1. Систематика и разнообразие организмов

Нечаев Александр Витальевич, учитель биологии, педагог дополнительного образования

Систематика (классификация, таксономия) наука о многообразии живых организмов и распределении их по группам на основании (эволюционного) родства.

Биологическая номенклатура основана на биномиальной системе, предложенной в XVI в. Карл. Линнеем (название каждого организма состоит из двух слов, первое обозначает род, второе — вид). Родовое название пишется с большой буквы, видовое — с маленькой:
Betula alba — береза (название рода) белая (название вида); Viola tricolor — фиалка трехцветная; Homo sapiens — человек разумный.

Основная борьба за существование происходит между

1) классами 
2) отделами 
3) семействами 
4) Вида

Ответ: 4

Изучением многообразия организмов, их классификацией занимается наука
 
1) генетика
2) систематика
3) физиология
4) Экология

Ответ 2

Какая схема ис­поль­зу­ет­ся при клас­си­фи­ка­ции растений
 
1) вид — > род — > се­мей­ство — > по­ря­док — > класс — > отдел
2) вид — > се­мей­ство — > по­ря­док — > род — > класс — > отдел
3) вид — > отдел — > класс — > по­ря­док — > род — > семейство
4) вид — > класс — > отдел — > по­ря­док — > род — > семейство

Ответ: 1

В каком случае перечислены «царства» органического мира?

1) бактерии, растения, грибы, животные
2) деревья, хищники, простейшие, водоросли
3) беспозвоночные, позвоночные, хлорофилльные
4) споровые, семенные, рептилии, амфибии

Ответ: 1

Установите по­сле­до­ва­тель­ность соподчинения си­сте­ма­ти­че­ских категорий у животных, на­чи­ная с наименьшей.
 
1) се­мей­ство Волчьи (Псовые)
2) класс Млекопитающие
3) вид Обык­но­вен­ная лисица
4) отряд Хищные
5) тип Хордовые
6) род Лисица
Ответ: 361425.

Расположите в правильном порядке систематические категории, начиная с наименьшей. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
 
1) Пресмыкающиеся
2) Гадюка
3) Хордовые
4) Гадюка обыкновенная
5) Чешуйчатые
Ответ: 42513.

Проклассифицируйте собачку по кличке Рекс

Вирусы

16

Вирусы (лат. Virus – яд) – неклеточные формы жизни, способные проникать в эукариотические и прокариотические клетки и там размножаться (репродуцироваться).
Все вирусы – внутриклеточные паразиты,
существуют в двух формах:
1. Покоящейся форме (вне клетки – вирионы).
2. Репродуцирующейся форме (внутри клетки в виде комплекса: ДНК или РНК вируса + синтетический аппарат клетки).
Размеры вирусных частиц составляют от 15 до 350 нм, поэтому увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа.
Основные группы вирусов

Вирусы Вирусы Вирусы
растений животных бактерий

Рис.1. Модель вириона аденовируса

Рис.2.Вирус табачной мозаики (ВТМ)

Существование вирусов было доказано в 1892 году русским ботаником Д.И. Ивановским

18

Одиночные вирусы имеют различную форму: округлую, палочковидную, кристалличес-кую и др.
Внутри вириона содержится нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), заключенная в белковую оболочку – капсид.
По строению различают две группы вирусов:

Простые: состоят из ДНК и одной белковой оболочки; размер – 15-150 нм; капсид чаще кристалический, палочковидный

Сложные: состоят из РНК и 2-3 оболочек: белковой, липо-протеидной и углеводной; размер – 80-350 нм; капсид чаще сферический

19

Полностью сформированная вирусная частица называется вирион.
Капсид состоит из многократно повторяющихся полипептидных цепей (капсомеров) 1-5 типов белка.
Для капсидов вирионов характерны 2 типа симметричной укладки субъединиц белков: 1. Спиральная (в виде палочек, нитей: вирусы растений и некоторых бактерий). 2. Кубическая (в форме икосаэдра: вирусы животных, человека, бактериофаги).
Значение капсида:
1. Защищает геном от повреждения.
2. Обеспечивает адсорбцию вирионов на поверхности оболочек клетки. 3. Способствует проникновению генома вируса в клетку.

