моно- і дігібридному схрещуванні………………………………………………...36

Практичне заняття № 7Закономірності спадковості, що не відповідають законам Г. Менделя……………………………………………………….....48

2 Критерії оцінювання……………………………………………….…………….55

Список літератури………………………………………………………………….56

ВСТУП

Навчальна дисципліна «Основи біології та генетики людини» є фундаментальною в системі базової вищої освіти під час підготовки фахівців за напрямом 6.030102 – «Психологія».

Метою дисципліни є формування у студентів-психологів цілісного уявлення про біологію людини на молекулярному, клітинному, органо-тканевому та організменному рівнях структурно-функціональної організації живої речовини.

У результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

– основні біологічні (генетичні) закони та закономірності;

– основні поняття (нормативні навчальні елементи), завдання та особливості головних біологічних наук відповідно до рівнів організації живої речовини (фізикохімічна біологія, цитологія, гістологія, ембріологія, анатомія, фізіологія і генетика людини);

– загальні відомості про людину, її будову і функції, походження, еволюцію і розповсюдження; взаємовідносини між собою та навколишнім середовищем;

– усі форми прояву життя (обмін речовин, розмноження, мінливість і спадковість, пристосування, ріст, розвиток).

Уміти використовувати базові біологічні знання.

ПЕРЕЛІК ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

Практичне заняття № 1

Тема. Вивчення структурно-функціональної організації фізіологічних систем людини

Мета: вивчити структурно-функціональні особливості організму людини, її органів і систем, як єдиного цілого.

Навчальні елементи: орган, функціональні системи, системи органів, опорно-рухова, кровоносна, дихальна, травна, видільна, статева, ендокринна, нервова системи, сенсорні системи.

Короткі теоретичні відомості

Органи, фізіологічні й функціональні системи

В організмі людини різні тканини об'єднані в певні структури, що утворюють органи. Пригадаймо, що орган – це частина тіла, яка має певну форму і будову, виконує одну або кілька специфічних функцій.

У певному органі зазвичай переважає одна тканина, яка визначає його основну функцію. Наприклад, у серці такою тканиною є м'язова, у мозку – нервова, у залозах – епітеліальна.

Органи спеціалізуються на виконанні функцій, потрібних для забезпечення життєдіяльності організму. Так, серце виконує функцію насоса, що перекачує в організмі кров, нирки – функцію виділення з організму кінцевих продуктів обміну речовин, печінка бере участь у процесах травлення, обміну речовин. Органи, що містяться в порожнинах тіла, називають внутрішніми.

Органи, які виконують спільну функцію, об’єднуються в системи органів. Їх ще називають фізіологічними системами. В організмі людини виділяють опорно-рухову, кровоносну, дихальну, травну, видільну, статеву, ендокринну, нервову системи, а також сенсорні системи.

Опорно-рухова система складається зі скелета та прикріплених до нього м'язів. Скелет і м'язи виконують функцію опори й руху тіла, дають змогу виконувати різноманітні дії, захищають внутрішні органи від зовнішніх впливів.

Кровоносна система складається із серця та кровоносних судин (артерії, вени, капіляри). Серце скорочується і проштовхує кров по кровоносних судинах. Завдяки кровообігу органи нашого тіла забезпечуються поживними речовинами й киснем і звільняються від вуглекислого газу та інших продуктів життєдіяльності. Кровоносна система також виконує терморегуляційну функцію. Вона здійснює взаємозв'язок усіх органів організму.

Дихальну систему утворюють легені та дихальні шляхи (носова порожнина, носоглотка, глотка, гортань, трахея, бронхи, бронхіоли, альвеоли). Основна функція цієї системи – це забезпечення дихання організму людини завдяки газообміну між повітрям і кров'ю. Також вона бере участь у виділенні продуктів обміну.

Травна система включає травний тракт (ротова порожнина, глотка, стравохід, шлунок, кишечник) і травні залози (слинні залози, шлункові, підшлункова залоза, дрібні залози кишечнику, печінка). Основна функція травної системи – це живлення організму завдяки процесам перетравлення їжі та всмоктування поживних речовин у кров і лімфу.

Видільна система (нирки, сечоводи, сечовий міхур, сечівник) виконує функцію виведення з організму продуктів обміну речовин, збереження сталості його внутрішнього середовища, підтримання водно-сольового обміну.

