2010/2011 Учебный год
1.Антигены, их свойства. Реакции антиген-антитело и их применение.
Попадание чужеродных агентов вовнутрь:
1.Простая адсорбция на поверхности фагоцита.
2.Чужеродное вещество поглощается рецепторами иммуноглобулина
3.Поглощение антигена В-лимфоцитами с мембраны иммуноглобулина.
Процессинг антигена:
Антиген разделяется на множество фрагментов, после того, как фагосомы сливаются с лизосомами. Далее эти фрагменты попадают в особое место разгрузки белков. Фрагменты чужеродного объекта в белке занимают определенное место. Сочетание своего и чужеродного фрагментов белка выносятся на поверхность фагоцитированной клетки. Далее сталкиваются с клетками Т-лимфоцита, рецептор которого, должен быть комплементарен фрагменту чужеродного антигена. Активный Т-киллер убивает клетку, которая передает антиген.
Реакции антиген – антитело.
Обратимость реакции антиген – антитело зависит от силы связывания. Антитела получаются из крови животного, когда иммунизируют по схеме (вторичный иммунный ответ). Кровь освобождается от фибриногена и от клеток. Качество сыворотки крови зависит от антител, которые используются в реакциях. Чем больше их титр, тем лучше сыворотка.
Использование антител.
Агглютинация – взаимодействие с низкодисперсным антигеном
Преципитация – выпадение осадка при взаимодействии высокодисперных антигенов.
Иммунобиотинг – выделение нужного белка с использованием иммуноглобулина.
2.Пространственная организация ионного транспорта в корне и растении в целом.
Для питания растениям необходимы не только углеводы, образующиеся при фотосинтезе, но и некоторые минеральные вещества. Для чего нужны эти элементы, указано в таблице. У высших растений минеральные вещества из почвы или окружающей воды поглощают корни1. Максимальное поглощение происходит в зоне корневых волосков. Участие в этом процессе микоризы обсуждается в статье. Чтобы понять механизм поглощения и транспорта минеральных ионов, необходимо помнить следующее:
1. Минеральные элементы, необходимые растению, входят в состав солей. В водном растворе молекулы солей диссоциируют и образующиеся ионы свободно передвигаются.
2. Ионы способны пересекать клеточные мембраны различными путями. Один из них — активный транспорт. Он требует затрат энергии в форме АТФ, образующегося в процессе дыхания и может вести к перемещению ионов против градиента их концентрации.
3. Внутрь корня от его эпидермиса распространяется непрерывная система клеточных стенок — апопласт. Вода и любые растворенные в ней вещества свободно проникают в эту систему из почвы.
На рисунке приведен график поглощения ионов калия молодыми корнями злаков, предварительно отмытыми чистой водой. Через 90 мин к растворам добавляли ингибитор дыхания — цианид калия. Рисунок показывает, что поглощение ионов четко разделяется на две фазы. Первая длится примерно 10—20 мин. Поглощение в этот период идет относительно быстро. Ионы калия, соприкасаясь с эпидермисом корня, проникают в клеточные стенки и движутся вглубь через апопласт по механизму либо объемного потока, обеспечиваемому транспирацией, либо диффузии. Можно видеть, что эта фаза относительно независима от температуры, поскольку скорость поглощения примерно одинакова и при 25, и при 0 °С. Речь идет о пассивном процессе. Вторая фаза зависит от температуры и не наблюдается при 0 °С, когда интенсивность метаболизма и дыхания очень низка. Ингибирование поглощения К-ионов цианистым калием свидетельствует о том, что этот процесс зависит именно от дыхания. Во время второй фазы ионы калия поступают в клетки корня через плазма-лемму путем активного транспорта. Сходные результаты можно получить и на изолированных тканях. Обычно в таких опытах используются запасающие органы растений, например корнеплод моркови. Данные, приведенные на рисунке, подтверждают, что поглощение ионов зависит от дыхания и ингибируется цианидом калия. Итак, поступление ионов в корень обеспечивают два процесса: 1) пассивное поступление, когда ионы движутся за счет объемного потока и диффузии через апопласт; 2) активный транспорт, при котором ионы переносятся в клетки против градиента их концентрации за счет энергии, генерируемой при дыхании.
