VI. Система навчаючих завдань

В різні часи висловлювались різні заперечення проти теорії природного добору. Одне з них полягало в тому, що корисне спадкове відхилення не закріплюється в потомстві, тому що воно поодиноке і розчиняється в наступних поколіннях. Як з позицій синтетичної теорії еволюції можна спростувати це заперечення?

Еталон відповіді:

Це твердження невірне, тому що корисне спадкове відхилення (мутація) не поодиноке: будь-які мутації, нехай навіть дуже рідко, виникають з певною частотою. Крім того, якщо добір сприятиме збереженню цих мутацій (при умові, що їх носії мають певні переваги), то мутації будуть розповсюджуватись в популяції і частота їх з часом збільшиться.

Уявлення про «розчинення» мутацій в наступних поколіннях знаходиться в протиріччі і з законами успадкування. Для моногенних ознак характерне збереження будь-якого алеля, навіть у випадку повної відсутності фенотипового його прояву.

VIІ. Короткі методичні вказівки до роботи студентів на практичному занятті.

а) Методика проведення заняття

На початку заняття проводиться перевірка вихідного рівня знань студентів у вигляді тестового контролю та письмової відповіді на питання. Розглядаються теоретичні питання даної теми, в обговоренні якої беруть участь всі студенти під керівництвом викладача. Після цього студенти виконують самостійну навчально-дослідницьку роботу і вирішують індивідуальні ситуаційні задачі.

В кінці заняття проводиться перевірка кінцевого рівня знань студентів, аналіз результатів роботи з перевіркою протоколів і виставленням відповідної оцінки і балів.

б) Організаційна структура заняття (технологічна карта)

в) Зразки тестових завдань для перевірки кінцевого рівня знань

1. Органічна (біологічна) доцільність - відповідність (гармонія) між структурою, функціями, поведінкою організмів і середовищем їх існування є:

А. Одвічною властивістю організмів;

В. Результатом внутрішнього прагнення організмів до самовдосконалення;

С. Результатом дії природного добору;

В. Результатом прямого пристосування за Ламарком;

Е. А + В.

2. У якій послідовності здійснювалися важливі явища еволюції органічного

світу?

1. Формування ноосфери;

2. Вимирання динозаврів;

3. Вихід тварин на сушу;

4. Поява фотосинтезу;

5. Вихід рослин на сушу.

А. 5,4,3,2,1;

В. 5,4,2,3,1;

С. 4,2,5,1,3;

D. 4,5,3,2,1;

E. 1,5,4,3,2.

3. Вкажіть, яке твердження не відповідає поняттю ідеальної популяції:

А. Генофонд популяції не змінюється протягом великої кількості поколінь;

В. Концентрація генів рА і qа є постійною;

С. В популяції панує панміксія;

D. Популяція залишається стабільною протягом великої кількості поколінь;

Е. Під дією природного добору виживають особини з корисними спадковими змінами і гинуть непристосовані.

4. Вкажіть фактори расогенезу:

A. Суспільний спосіб життя;

B. Спадкова мінливість;

C. Географічна ізоляція;

D. Праця;

E. Міграція

5. Що доводить належність людських рас до одного виду?

1. Плодюче потомство від змішаних шлюбів;

2. Протиставлення великого пальця;

3. Різна здатність до абстрактного мислення;

4. Редукція хвостового відділу хребта;

5. Наявність однакових груп крові по системі АВО.

А. 1,4;

В. 1,5;

С. 2,3;

D. 1,2,3;

Е. 2,3,4.

6. Пристосування людських рас до умов середовища є результатом:

А. Модифікаційної мінливості;

В. Природного добору і збереження особин з корисними ознаками;

С. Близькоспорідненість добору;

D. Збільшення чисельності гомозигот в популяції;

Е. Добір проти гомозигот на користь гетерозигот.

7. Які з наведених ознак характеризують неандертальця?

1. Час існування 1,5 - 0,5 млн. років тому;

2. Час існування 300 - 30 тис років тому;

3. Об'єм мозку 750-900см³;

4. Об'єм мозку 1200 - 1400 см³;

5. Покатий лоб;

6. Масивні щелепи.

А. 1,3,5;

В. 1,3,6;

С. 2,4,5;

D. 2,4,6;

Е. 1,4,6.

8. Виділяють два основних способи видоутворення - алопатичне і симпатричне. Які з наведених характеристик притаманні симпатричному видоутворенню?