Рис. Разнообразие форм и размеров вирусов: а – вирусы растений; б – вирусы животных и человека; в – вирусы бактерий (бактериофаги)

22

Бактериофаги имеют более сложное строение, чем другие вирусы.
Строение бактериофага

Головка Полый базальная ( внутри стержень пластинка

содержится ДНК)

окружен чехликом из сократительного белка

на ней закреплено 6 «ножек»

При сокращении чехла стержень «пробивает» клеточную стенку бактерий и ДНК впрыскивается в клетку

Рис.1. 1-шейка, 2-чехол, 3-стержень, 4-базальная пластинка с ножками.
Рис.2. Адсорбция бактериофагов на E. coli.

23

Воспроизводство вирусов происходит в клетке хозяина и состоит из нескольких стадий:
1. Адсорбция на клеточной оболочке.
2. Проникновение нуклеиновой кислоты в клетку (инъекция).
3. Встраивание вирусной ДНК в геном клетки (интеграция) и репликация вирусной нуклеиновой кислоты.
4. Синтез вирусных белков и ферментов.
5. Сборка вирионов.
6. Выход вирионов из пораженной клетки и заражение новых клеток.

Рис. Схема проникновения генома ВИЧ в клетку и процессов, происходящих после этого в клетке вплоть до ее распада.

24

ДНК-содержащие вирусы имеют либо собственные ферменты (в капсиде) репликации, либо несут информацию в геноме, а РНК-содержащие вирусы (ретровирусы) содержат обратные транскриптазы (ревертазы), которые превращают в цитоплазме клеток вирусные РНК в ДНК (открыли в 1970 г. Г.Темин и Д.Балтимор).
Существуют также вирусы, содержащие только иРНК (полиомиелит), двуцепочечные РНК (ротавирусы) и одноцепочечные ДНК (вирусы растений).

Рис.1. Часть клетки, зараженной аденовирусом (кристаллоподобные структуры)

Рис.2. Вирус папилломы (бородавки) человека

25

Интенсивная репродук-ция вирионов и гибель клеток при одновре-менном выходе вирио-нов, заражение других клеток.

«Вялая» репродукция вирионов, которые посте-пенно покидают клетку, не вызывая ее разруше-ния (скрытая инфекция), вирусоносительство.

Геном вируса встраи-вается в хромосому хо-зяина и передается дочерним клеткам, не вызывая заболеваний.

В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и характера ее изменения различают три типа вирусной инфекции:

При определенных условиях латентный вирус может активизироваться и инфекция может стать литической.

26

Механизм проникновения вируса в клетку обеспечивается рецепторным механизмом: специальные белки капсида «узнают» соответствующие рецепторные белки на поверхности чувствительных к данному вирусу клеток. Так аденовирусы и вирус гриппа проникают и размножаются только в клетках слизистых оболочек верхних дыхательных путей, вирусы гепатита А,В,С – в клетках печени, вирус энцефалита и бешенства – в нервных клетках, вирус СПИДа – в клетках Т-лимфоцитов, а вирус эпидемического паротита (свинки) – в клетках околоушных слюнных желез. Однако существуют вирусы, которые поражают различные ткани и органы: вирус кори – дыхательные пути, кожу и кишечник; вирус оспы – кожу и дыхательные пути, вирус желтой лихорадки – эпителий кровеносных сосудов и клетки печени.

27

Основной вред от вирусов в том. Что генетический материал вирусов в клетке хозяина продуцирует собственные белки и нуклеиновые кислоты за счет запасов клетки, в результате чего клетка чаще всего гибнет.
Однако клетки могут защищаться:
1. Гибель клетки до завершения вирусной репродукции, что затрудняет распространение инфекции по организму (клеточное самоубийство- апоптоз).
2. Выработка неспецифического противовирусного белка – интерферона, который проникает из зараженной клетки в здоровые клетки предупреждая их о наличии вируса. Получившие сигнал клетки изменяют мембранную структуру оболочки и адсорбция на ней вируса становится невозможной (у 1/3 населения Земли вырабатывается очень мало интерферона, что приводит к смертельным случаям даже от таких болезней, как ОРЗ и грипп).