Статева система виконує функцію розмноження. Вона складається із жіночих (яєчники) і чоловічих (яєчка) статевих залоз та зовнішніх і внутрішніх статевих органів. У статевих залозах формуються статеві клітини (яйцеклітини і сперматозоїди) й утворюються статеві гормони. У матці розвивається плід.

Ендокринна система включає різні залози внутрішньої секреції: гіпофіз, епіфіз, щитовидну, надниркові, підшлункову, статеві залози та інші. Кожна залоза виробляє і виділяє в кров особливі хімічні речовини – гормони. Ці речовини беруть участь у регуляції функцій усіх клітин і тканин організму за допомогою біологічно активних речовин, у координації діяльності окремих органів і організму в цілому.

Нервова система об'єднує всі інші системи, регулює та узгоджує їх діяльність, підтримує зв'язок організму із зовнішнім середовищем. Нервова система складається з головного і спинного мозку та нервів, які від них відходять. Нервова система є підґрунтям психічної діяльності людини, визначає її поведінку.

Системи органів тісно взаємозв'язані між собою. Їх діяльність узгоджена, що й забезпечує життєдіяльність усього організму людини. Кожному організму властивий розподіл функцій між його клітинами, органами і фізіологічними системами.

Функціональна система – це взаємоузгоджене об'єднання діяльності різних органів або фізіологічних систем, спрямоване на досягнення корисного для організму пристосування до навколишнього середовища.

Для забезпечення процесів життєдіяльності й виконання різноманітних функцій необхідна взаємоузгоджена діяльність органів або фізіологічних систем. Наприклад, надходження кисню до клітин і виведення з них вуглекислого газу здійснюється завдяки спільній роботі систем дихання, кровообігу і крові та механізмам їх регуляції. Для забезпечення рухів необхідна спільна робота нервової системи і м'язів.

Фізіологічні системи – це поєднані між собою органи, які забезпечують певну функцію організму. Різні фізіологічні системи утворюють функціональні системи, що забезпечують складні процеси життєдіяльності, об'єднуються для виконання певної функції.

Тканини, об’єднуючись між собою, утворюють органи. Орган – це частина тіла, яка займає в ньому постійне положення, має певну будову і форму, виконує одну або кілька функцій. Органами є м’язи, серце, легені, печінка, нирки тощо.

Анатомічно і функціонально об’єднуючись кілька органів, які беруть участь у виконанні якого-небудь складного акту діяльності, утворюють систему органів (кровоносна, дихальна, травна і т. д.).

Нервова система забезпечує взаємозв'язок між окремими органами і системами органів і функціонування організму як єдиного цілого. Вона регулює і координує діяльність різних органів, пристосовує діяльність усього організму як цілісної системи до мінливих умов зовнішнього і внутрішнього середовища. За допомогою нервової системи здійснюється сприйняття та аналіз різноманітних подразнень із навколишнього середовища і внутрішніх органів, а також відповідні реакції на ці подразнення.

Нервова система у функціональному і структурному відношенні поділяється на периферичну, центральну та автономну (вегетативну) нервові системи. Центральна нервова система складається з головного і спинного мозку. Головний мозок міститься всередині черепа, а спинний мозок – у хребетному каналі. На розрізі головного і спинного мозку видно ділянки більш темного кольору – сіра речовина і ділянки білого кольору – біла речовина мозку. Сіра речовина утворена тілами нервових клітин; біла складається зі скупчень нервових волокон, вкритих мієліновою оболонкою.

Кровоносна і лімфатична системи

Кров розглядають як одну з різновидів сполучної тканини. Кров підтримує зв’язок з тканинною рідиною і лімфою, складаючи разом з ними внутрішнє середовище організму.

Відносна постійність цього середовища потрібна для нормальної життєдіяльності клітин.

Кров виконує ряд дуже важливих функцій: газообмінну, трофічну, видільну. Вона розносить по організму фізіологічно активні речовини і здійснює гуморальну функцію, бере участь у знешкодженні хвороботворних мікроорганізмів, продуктів їх життєдіяльності (захисна функція). Кров складається з рідкої частини – плазми та формених елементів «клітин» – еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів.