1. В основі лежить просторова ізоляція;

2. Новий вид виникає всередині ареалу вихідного виду;

3. В основі лежить сезонна ізоляція;

4. В основі лежить автополіплоїдія;

5. Новий вид виникає з однієї або групи суміжних популяцій, розміщених на периферії ареалу вихідного виду;

6. В основі лежить алоплоїдія.

А. 1,3,5,6;

В. 2,3,4,6;

С. 1,2,4,6;

D. 2, 4,5;

Е. 1,5.

9. Важливими доказами еволюції за Дарвіном є рудименти і атавізми. Які з вказаних особливостей будови людини відносяться до атавізмів?

1. Наявність хвоста;

2. Апендикс;

3. Куприкова кістка;

4. Густий волосяний покрив на тілі;

5. Багатососковість;

6. Складка мигальної перетинки.

А. 1,4;

В. 2,3;

С. 1,4,5;

D. 2,3,6;

Е. 1,2,6.

10. Вкажіть неправильний варіант найдавніших людей:

1. Пікентроп;

2. Синантроп;

3. Гейдельберзька людина;

4. Австралопітек адоарський;

5. Австралопітек бойса;

6.Неандерталець.

А. 1,2,3;

В. 3,4,5;

С. 2,4,6;

D. 4,5,6;

Е. 1,2,6.

11. Виберіть вірну відповідь. Кому належать знаряддя олдувайської епохи (перші примітивні знаряддя праці):

А. Класичному австралопітеку;

В. Неандертальцям;

С. Людині умілій;

D. Кроманьйонцям;

Е. Рамапітекам.

12. Позначте фактори, що забезпечили формування людських рас:

А. Суспільний спосіб життя, мова, культура;

В. Праця, ізоляція, релігія;

С. Розподіл праці, мова, спадкова мінливість;

D. Спадкова мінливість, ізоляція, природний добір;

Е. Боротьба за існування, модифікаційна мінливість, ізоляція.

13. Серпоподібна клітинна анемія розповсюджена в районах поширення малярії. Це є наслідком:

А. Добору проти гомозигот;

В. Стабілізуючого добору;

С. Несумісності батьків за групами крові системи АBО;

В. Добору проти гетерозигот;

Е. Несумісності батьків за Rh-фактором.

14. Доказом походження людини від тварин є:

1. Подібність в будові людини і тварини;

2. Подібність зародків людини і тварини;

3. Наявність у людини рудиментарних органів;

4. Атавізми;

5. Клітинна будова;

6. Фенотиповий поліморфізм.

А. 1,2,4,6;

В. 1,2,3,4,5;

С. 3,4,5,6;

D. 1,2,3,5;

Е. 2,4,6.

15. Пусковим механізмом до першої стадії видоутворення є ізоляція:

A. Географічна;

B. Екологічна;

C. Тимчасова (сезонна);

D. Репродуктивна (генетична);

E. Постзиготична.

Заняття №37

Тема: Філогенез основних систем органів хребетних. Порівняльний аналіз покривів тіла, травної, дихальної, серцево-судинної систем

І. Актуальність теми. Порівняльний огляд покривів тіла, травної, дихальної і кровоносної ситем хребетних допомагає розкрити конкретні шляхи еволюції цих систем (філогенез) і озброює лікаря історичним розумінням будови людського організму та процесів його індивідуального розвитку.

Важливий методичний аспект вивчення даної теми полягає в тому, що розгляд еволюційних перетваворень кожної із названих систем завершується аналізом вірогідних причин виникнення в їх будові та фукціях філогенетично зумовлених вад розвитку.

Філогенетично зумовленими називають такі вади, які за будовою нагадують органи предків або родинних сучасних груп хордови і хребетних. Напрклад, збереження у дорослої людини нижніх або поперекових ребер, незаростання після народження дитини боталової протоки, природжені нориці шиї (рудименти зябрових щілин), поява двох дуг аорти, транспозиція аорти і легеневого стовбура (аорта відходить від правого шлуночка, а легеневий стовбур від лівого) та інші. Такі природжені вади за своєю біологічною природою являються атавізмами, тому їх називають атавістичними або анцестральними (від франц. ancetre - предок).

