ФГБОУ ВПО ПОВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СПОРТА

ФГБОУ ВПО «ПОВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА И ТУРИЗМА» Э. Ш. Шамсувалеева Материалы лекций по Биологии Направление подготовки: "Физическая культура" Лекция 2: Специфика живых систем Казань 2012

Специфика живых систем

1. Единство химического состава Все живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и объекты неживой природы, но в живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента С, О, N, Н. Химические вещества клетки

Единство химического состава

2. Самовоспроизведение обеспечивает поддержание жизни любого вида. В его основе лежит образование новых молекул и структур на основе информации заложенной в ДНК

Самовоспроизведение Поток информации: ДНК РНК БЕЛОК КЛЕТКА ОРГАНИЗМ СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА 1. Триплетность 2. Код однозначен 3. Линейность записи информации 4. Между генами имеются "знаки препинания" 5. Универсальность Аминокислота Аланин Аргинин Аспарагиновая кислота Валин Гистидин Глицин Глутаминовая кислота Изолейцин Сокращен ное название Ала Арг Асн Асп Аминокисл Сокращен ота ное название Лейцин Лей Лизин Лиз Метионин Мет Пролин Про Вал Гис Гли Глн Глу Серин Тирозин Треонин Триптофан Фенилалан ин Цистеин Иле Сер Тир Тре Три Фен Цис

3. Рост и развитие Рост выражается в увеличении размеров и массы с сохранением общих черт строения, сопровождается развитием

4. Обмен веществ и энергии

5. Раздражимость

6. Наследственность и изменчивость Наследственность - способность организмов обеспечивать передачу признаков, свойств, особенностей развития из поколения в поколение Изменчивость - способность организмов приобретать новые признаки и свойства Изменчивость Ненаследственная (модификационная) Сезонная Наследственная Генотипическая Цитоплазматическая Возрастная Митохондриальная Мутационная Комбинативная Экологическая Хлоропластная Географическая Генная Геномная Хромосомная Кроссинговер Случайная встреча гамет Независимое расхождение хромосом

Наследственность и изменчивость Генная инженерия Перестройка генотипов организмов, т. е. введение гена одного организма в генотип другого и получение трансгенных организмов: Ген, отвечающий за выработку инсулина у человека, ввели в генотип кишечной палочки, обитающей в кишечнике человека В генотип растении петуньи был введен ген, нарушающий образование пигмента для создания петуньи с белыми цветками Введение в генотип злаков гена бактерий, усваивающих азот из воздуха сделает возможным не вносить в почву азотные удобрения

Наследственность и изменчивость Введение в ДНК мыши гена роста крысы

Наследственность и изменчивость Генетически модифицированные продукты

Наследственность и изменчивость

Наследственность и изменчивость Определение Процесс Генетически контролируется Целостность клеточной мембраны Морфология АПОПТОЗ Запрограммированная смерть клетки Физиологический Да НЕКРОЗ Омертвение, гибель клеток и тканей в живом организме под воздействием болезнетворных факторов Патологический Нет Сохранена Нарушена Сморщивание клеток и расщепление ядерной ДНК на фрагменты Нет Набухание и лизис клеток Воспалительный ответ Удаление погибших Фагоцитоз соседними клетками клеток Примеры Удаление рудиментарных структур у эмбриона, разрушение клеток в межпальцевых промежутках Обычно есть Фагоцитоз нейтрофилами и макрофагами Инфаркт, гангрена, пролежни

Наследственность и изменчивость Показатели влияния наследственности на физические качества человека (Шварц В. Б. , 1972; Тишина В. Г. , 1976; Москатова А. К. , 1983 и др; Коц Я. М. , 1986 и др. ) № Морфофункциональные признаки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Задержка дыхания на вдохе Скорость двигательной реакции Рост Суставная подвижность (гибкость) Скорость спринтерского бега Взрывная сила Масса тела Общая выносливость Объем циркулирующей крови Максимальная статическая сила Координация движений рук Коэффициент наследуемости 0, 8 0, 77 0, 75 0, 7 0, 68 0, 65 0, 56 0, 55 0, 45

Наследственность и изменчивость

7. Саморегуляция Гомеостаз постоянство — относительное динамическое внутренней среды и устойчивость физиологических функций организма. Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегуляция В норме анализ крови взрослого человека – Гемоглобин (Hb) муж: 130 -160 г/л жен: 120 -140 г/л – Эритроциты муж: 4 х 10 -5, 1 х 10/л жен: 3, 7 х 10 -4, 7 х 10/л – Лейкоциты: 4 х10*9 – 8, 5 х10*9/л

Саморегуляция Нейрогуморальный механизм гомеостаза

Саморегуляция

Саморегуляция Закон толерантности Шелфорда 4 3 2 1 – зона оптимума 2 – зона приспособления 3 – зона угнетения 4 – зона гибели 1 2 3 4

8. Ритмичность Б и о л о г и ч е с к и е р и т м ы - колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций. Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение "с и н х р о н и з а т о р ы", или "д а т ч и к и в р е м е н и". К в н е ш н и м ф а к т о р а м относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния

Ритмичность Рассогласование работы внутренних механизмов общего суточного ритма — десинхроноз При десинхронозе: • человек ощущает недомогание; • нарушается сон; • ухудшается настроение; • повышается раздражительность; • увеличивается частота пульса; • незначительно повышается температура тела; • повышается или снижается артериальное давление

Ритмичность Суточные биоритмы человека Организмы живут в соответствии с ритмичностью природных процессов §частота сердечных сокращений максимальна в 15 -16 ч, §частота дыхания - в 13 -16 ч, §уровень систолического давления крови - в 15 -18 ч, §количество эритроцитов в крови - в 11 - 12 ч, §лейкоцитов - в 21 -23 ч, §ряда гормонов в плазме крови - в 8 -12 ч, §белка крови (общего)- в 17 -19 ч, § билирубина (общего) - в 10 ч, § холестерина - в 18 ч

Межведомственная комиссия Российской Федерации по охране здоровья населения определила соотношение факторов обеспечения , здоровья человека применительно к нашей стране: генетические факторы - 15 -20%; состояние окружающей среды - 20 -25%; медицинское обеспечение - 10 -15%; условия и образ жизни людей - 50 -55%

Специфика живых систем Единство химического состава Самовоспроизведение Рост и развитие Обмен веществ и энергии Раздражимость Наследственность Изменчивость Саморегуляция Ритмичность

Литература Тейлор Д. , Грин Н. , Стаут У. Биология: В 3 -х т. Пер. с англ. /Под ред. Р. Сопера – 3 -е изд. , – М. : Мир, 2004. – 454 с. Реймерс Н. Ф. Популярный биологический словарь. - М. : Наука, 1991. – 544 с. Иваницкий М. Ф. Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): учебник для институтов физической культуры. - М. : Человек, 2011. - 624 с. Солодков А. С. , Сологуб Е. Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: учебник. - М. : Советский спорт, 2010. - 620 с. Е. Б. Сологуб, В. А. Таймазов Спортивная генетика. Москва 2000 В. А. Рогозкин, И. Б. Назаров, В. И. Казаков Генетические маркеры физической работоспособности человека. Helsen et al. , 2000 В. Б. Шварц С. В. Хрущев Медико-биологические аспекты спортивной ориентации и отбора Мамонтов С. Г. Биология: учебник для студ. высш. учеб. заведений / С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров, Т. А. Козлова; под ред. С. Г. Мамонтова. – 3 -е изд. , стер. – М. : Издательский цент «Академия» , 2008. – 576 с.