Активный транспорт — процесс избирательный и зависит от дыхания, а диффузия неизбирательна и энергозатрат не требует. В результате пассивного поглощения все клетки первичной коры корня омываются раствором, сходным по составу с почвенным. Так создается обширная поверхность для поглощения ионов. Ионы, передвигаясь по апопласту, доходят только до эндодермы, где дальнейшее их продвижение блокируют пояски Каспари. Пересечь этот барьер ионы могут путем диффузии или путем активного транспорта через плазмалеммы эндодермальных клеток и попадая в их цитоплазму и, возможно, в вакуоли. Таким способом растение контролирует, какие минеральные вещества в конце концов попадают в ксилему. Ионы могут перемещаться и по симпласту. Попав в цитоплазму одной клетки, они будут продвигаться дальше по плазмодесмам, не пересекая мембран. Непрерывный симпластный путь идет от корневых волосков до самой ксилемы. На рисунке показаны все возможные пути транспорта ионов внутри корня. Конечный этап передвижения минеральных солей по корню — высвобождение ионов в ксилему. Для этого им рано или поздно надо покинуть цитоплазму клеток через плазмалемму. Это происходит либо путем диффузии, либо за счет активного транспорта.
Описанное выше движение минеральных солей через толщу корня в ксилему представляет собой начальный этап их транслокации по растению в целом. Попав в ксилему, соли разносятся дальше ко всем органам по механизму объемного потока, который обеспечивается транспирацией (транспирационный ток). Это движение можно продемонстрировать, поставив опыт с кольцеванием растений. При этом удаление тканей, расположенных ближе к поверхности ствола, т. е. флоэмы и т. д., не нарушит поступления ионов к вышележащим частям растения. Анализ ксилемного сока показывает также, что значительная доля азота переносится по сосудам в форме аминокислот и других близких к ним органических соединений, хотя некоторое его количество движется вверх в составе неорганических ионов нитрата и аммония. Следовательно, уже в корнях часть минерального азота превращается в азотсодержащую органику. Точно так же и небольшие количества фосфора и серы транспортируются в виде органических соединений.
Поэтому, хотя традиционно ксилему и флоэму рассматривают как две ткани, проводящие соответственно минеральные и органические вещества, эти различия не вполне четкие. Главными потребителями минеральных элементов, т. е. «пунктами их назначения», являются растущие части растения, в частности верхушечные и боковые меристемы, молодые листья, развивающиеся цветки и плоды,а также запасающие ткани.
Транслокация органических веществ по флоэме
Фотосинтез происходит не во всех частях растения. Тем из них, которые удалены от фотосинтезируюших структур, например корням, нужна специальная транспортная система снабжения ассимилятами. У сосудистых растений органические продукты переносятся из главных органов фотосинтеза — листьев — ко всем остальным частям растения по флоэме. На рисунке приведена общая схема связей между автотрофными клетками, образующими органические питательные вещества, и клетками, получающими эти вещества. Как видно из этого рисунка, органические вещества у растений могут перемещаться по побегам как вверх, так и вниз. Это отличает флоэму от ксилемы, по которой транспорт осуществляется только вверх. Следует также отметить, что запасающие органы в разное время могут функционировать то как источники ассимилятов, то как их потребители. Обычно около 90% всех переносимых по флоэме питательных веществ составляет дисахарид глюкоза. Это сравнительно инертный и хорошо растворимый углевод, который не играет почти никакой роли в метаболизме и поэтому служит идеальной транспортной формой, так как маловероятно, чтобы он расходовался в процессе переноса. Основное предназначение сахарозы — вновь превратиться в более активные моносахариды — глюкозу и фруктозу. Высокая растворимость позволяет ей достигать во фло-эмном соке очень высокой концентрации, например у сахарного тростника она составляет до 25% (масса/объем). Флоэма переносит в различной форме и некоторые элементы минерального питания, например азот и серу в составе аминокислот, фосфор в виде неорганического фосфата и фосфо-рилированных Сахаров, калий в виде ионов. В ней могут содержаться небольшие количества витаминов, растительных гормонов (таких как ауксины и гиббереллины), вирусов и других ингредиентов. Наглядно продемонстрировать циркуляцию углерода в растении можно, если дать листьям поглощать углекислый газ, меченный радиоактивным изотопом |4С. Радиоактивная углекислота будет фиксироваться в процессе фотосинтеза, и 14С окажется в составе органических соединений, включая сахарозу. Затем движение изотопа по растению можно проследить с помощью известных методов, например радиоавтографии, подсчета счетчиком Гейгера импульсов у поверхности растения или экстрагирования из его частей этого изотопа. В конечном итоге, и флоэма, и ксилема будут непосредственно участвовать в циркуляции углерода. Например, достигнув в составе сахарозы корней, углерод может использоваться там для синтеза аминокислот из нитратов и углеводов, а затем синтезированные аминокислоты, содержащие меченый углерод, могут транспортироваться в ксилемном соке вверх по стеблю.