Появу атавізмив у людини можна зрозуміти виходячи із біогенетичного закону Ф.Мюллера й Е.Геккеля – закону згідно якого в ході індивідуального розвитку (онтогенезу) і особливо в зародковому перїоді живі істоти повторюють найважливіші етапи розвитку всього ряду предкових форм. Повторення ознак дорослих пращурів в онтогенезі Ф.Мюллер назвав рекапітуляцією згідно сучасних даних рекапітуляція предкових структур відбувається в ембріогенезі на базі генних комплексів, успадкованих від батьків, а час рекапітуляцій і рефункцій котролюється обмеженою кількістю регуляторних генів.

У всіх випадках атавізмів визначальними механізмами їх виникнення є незворотні мутації, що прироводять до формування предкового фенотипу, а мутації регуляторних генів, які контролюють швидкість морфогенезу і запуск процесів, направлених на редукцію (рекапітульованих) органів, що в нормі не проявляються в дорослому стані. Причиною філогенетично зумовлених вад розвитку можуть бути не тільки генетичні дефекти, але і порушення процесів реалізації генетичної інформації внаслідок нервових і гормональних розладів вживання алкоголю, наркотиків і дії на організм інших гонадо- і ембріотропних факторів.

Знання причин і механізмів появи у людини атавістичних аномалій розкриває для медицини, а отже і для майбутнього лікаря, реальні можливості для попередження цих аномалій з використанням як традиційних методів і підходів, так і нових які грунтуються на сучасних технологіях і досягненнях ДНК-діагностики і медико-генетичного консультування.

Із викладеного вище ясно, що порівняльне вивчення систем органів тварин важливо для багатьох областей медицини. Воно допомагає розкрити конкретні шляхи еволюції філогенетично споріднених до людини тварин, пояснити особливості будови людського організму і процесів його індивідуального розвитку. В світлі закономірностей біогенетичного закону стає зрозумілим як послідовність нормального розвитку зародка людини, так і численні його відхилення, різні аномалії і атавізми.

ІІ. Цілі навчання:

Загальна ціль – уміти:

1. Охарактеризувати основні етапи і напрямки еволюції покривів тіла, травної, дихальної і серцево-судинної систем хребетних для правильного розуміння особливостей їх будови у людини та причин онтофілогенетично зумовлених вад розвитку цих систем.

Конкретні цілі – уміти:

1. Визначити загальні для більшості груп організмів закономірності онтогенетичних диференціацій.

2. Трактувати на сучасному рівні суть біогенетичного закону як основу для розуміння взаємовідносин онто- і філогенезу і шляхів еволюційних перетворень.

3. Встановити способи здійснення онтогенезу і філогенезу (принципи філогенетичних перетворень органів і функцій).

4. Показати діалектичний зв’язок між диференціацією і інтеграцією в онтогенезі і філогенезі.

5. Диференціювати гомологічні і аналогічні органи, рудименти і атавізми.

6. Характеризувати особливості будови і функцій покривів тіла, травної, дихальної, серцево-судинної систем кожного класу хребетних.

7. Виявити гомологію і відмінності у будові кровоносних систем різних класів хребетних на таблицях і схемах, які дозволяють простежити основні напрямки еволюційних перетворень.

8. Обґрунтувати походження сонних артерій, дуг аорти і легеневих артерій із закладок зябрових артерій.

9. Характеризувати основні аномалії серця і судин, покривів тіла, травної і дихальної систем людини і можливі механізми їх походження.

ІІІ. Забезпечення вихідного рівня знань-умінь:

А. Література:

Основна:

1. Медична біологія / За редакцією В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. Підручник / видання 2-ге, перероблене і доповнене. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2009. – С. 335 – 338, 340 – 346, 356 – 360.

2. Медична біологія / За редакцією проф. В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. Підручник.- Вінниця: Нова книга, 2004.- С.331-337, 340-352, 374-383, 389.

3. Биология. В 2-х кн. Учебник для мед.вузов / В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева и др./ Под ред. В.Н. Ярыгина. М.: Высшая школа, 2004.- С.56-70, 86-91, 106-125.

4. Слюсарєв А.О., Жукова С.В. Біологія.- К.: «Вища школа», 1992.- С. 210-212, 235-236, 238-239, 244-246.