28

Рис.1. Вирионы мозаичной болезни табака (ВТМ)

Рис.2. Вирионы вируса герпеса

Рис.4. Вирионы аденовируса человека

Рис.3. Вирионы карликовости томатов

29

Рис. Модель ВИЧ:
1-2 – оболочки; 3 – молекулы РНК;
4 – фермент ревертаза.
«Шипы» оболочки образованы белком gp120.

30

Существует 2 типа: ВИЧ-1 (VIH - высоко патогенный) и ВИЧ-2 (SIH - обезьянный, мало патогенный), открытый в 1985 г.).

Рис. Т-лимфоцит, зараженный ВИЧ, производит новые вирионы. Новые вирионы выходят из тонкого выроста на поверхности зараженной клетки (х 500000)

31

32

33

Для выделения и культивирования вирусов применяют:
1.Тканевые культуры (выращенные в специальных средах) – вирусы, внесенные в такие культуры либо повреждают клетки (цитопатическое действие), либо образуют включения (скопление вирионов).
2. Куриные эмбрионы (8-12 дневные) – вирусный материал вводят в различные полости эмбриона, а через 48-72 ч. вскрывают и осматривают поражения.

Рис.1. Включения вирусов герпеса (12) в клетке печени (13)

Рис. 2. Способы заражения куриного эмбриона (1-в амнион, 2-в аллантоис, 3-в желточный мешок)

34

Для диагностики вирусных инфекций применяют:
1. Реакцию гемаггютинации (РГА) – к аллантоисной жидкости куриного эмбриона, зараженного вирусом добавляют 1% суспензию куриных эритроцитов. Наличие гемагглютинации (склеивание эритроцитов) указывает на наличие вирусов.
2. Гемадсорбцию – к пораженной вирусами культуре тканей добавляют суспензию эритроцитов. При этом наблюдается под микроскопом адсорбция эритроцитов на пораженных клетках.
3. Иммунофлюоресцентный метод (экспресс-диагностика) – ткани животных или растений и культуры тканей окрашивают флюоресцирующей специфической сывороткой. Свечение клеток под люминесцентным микроскопом свидетельствует о наличие вирусов в клетке.

Рис.1.Вирус герпеса (мелки бляшки) в клетках оболочки зародыша .
Рис.2. Адсорбция эритроцитов на поверхности зараженной вирусом клетке.

35

1. Неспецифические противовирусные препараты: интерферон, циклоферон, йодантипирин, препятству-ющие проникновению вирусов в клетку.

2.Лекарственные препараты, блокирующие одну или несколько внутриклеточных стадий развития вируса (блокирование ревертаз и протеаз с помощью ферментов-ингибиторов)

3. Иммунопрофилактику – вакцинация и применение специфических иммунных лечебных сывороток и гамма-глобулинов.

4. Использование бактериофагов как лекарственных препаратов против колибактериоза, сальмонеллеза и холеры.

Вирусы не имеют клеточного строения (неклеточные формы жизни)
Вирусы не имеют обмена веществ (не питаются , не дышат), не растут не передвигаются.
Вирусы имеют только один тип нуклеиновой кислоты ДНК или РНК.
Вирусы – это постоянные облигатные внутриклеточные паразиты.
Вирусы способны воспроизводить себе подобных только за счет энергетических и структурных ресурсов клетки, в которой паразитируют.


1.На рисунке изображен бактериофаг.
2. Бактериофаг- это вирус, поражающий клетки бактерий.
3. Бактериофаг – это неклеточная форма жизни.
4. Состоит из белковой головки, в центре которой находится молекула вирусная ДНК и хвоста.
5. На конце хвоста расположены хвостовые нити ( отростки), которые контактируют с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки и закрепляют бактериофаг. Базальная пластинка хвоста содержит фермент, разрушающий клеточную стенку бактерий, что обеспечивает проникновение вирусной ДНК.
6. Бактериофаг не имеет собственного обмена веществ, является паразитом бактерий и воспроизводит себе подобных за счет энергетических ресурсов клетки бактерий, в которой паразитирует.


Вопрос 2. Какой организм изображен на рисунке. В чем особенности строения и жизнедеятельности этого организма?