Еритроцити – червоні кров’яні серця, їх налічується до 5 млн в 1 мм³ крові. Вони переносять кисень в організмі людини. У здійснені цієї функції бере участь основний компонент еритроцитів – пігментна речовина – гемоглобін. Зменшення кількості еритроцитів у крові «анемія» спостерігається у разі захворювань або після значних крововтрат.

Лейкоцити – білі кров’яні тільця, мають здатність до активних рухів і захоплювання, а також внутрішньоклітинного перетравлювання мікробів або інших чужорідних елементів (фагоцитоз). Явище фагоцитозу, його захисну роль уперше відкрив І. І. Мечников. В 1 мм³ міститься 6–8 тисяч лейкоцитів. У відповідь на деякі обставини («інтенсивну» м’язову роботу) або хворобливі процеси (запалення та ін.) периферична кров реагує збільшенням кількості лейкоцитів – гіперлейкоцитозом. Інші захворювання (черевний тиф, променева хвороба) супроводжуються зменшенням їх кількості у крові – лейкопенією.

Тромбоцити – значно менші від еритроцитів і лейкоцитів, плоскі клітинні елементи, які мають значення для процесу зсідання крові; 1 мм³ крові містить 200–400 тисяч тромбоцитів.

Кров може виконувати свої функції тільки завдяки постійному руху по замкненій кровоносній системі. Кровоносна система складається з двох основних частин: «мотора» кровообігу – серця та сітки кровоносних судин.

Серце – порожнистий м’язовий орган, що ритмічними скороченнями накачує в артерії кров, яка знову повертається до нього по венах. Серце оточене серозною оболонкою – перикардом. Стінка серця складається з трьох шарів – епікарду, міокарду та ендокарду.

Суцільна поздовжна м’язова перетенка розділяє серце на праву і ліву половини. Кожна половина має два відділи – верхній – передсердя і нижній шлуночки. Біля отворів ендокард утворює складки – клапани серця. Усі клапани відкриваються в один бік і це забезпечує одностронній напрямок течії крові. Серце працює ритмічно, скорочення (систола) змінюється діастолою (розслабленням) серця, потім настає загальна пауза.

Від основи серця починаються великі судинні стовбури: артерії, по яких кров тече від шлуночків серця, та вени, по яких вона повертається до передсердь. Розгалуження кінцевих гілочок артерій – артеріоли, розгалуження кінцевих гілочок вен – венули з’єднуються між собою за допомогою сітки найдрібніших судин – капілярів, унаслідок чого утворюється замкнута кровоносна система.

Дихальна система і дихання

Життя нерозривно пов’язане з окисленням молекул складних органічних речовин. Окислення відбувається постійно у всіх клітинах організму (клітинне дихання). Клітинне дихання забезпечується дихальною функцією крові (транспортуванням газів кров’ю) і легеневим диханням, унаслідок якого кров насичується киснем і звільнюється від вуглекислого газу. Інші продукти окислення виділяються в основному нирками. Усі органи, що беруть участь у легеневому диханні утворюють систему органів дихання. За функціональною ознакою ця система поділяється на повітропровідні шляхи (носова порожнина, глотка, гортань, трахея, бронхи) і легені (альвеоли – структурно-функціональна одиниця легень), у яких відбувається газообмін.

Травлення та травна система

Організм оновлює свої тканини та добуває енергію з поживних речовин їжі. Однак більша частина цих речовин (крім води, мінеральних солей, глюкози, вітамінів) у їх природному вигляді не засвоюється організмом. Тому вона потрібна зазнати ряд фізичних і хімічних перетворень (перетравитись). Основа травлення – це розщеплення великих і складних молекул – білків, вуглеводів і жирів до їх складових компонентів. Легкість, з якою організм розщеплює складні органічні речовини, зумовлена біологічними каталізаторами, що знаходяться в травних соках. Це гідролітичні ферменти. Ферменти – це білки, вони суворо специфічні, кожний з них діє тільки на певну речовину, вимагаючи для цього певних умов (відповідної реакції середовища, температури та ін.). Однак дія ферментів – це тільки кінцевий результат складного фізіологічного процесу, яким є травлення. Воно відбувається за допомогою активної роботи всіх органів травної системи і регулюється нервово-гуморальними механізмами.