5. Збірник завдань для підготовки до ліцензійного тестового екзамену з природничо-наукових дисциплін «Крок-1. Загальна лікарська підготовка»\ Кол. авт.; За ред. проф. В.Ф. Москаленка, проф. О.П. Волосовця, проф. І.Є.Булах, проф. О.П. Яворського, проф. О.В. Романенка, доц. Л.І. Остапюк. - К.: Медицина, 2004.- 368 с.

6. Медична біологія. Посібник з практичних занять / За ред. О.В.Романенка - Київ: «Здоров’я» 2005, С.

Додаткова:

1. Конспекти лекцій.

2. Шмальгаузен И.И. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии. – М.: Наука, 1982 – 383с.

3. В.П. Пішак, О.І. Захарчук. Навчальний посібник з медичної біології, паразитології та генетики. Практикум. – Чернівці: Медакадамія, 2004.–579с.: іл.

4. Чебышев Н.В., Гринева Г.Г., Козарь М.В., Гуленков С.И. Биология (Учебник). – М.:ВУНМЦ, 2000. – 592 с.

5. Пехов А.П. Биология: медицинская биология, генетика и паразитология / Учебник. Изд.2- е. испр. и доп.- М.: РУДН, 2007. 664с.:ил.

Б. Тестові завдання для перевірки вихідного рівня знань

1. Скільки зябрових дуг закладається у ембріона рептилій?

A. 10;

B. 7;

C. 6;

D. 5;

E. 4.

2. Скільки зябрових дуг закладається у ембріона людини?

A. 10;

B. 8;

C. 12;

D. 6;

E. 7.

3. Скільки судин виходить із серця риб?

A. 1;

B. 2;

C. 3;

D. 4;

E. 5.

4. З якої пари артеріальних дуг утворюється ліва дуга аорти?

A. 1-ї;

B. 2-ї;

C. 3-ї;

D. 4-ї;

E. 5-ї.

5. Що є попередником справжніх зубів?

A. Кісткова луска риб;

B. Плакоїдна луска;

C. Ганоїдна луска;

D. Кутикула;

E. Хітинізована кутикула.

6. З яких зародкових листків формуються органи дихання хребетних?

A. Ектодерми;

B. Мезодерми;

C. Ентодерми;

D. Ектодерми і мезодерми;

E. Ентодерми і мезодерми;

7. У яких тварин вперше з’явилась діафрагма?

A. Риб;

B. Земноводних;

C. Плазунів;

D. Птахів;

E. Ссавців.

8. У яких тварин вперше з’явились два кола кровообігу?

A. Круглоротих;

B. Риб;

C. Земноводних;

D. Плазунів;

E. Птахів.

9. Де розташовані волосяні сумки?

A. У роговому шарі епідермісу;

B. У сполучній тканині хоріону;

C. У мальпігієвому шарі;

D. У сосочках шкіри;

E. У підшкірній жировій клітковині.

10. У яких тварин права дуга аорти?

A. Риб;

B. Земноводних;

C. Плазунів;

D. Птахів;

E. Ссавців.

11. У яких тварин ліва дуга аорти?

A. Риб;

B. Земноводних;

C. Рептилій;

D. Птахів;

E. Ссавців.

12. Які органи називаються гомологічними?

A. Які мають спільний план будови;

B. Виконують однакові функції;

C. Мають подібну будову і виконують однакові функції;

D. Закладаються з одних і тих самих зародкових листків;

E. Мають спільне походження і подібність у будові.

13. У всіх хордових шкіра походить із:

A. Ектодерми;

B. Ентодерми;

C. Мезодерми;

D. Ектодерми і мезодерми;

E. Ентодерми і мезодерми.

14. У яких тварин гетеродонтна зубна система?

A. Риб;

B. Плазунів;

C. Земноводних;

D. Птахів;

E. Ссавців.

15. Який орган у хребетних виконує дві функції – дихальну і травлення?

A. Язик;

B. М’яке піднебіння;

C. Глотка;

D. А + В;

E. В + С.

IV. Зміст навчання

ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ ЗМІСТУ

V. Орієнтовна основа дії

Для досягнення цілей заняття необхідно засвоїти теоретичні питання з даної теми і виконати самостійну навчально-дослідницьку роботу.

а) Теоретичні питання для поза аудиторного самостійного вивчення та обговорення на занятті:

1. Взаємозв’язок онто- і філогенезу. Біогенетичний закон, його трактування О.М. Сєвєрцєвим. Філембріогенези. Рудименти, атавізми.

