Химическая основа процессов жизнедеятельности

Желчь, вырабатываемая печенью и  хранящаяся в желчном пузыре, во время пищеварения поступает  в двенадцатиперстную кишку. Ее главное  значение — активация ряда ферментов  поджелудочного и кишечного соков, особенно липазы, которая в присутствии  желчи действует в 15-20 раз сильнее. Понижая поверхностное натяжение, желчь эмульгирует жиры, что увеличивает поверхность их взаимодействия с ферментами.

Кишечный  сок, выделяемый железами слизистой  оболочки на всем протяжении тонкого  кишечника, содержит многочисленные ферменты (аминопептидазу, дипептидазу, мальтазу, лактазу, фосфолипазу и др.), обеспечивающие конечные этапы переваривания белков, жиров и углеводов. В тонком кишечнике происходит переваривание 80% углеводов и почти 100% белков и жиров, причем главным образом за счет мембранного пищеварения, эффективность которого определяется тем, что пищеварительные ферментные системы расположены в непосредственной близости от встроенных в мембрану транспортных систем, обеспечивающих всасывание конечных продуктов гидролиза.

Толстая кишка - часть кишечника у позвоночных  животных и человека от конца тонкой кишки до анального отверстия  или до клоаки. В толстую кишку  всасывается вода и формируется  кал. У человека подразделяется на слепую, ободочную и прямую кишки.

 

Выводы  по разделу два

 

Пищеварение  представляет собой сложный физиологический  процесс, благодаря которому пища, поступившая  в пищеварительный тракт, подвергается физическим и химическим изменениям и содержащиеся в ней питательные  вещества всасываются в кровь  или лимфу. Физические изменения пищи заключаются в ее механической обработке, размельчении, перемешивании и растворении. Химические же изменения состоят из ряда последовательных этапов гидролитического расщепления белков, жиров и углеводов. Эти химические изменения пищи происходят под влиянием гидролитических ферментов, которые делятся на три группы: 1) расщепляющие белки — протеазы; 2) расщепляющие жиры — липазы; 3) расщепляющие углеводы-карбогидразы. Ферменты образуются в секреторных клетках пищеварительных желез и поступают в полость пищеварительного тракта в составе слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного соков. На один и тот же вид питательных веществ в пищеварительном тракте действуют последовательно различные ферменты сначала одни, затем другие, вызывая расщепление веществ до все менее сложных химических соединений.

Без химической обработки пищи в пищеварительном  тракте большинство веществ пищи — белки, жиры и углеводы, представляющие собой высокомолекулярные соединения, не могут всосаться и использоваться клетками организма.

 

 

3 ПОЛОВОЕ РОЗМНОЖЕНИЕ

 

При половом размножении потомство  получается в результате слияния  генетического материала гаплоидных ядер. Обычно эти ядра содержаться  в специализированных половых клетках  – гаметах; при оплодотворении гаметы сливаются, образуя диплоидную зиготу, из которых в процессе развития получается зрелый организм. Гаметы гаплоидны  – они содержат один набор хромосом, полученный в результате мейоза; они  служат связующим звеном между данным поколением и следующим (при половом  размножении цветковых растений сливаются не клетки, а ядра, но обычно эти ядра тоже называются гаметами).

Мейоз – важный этап жизненных  циклов, включающих половое размножение, так как он ведет к уменьшению количества генетического материала  вдвое. Благодаря этому в ряду поколений, размножающихся половым  путем, это количество остается постоянным, хотя при оплодотворении   каждый раз удваивается. Во время мейоза в результате случайного рождения хромосом (независимое распределение) и обмена генетическим материалом между гомологичными  хромосомами (кроссинговер) возникают  новые комбинации генов, попавших в  одну гамету, и такая перетасовка  повышает генетическое разнообразие. Слияние содержащихся в гаметах  галоидных ядер называют оплодотворением  или сингамией; оно приводит к образованию диплоидной зиготы, т.е. клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей. Это объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация) представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. Таким образом, при половом размножении в жизненном цикле происходит чередование диплоидной и гаплоидной фаз, причем у разных организмов эти фазы принимают различные формы.

Гаметы обычно бывают двух типов - мужские и женские, но некоторые  примитивные организмы производят гаметы только одного типа. У организмов, образующих гаметы двух типов, их могут  производить соответственно мужские  и женские родительские особи, а  может быть и так, что у одной  и той же особи имеются и мужские, и женские половые органы. Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называются раздельнополыми; таковы большинство животных и человек.

 

3.1 Мужские половые органы

 

Мужская половая система состоит  из парных семенников (яичек), семявыносящих  протоков, ряда придаточных желез  и полового члена (пениса). Семенник – сложная трубчатая железа яйцевидной формы; она заключена в капсулу  – белочную оболочку – и состоит  примерно из тысячи сильно извитых  семенных канальцев, погруженных в  соединительную ткань, в которой  содержатся интерстициальные (лейдиговы) клетки. В семенных канальцах образуются гаметы – спермии (сперматозоиды), и интерстициальные клетки вырабатывают мужской половой гормон тестостерон. Семенники расположены вне брюшной полости, в мошонке, а поэтому спермии развиваются при температуре, которая на 2-3 гр.С ниже температуры внутренних областей тела. Более низкая температура мошонки частично определяется ее положением, а частично – сосудистым сплетением, образуемым артерией и веной семенника и действующим как противоточный теплообменник. Сокращения особых мышц перемешают семенники ближе или дальше от тела в зависимости от температуры воздуха, чтобы поддерживать температуру в мошонке на уровне, оптимальном для образования спермы. Если мужчина достиг половой зрелости, а семенники не опустились в мошонку (состояние, называемое крипторхизмом), то он навсегда остается стерильным, а у мужчин, носящих слишком тесные трусы или принимающих очень горячие ванны, образование спермиев может так сильно понизиться, что это приведет к бесплодию.  Лишь у немногих млекопитающих, в том числе у китов и слонов, семенники всю жизнь находятся в брюшной полости.

Семенные канальцы достигают 50 см. в длину и 200 мкм в диаметре и расположены в участках, называемых дольками семенника. Оба конца канальцев  соединяются с центральной областью семенника – сетью семенника (rete testis) – короткими прямыми семенными канальцами. Здесь сперма собирается в 10 – 20 выносящих канальцах; по ним она переносится в головку придатка (эпидидимикса), где концентрируется в результате обратного всасывания жидкости, выделяемой семенными канальцами. В головке придатка спермии созревают, после чего они приходят по извитому 5-метровому выносящему канальцу к основанию придатка; здесь они остаются в течение короткого времени, прежде чем попадают в семявыносящий проток. Семявыносящий проток – это прямая трубка длиной около 40 см., которая вместе с артерией и веной семенника образует семенной квантик и переносит сперму в уретру (мочеиспускательный канал), проходящую внутри полового члена. Взаимоотношения между этими структурами, мужскими придаточными железами и половым членом показаны на рисунке.

 

3.2 Женские половые органы

 

Роль женщины в процессе размножения  гораздо больше, чем роль мужчины, и она сопряжена с взаимодействиями между гипофизом, яичниками, маткой и плодом. Женская половая система  состоит из парных яичников и фаллопиевых  труб, матки, влагалища и наружных половых органов. Яичники прикреплены  к стенке брюшной полости с  помощью складки брюшины и  выполняют две функции: производят женские гаметы и секретируют  женские половые гормоны. Яичник имеет миндалевидную форму, состоит  из наружного коркового и внутреннего  мозгового слоев и заключен в  соединительнотканую оболочку, называемую белочной оболочкой. Наружный слой коркового вещества состоит из клеток зачяткового эпителия, из которого образуются гаметы. Корковое вещество образованно развивающимися фолликулами, а мозговое вещество – стромой, содержащей соединительную ткань, кровеносные сосуды и зрелые фолликулы.

Фаллопиева труба – это мышечная трубка длиной около 12 см. , по которой женские гаметы выходят из яичника и попадают в матку.

Отверстие фоллопиевой трубы заканчивается расширением, край которого образует бахромку, приближающуюся во время овуляции к яичнику. Просвет фоллопиевой трубы выстлан ресничным эпителием; перемещению женских гамет к матке способствует перестальтические движения мышечной стенки фоллопиевой трубы.

Матка представляет собой  толстостенный  мешок картошки длиной примерно 7.5 см. шириной 5 см, состоящий из трех слоев .Наружний слой называется серозной оболочкой. Под нею находится самый толстый средний слой – миометрий; его образуют пучки гладких мышечных клеток, которые во время родов чувствительны к окситоцину. Внутренний слой – эндометрий - мягкий и гладкий; он состоит из эпителиальных клеток, простых трубчатых желез и спиральных артериол, снабжающих клетки кровью. Во время беременности полость матки может увеличиваться в 500 раз – от 10 см. куб. до 5000 см. куб. Нижним входом в матку служит ее шейка, соединяющая матку с влагалищем. Влагалищем. Вход во влагалище, наружное отверстие мочеиспускательного канала и клитор прикрыты двумя кожными складками – большими и малыми половыми губами, образующими вульву. Клитор – это небольшое способное к эрекции образование, гомологичное мужскому половому члену.  В стенах вульвы находятся бартолиниевы железы, выделяющиеся при половом возбуждении слизь, которая увлажняет влагалище во время полового акта.

 

3.3 Зачатие

 

Начало новой жизни – зачатие. Оно происходит, когда мужская  половая клетка – сперматозоид –  проникает в женскую яйцеклетку. Соединение сперматозоида с яйцеклеткой  называется оплодотворением.

Сперма остается во влагалище возле  отверстия шейки матки. Миллионы крошечных сперматозоидов настолько  слабы, что могут прожить лишь несколько минут, если им не удается  попасть в матку.

У сперматозоида есть хвост, который  помогает ему двигаться. Вообще сперматозоиды  очень похожи на миниатюрных головастиков, шевеля хвостиком из стороны в  сторону. После того как клетки спермы оказываются возле шейки матки, им нужно проплыть сквозь слизистый  барьер, закрывающий выход в полость  матки. Десять миллионов сперматозоидов гибнут, не сумев этого сделать. А  те которые проникли в шейку матки, продвигаются вперед на несколько сантиметров и попадают в полость матки. Там они доходят к двум отверстиям, где начинаются фоллопиевы трубы. Проплыв в узкий проход фоллопиевой трубы, они наконец могут встретиться с яйцеклеткой. Однако такая встреча может произойти только в течении двух – трех дней каждого месяца. Обычно раз в месяц женская яйцеклетка, размером не больше булавочной головки, покидает яичник. Это называется овуляцией. Овуляция, как правило, происходит между двумя менструальными периодами.

Выйдя из яичника, яйцеклетка находит  дорогу в отверстие фоллопиевой трубы. Внутри фоллопиевой трубы яйцеклетка очень медленно идет по направлению к матке. Ей помогают передвигаться крошечные волоски, покрывающие фоллопиевы трубы изнутри. Эти волоски называются ресничками – они так малы, что видны только под микроскопом. Путешествие по фоллопиевой трубе длиной примерно в 10 см. занимает от 3 до 5 дней. За это время яйцеклетка может встретить там сперму.

Если это произойдет, то один из сперматозоидов, вполне вероятно, проникнет в нее и они объединятся в одну клетку. Это называется оплодотворением. Когда это происходит, все остальные сперматозоиды погибают. Иногда из яичников появляются 2 – 3 яйцеклетки и больше. Они также могут быть оплодотворены. Тогда в них будет развиваться и потом появится на свет двойня или тройня. Кроме того, близнецы могут появиться в результате разделения одной оплодотворенной клетки на две.

Однако объединение сперматозоида  и яйцеклетки не всегда приводит к  зарождению новой жизни. Оплодотворенная  клетка может продолжать свой путь по фоллопиевой трубе и через несколько дней попасть в шейку матки. А для того, чтобы наступила беременность, оплодотворенная яйцеклетка должна внедриться во внутреннюю оболочку матки, закрепиться в ней и начать расти.

3.4 Внутриутробное развитие

Как только сперматозоид проникает  в яйцеклетку, ядра этих клеток объединяются в одно ядро. Ядро – это главная  часть любой клетки, в том числе  яйцеклетки и сперматозоида. Под микроскопом оно выглядит как большое темное пятно. Внутри ядра находятся хромосомы, гены и другие жизненно важные элементы клетки. В похожих на волокна хромосомах содержатся гены, которые отвечают за внешность и характер будущего ребенка, например как он будет выглядеть и как будет себя вести. От хромосом и ген зависит на кого из родителей он будет похож. Они определяют цвет глаз ребенка; карий, зеленый, голубой. Будущий рост ребенка – высокий или низкий – также зависит от хромосом и генов.

Самое важное, что зависит от хромосом сперматозоида, это пол будущего ребенка; родится мальчик или  девочка. Хромосомы яйцеклетки не оказывают  на это никакого влияния.

В каждой нормальной половой клетке находится  по 23 хромосома. Когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются, их  хромосомы  соединяются и формируют пары. 22 хромосомы объединяются, а 23 определяет пол, примерно у половины всех сперматозоидов будет хромосомой Х, а у другой половины – У.

 

Выводы  по разделу три

 

Оплодотворение  – это процесс слияния сперматозоида  с яйцеклеткой с последующим  слиянием их ядер и образованием диплоидной зиготы. Биологическое значение этого  процесса состоит в том, что при  слиянии мужских и женских  гамет образуется новый организм, несущий признак обоих родительских организмов.

Гаметы  гаплоидны, они содержат половинный набор хромосом и образуются в  результате мейоза.

 

4 РОСТА ЧЕЛОВЕКА

 

Характерный для человека процесс роста называют в биологии аллометрическим (от греч. allos - иной). В отличие от изометричекого роста (характерного для ряда многоклеточных), в ходе развития органы и части нашего тела увеличиваются непропорционально друг другу. Они растут с разными скоростями по сравнению с остальными соматическими параметрами и относительно друг друга, результатом чего является изменение пропорций тела.

Общебиологическими  свойствами живой материи являются процессы роста и развития, которые  начинаются с момента оплодотворения яйцеклетки и представляют собой  непрерывный поступательный процесс, протекающий в течение всей жизни. Организм развивается скачкообразно, и разница между отдельными этапами  жизни сводится к количественным и качественным изменениям.

Ростом называется увеличение размеров и объема развивающегося организма за счет размножения клеток тела и возрастания массы живого вещества. Изменения касаются прежде всего антропометрических показателей. В одних органах (таких как кости, легкие) рост осуществляется в основном за счет увеличения числа клеток, в других (мышцах, нервной ткани) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток. Необходимо сказать, что данное определение роста не затрагивает изменений, обусловленных жироотложением или задержкой воды.