З.Морфо-функциональные изменения основных систем органов наземных позвоночных.
Пресмыкающиеся – первый класс настоящих наземных позвоночных животных, к которому принадлежит около 7 тыс. видов, в РБ 7 видов из них 2 в красной книге. Обитают преимущественно в регионах с теплым и жарким климатом. Адаптации:
Тело подразделено на голову, шею, туловище, хвост и пятипалые конечности.
Кожа сухая, лишена желез и покрыта роговыми покровами, защищающими тело от высыхания. Рост животного сопровождается периодической линькой.
Скелет прочный, окостеневший. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса конечностей укреплены и связаны с осевым скелетом. Развиты ребра и грудная клетка.
Мускулатура дифференцирована. Развиты шейные и межреберные мышцы, подкожная мускулатура. Движения тела более разнообразные и быстрые.
Пищеварительный тракт более длинный, чем у земноводных, и четче дифференцированы отделы. Пища захватывается челюстями, имеющие многочисленные зубы. Стенки ротовой полости и пищевода снабжены мощной мускулатурой, которая проталкивает крупные порции пищи в желудок. На границе толстой и тонкой кишки имеется слепая кишка, особенно хорошо развита у растительноядных наземных черепах.
Органы дыхания – легкие – имеют большую дыхательную поверхность за счет ячеистого строения. Развиты проводящие пути – трахея, бронхи, в которых воздух увлажняется и не иссушает легкие. Вентиляция легких происходит путем изменения объема грудной клетки.
Сердце трехкамерное, однако в желудочке имеется неполная продольная перегородка, препятствующая полному смешиванию артериальной и венозной крови. Большая часть тела пресмыкающихся омывается смешанной кровью с преобладанием артериальной, поэтому интенсивность обмены выше, чем у земноводных. Однако пресмыкающиеся являются хладнокровными животными, температура которых зависит от условий окружающей среды.
Органы выделения – тазовые почки. По мочеточникам моча оттекает в клоаку, а затем в мочевой пузырь. В нем вода дополнительно отсасывается в кровеносные капилляры и возвращается в организм, после чего моча выводится наружу. Конечный продукт – мочевая кислота.
Головной мозг имеет большой размер, относительно земноводных. Лучше развиты большие полушария переднего мозга с зачатками коры и мозжечок.
Органы чувств приспособлены к наземному образу жизни. Глаза защищены подвижными веками мигательной перепонкой. Некоторые дневные виды обладают цветным зрением. Орган слуха состоит из среднего и внутреннего уха. Обоняние развито лучше. Некоторые виды змей имеют орган термического чувства (между ноздрями и глазом), позволяющий на расстоянии улавливать тепло, исходящее от жертвы.
Оплодотворение только внутреннее. Яйца защищены от высыхания кожицей или скорлуповой оболочкой, рептилии откладывают на суше.
Распространение. Основные многочисленные отряды это – Чешуйчатые, Крокодилы и Черепахи.
№33