2. Порівняльно-анатомічний огляд:

а) зовнішніх покривів тіла;

б) травної системи;

в) органів дихання;

г) серцево-судинної системи.

3. Онтофілогенетично обумовлені вади розвитку. Анцестральні (атавістичні) і галогенні вади розвитку.

4. Аналіз основних онтофілогенетично обумовлених вад розвитку людини (серця і судин, покривів тіла, органів дихання, травної системи).

5. Орієнтовні теми наукових рефератів.

б) Алгоритм самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Розглянути під мікроскопом мікропрепарат війчастого епітелію, замалювати і відмітити особливості будови.

2. Розглянути під мікроскопом мікропрепарат ворсинок кишечника, замалювати і відмітити особливості будови.

3. Розглянути на таблицях та замалювати схему еволюції артеріальних (зябрових) судин.

4. Розглянути на таблицях і препаратах будову шкіри людини, відмітити особливості її будови.

5. Написати в зошиті узагальнюючі висновки про ускладнення та удосконалення покривів тіла, органів дихання, травної і серцево-судинної систем хребетних в процесі еволюції.

6. Заслухати і обговорити наукові реферати.

в) Інструкції до самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Розглянути під мікроскопом мікропрепарат війчастого епітелію. Звернути увагу на високопризматичну форму клітин і війки як спеціальний органоїд руху. Такий епітелій стінки носової порожнини людини і очищає вдихуване повітря від пилу і мікроорганізмів. Замалювати клітини війчатого епітелію та позначити: а) ядро; б) цитоплазму; в) оболонку; г) війки.

2. Розглянути на препаратах і таблицях структурні компоненти ворсинок тонкого кишечника і звернути увагу на їх функції. Стінки ворсинок утворені одношаровим епітелієм і підтримуються поздовжньо і попереково орієнтованими пучками гладеньких м’язів. Усередині кожної ворсинки проходять кровоносні і лімфатичні, в які всмоктуються продукти перетравленої їжі. Клітини ворсинок мають вирости мембрани – мікро ворсинки, за рахунок яких поверхня клітин збільшується більше ніж в 30 разів. Основна функція ворсинок – всмоктування поживних речовин. Велика кількість ворсинок (приблизно 30 млн.) майже в 1000 разів збільшує всмоктувальну поверхню. Слід відмітити, що у мембрані мікро ворсинок є ферменти, що розщеплюють дисахариди і олігопептиди і тим самим забезпечують пристінкове травлення. Замалювати схему будови ворсинок
тонкого кишечника і позначити: а) секреторну клітину тонкого кишечника; б) кровоносні судини; в) лімфатичну судину; г) імунні клітини; д)мікроворсинки; е) епітеліальні клітини ворсинки; є) гладеньком’язові пучки; ж) слизову оболонку тонкого кишечника; з) м’язову оболонку.

3. Вивчити і замалювати схему еволюції артеріальних (зябрових) дуг хребетних. Відмітити кількість пар зябрових судин у зародка кожного класу хребетних і долю кожної пари у дорослої особини. Звернути увагу на походження сонних артерій, аорти і легеневих артерій людини із закладок зябрових артерій.

4. Розглянути на мікропрепаратах, муляжах, таблицях будову шкіри людини. Звернути увагу, що основні її шари (епідерміс і власне шкіра) ті ж, що і у представників інших класів хребетних. Епідерміс багатошаровий. Простежте зміну форми клітин і ступінь ороговіння від нижнього (мальпігієвого) шару до поверхні шкіри. Потім розгляньте власне шкіру (дерму або коріум). Вона має значну товщину і містить сальні, потові залози, волосяну цибулину, м’яз волосин. На межі з епідермісом коріум утворює невеликі сосочки, які заглиблюються в мальпігіїв шар і зумовлюють індивідуальний малюнок шкіри. Замалювати схему будови шкіри людини. На малюнку позначити: а) епідерміс; б) дерму; в) сосчковий та сітчатий шари;
г) волосяну цибулину; д) волосся; е) сальну залозу; є) потову залозу; ж) м’яз, що піднімає волосся; з) підшкірну жирову клітковину.

5. Заслухати і обговорити теми наукових рефератів.

6. Написати в зошиті узагальнюючі висновки за темою заняття та проведеною роботою які відображають основні еволюційні аспекти зовнішніх покривів тіла, дихальної, травної і кровоносної систем.