Травну систему складає травний канал і травні залози (великі й малі). Травний канал складається з ротової порожнини, глотки, стравоходу, шлунка, кишківника (тонкого та товстого). Найважливішими залозами є печінка, підшлункова залоза, слинні залози. Маленькі залози розміщенні в слизовій оболонці травного каналу і виділяють травні соки, які беруть активну участь у перетравлюванні їжі. Система органів травлення забезпечує приймання, роздрібнення, розрідження, розщеплення, переміщення і всмоктування їжі та видалення неперетравлених решток.

Організм є відкритою системою, тому що підтримує обмін речовин із зовнішнім середовищем: одержує їжу і виділяє продукти обміну. У процесі обміну постійно утворюються кінцеві продукти окислення білків, вуглеводів і жирів – «шлаки життя», які є токсичними для організму. Проте концентрація їх зазвичай не перевищує фізіологічних величин, бо вони «вимиваються» з тканин кров’ю і виводяться з організму спеціальними органами, що мають назву органи виділення.

Вуглекислий газ, як летка речовина, виділяється через легені. Нелеткі речовини, особливо продукти обміну білків і нуклеопротеїдів, можуть виділятись тільки в розчиненому стані через спеціальний видільний орган – нирки, а також частково через шкіру і слизову оболонку шлунково-кишкового тракту. Через нирки виділяється також більшість отруйних речовин, які можуть випадково потрапити до організму. Виділяючи сечу, нирки виконують одночасно й іншу функцію – підтримують постійність внутрішнього середовища організму (гомеостаз): осмотичного тиску, іонного складу та кислотно-лужної рівноваги. Це досягається шляхом виділення незбалансованого продукту, надлишку (води, лужних і кислих сполук, певних іонів, а також глюкози). Завдяки тісному зв’язку із судинною системою нирки мають також вплив і на стан кровообігу, зокрема на величину кров’яного тиску.

Функцію регульованого виведення сечі з організму виконують сечовивідні шляхи.

Спочатку сеча виводиться по канальцях самої нирки, а потім по сечовивідних шляхах, до яких належать сечоводи, сечовий міхур і сечівник. Нирки і сечовивідні шляхи утворюють сечову систему. Регуляція діяльності нирок здійснюється за допомогою нервово-гуморальних механізмів, які реагують на найменші зміни осмотичного тиску в тканинах. Під їх впливом змінюється нирковий кровообіг: збільшується або зменшується фільтрація та реабсорція води в нирках. У здійсненні видільної функції ниркам допомагає шкіра: піт містить усі азотовмісні речовини сечі. Тому при затримці цих речовин в організмі посилюють видільну функцію шкіри, потогінні засоби та вплив сухого тепла. У разі значної затримки в організмі азотистих шлаків частина з них може виділятися і через слизові оболонки шлунково-кишкового тракту. Цьому сприяють повторні промивання шлунка та очищувальні клізми, які зменшують явища азототермії.

Завдання до теми

1. Охарактеризуйте будову і функції опорно-рухової, кровоносної, дихальної, травневої, видільної, статевої, ендокринної, нервової систем. Зробити відповідні рисунки і пояснювальні записи.

2. Роздивитися готовий препарат крові у мікроскоп. Скласти лейкоцитарну формулу крові за допомогою камери Горяєва. У журналі для практичних занять зробити відповідні рисунки і записи.

Контрольні питання

1. З яких зародкових листків розвиваються покриви, органи травневої, дихальної, серцево-судинної систем?

2. Яким чином відбувається закладка та диференціація нервової трубки у хордових?

3. Назвіть ароморфози в еволюції головного мозку людини.

4. Що є структурною та функціональною одиницею переднирки, первинної та вторинної нирок?

5. Назвіть ароморфози в статевій системі людини.

6. Назвіть приклади онтофілогенетично зумовлених вад розвитку різних систем органів у людини.

Література: [1, с. 23–34; 2, с. 12–30; 3, с. 8–14; 6, с. 26–35; 13, с. 21–37; 14, с. 43–47, 356– 367].

Практичне заняття № 2

Тема. Вивчення ембріогенезу і структурно-функціональної організації тканин людини

Мета: вивчення будови і функцій різнотипних тваринних тканин: епітеліальних, сполучних, м'язових і нервової тканин та ембріональних стадій людини.

Навчальні елементи: епітеліальні, сполучні, м'язові й нервова тканини, ембріогенез, детермінація.

Поиск по сайту: