Биология под редакцией академика рамн профессора В. Н. Ярыгина в двух книгах

ПРЕДИСЛОВИЕ 7

ВВЕДЕНИЕ 11

РАЗДЕЛ I 12

ЖИЗНЬ КАК ОСОБОЕ ПРИРОДНОЕ ЯВЛЕНИЕ 13

ГЛАВА 1 13

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИЗНИ 13

1.1. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ 13

1.2. СТРАТЕГИЯ ЖИЗНИ. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ПРОГРЕСС, ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ 17

И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 17

1.3. СВОЙСТВА ЖИЗНИ 22

1.4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ 25

1.5. ПРОИСХОЖДЕНИЕ 28

ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ 28

1.6. ВОЗНИКНОВЕНИЕ МНОГОКЛЕТОЧНОСТИ 32

1.7. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. 33

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ 33

1.8. ПРОЯВЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ СВОЙСТВ ЖИЗНИ 37

НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ ЕЕ ОРГАНИЗАЦИИ 37

1.9. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ У ЛЮДЕЙ. БИОСОЦИАЛЬНАЯ ПРИРОДА ЧЕЛОВЕКА 39

3РАЗДЕЛ II 41

КЛЕТОЧНЫЙ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ — ОСНОВА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМОВ 41

ГЛАВА 2 41

КЛЕТКА — ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЖИВОГО 41

2.1. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ 41

2.2. ТИПЫ КЛЕТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 43

2.3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ 43

2.3.1. Принцип компартментации. 44

Биологическая мембрана 44

2.3.2. Строение типичной клетки многоклеточного организма 46

2.3.3. Поток информации 53

2.3.4. Внутриклеточный поток энергии 54

2.3.5. Внутриклеточный поток веществ 56

2.3.6. Другие внутриклеточные механизмы общего значения 57

2.3.7. Клетка как целостная структура. Коллоидная система протоплазмы 57

2.4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ КЛЕТКИ ВО ВРЕМЕНИ 58

2.4.1. Жизненный цикл клетки 58

2.4.2. Изменения клетки в митотическом цикле 60

ГЛАВА 3 65

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 65

3.1. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ — ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВОГО 65

3.2. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИАЛЬНОГО СУБСТРАТА НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ 66

3.3. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА 69

3.4. ГЕННЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА 69

3.4.1. Химическая организация гена 70

3.4.2 Свойства ДНК как вещества наследственности 76

и изменчивости 76

3.4.3. Использование генетической информации 100

в процессах жизнедеятельности 100

3.4.4. Функциональная характеристика гена 125

3.4.5. Биологическое значение генного уровня организации наследственного материала 126

3.5. ХРОМОСОМНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 126

3.5.1. Некоторые положения хромосомной теории наследственности 127

3.5.2. Физико-химическая организация хромосом эукариотической клетки 128

3.5.3. Проявление основных свойств материала наследственности и изменчивости на хромосомном уровне его организации 137

3.5.4. Значение хромосомной организации в функционировании 147

и наследовании генетического аппарата 147

3.5.5. Биологическое значение хромосомного уровня организации наследственного материала 150

3.6. ГЕНОМНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА 150

3.6.1. Геном. Генотип. Кариотип 150

3.6.2. Проявление свойств наследственного материала 152

на геномном уровне его организации 152

3.6.3. Особенности организации наследственного материала 163

у про- и эукариот 163

3.6.4. Эволюция генома 165

3.6.5. Характеристика генотипа как сбалансированной по дозам системы взаимодействующих генов 171

3.6.6. Регуляция экспрессии генов на геномном уровне организации наследственного материала 182

3.6.7. Биологическое значение геномного уровня организации наследственного материала 190

ГЛАВА 4 191

КЛЕТОЧНЫЕ 192

И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СВОЙСТВ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 192

И ИЗМЕНЧИВОСТИ У ЧЕЛОВЕКА 192

4.1. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ 192

У ЧЕЛОВЕКА 192

4.2. КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ 196

У ЧЕЛОВЕКА 196

4.2.1. Соматические мутации 197

4.2.2. Генеративные мутации 200

РАЗДЕЛ III 211

ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО 211

ГЛАВА 5 211

РАЗМНОЖЕНИЕ 212

5.1. СПОСОБЫ И ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ 212

5.2. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ 214

5.2.1. Чередование поколений 217

с бесполым и половым размножением 217

5.3. ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ 218

5.3.1. Гаметогенез 220

5.3.2. Мейоз 222

5.4. ЧЕРЕДОВАНИЕ ГАПЛОИДНОЙ 229

И ДИПЛОИДНОЙ ФАЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА 229

5.5. ПУТИ ПРИОБРЕТЕНИЯ ОРГАНИЗМАМИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 230

ГЛАВА 6 232

ОНТОГЕНЕЗ КАК ПРОЦЕСС РЕАЛИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ 232

6.1. ФЕНОТИП ОРГАНИЗМА. 232

РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И СРЕДЫ 232

В ФОРМИРОВАНИИ ФЕНОТИПА 232

6.1.1. Модификационная изменчивость 233

6.1.2. Роль наследственных и средовых факторов 235

в определении половой принадлежности организма 235

6.2. РЕАЛИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ В ИНДИВИДУАЛЬНОМ РАЗВИТИИ. МУЛЬТИГЕННЫЕ СЕМЕЙСТВА 241

6.3. ТИПЫ И ВАРИАНТЫ 244

НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ 245

6.3.1. Закономерности наследования признаков, 245

контролируемых ядерными генами 245

6.3.2. Закономерности наследования внеядерных генов. Цитоплазматическое наследование 262

6.4. РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И СРЕДЫ 264

В ФОРМИРОВАНИИ НОРМАЛЬНОГО 264

И ПАТОЛОГИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННОГО 264

ФЕНОТИПА ЧЕЛОВЕКА 264

6.4.1. Наследственные болезни человека 266

6.4.2. Особенности человека 279

как объекта генетических исследований 279

6.4.3. Методы изучения генетики человека 280

6.4.4. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний 296

6.4.5. Медико-генетическое консультирование 297

ГЛАВА 7 300

ПЕРИОДИЗАЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА 300

7.1. ЭТАПЫ. ПЕРИОДЫ И СТАДИИ ОНТОГЕНЕЗА 300

7.2. ВИДОИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДОВ ОНТОГЕНЕЗА, ИМЕЮЩИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ЭВОЛЮЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ 302

7.3. МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЯИЦ ХОРДОВЫХ 304

7.4. ОПЛОДОТВОРЕНИЕ И ПАРТЕНОГЕНЕЗ 308

7.5. ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ 310

7.5.1. Дробление 310

7.5.2. Гаструляция 315

7.5.3. Образование органов и тканей 323

7.5.4. Провизорные органы зародышей позвоночных 326

7.6. ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ЧЕЛОВЕКА 331

7.6.1. Периодизация и раннее эмбриональное развитие 332

7.6.2. Примеры органогенезов человека, отражающих эволюцию вида 343

ГЛАВА 8 357

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ 357

8.1. ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ 357

В БИОЛОГИИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ 357

8.2. МЕХАНИЗМЫ ОНТОГЕНЕЗА 358

8.2.1. Деление клеток 358

8.2.2. Миграция клеток 360

8.2.3. Сортировка клеток 363

8.2.4. Гибель клеток 365

8.2.5. Дифференцировка клеток 369

8.2.6. Эмбриональная индукция 380

8.2.7. Генетический контроль развития 387

8.3. ЦЕЛОСТНОСТЬ ОНТОГЕНЕЗА 392

8.3.1. Детерминация 392

8.3.2. Эмбриональная регуляция 394

8.3.3. Морфогенез 398

8.3.4. Рост 402

8.3.5. Интегрированность онтогенеза 407

8.4. РЕГЕНЕРАЦИЯ 407

8.5. СТАРОСТЬ И СТАРЕНИЕ. 418

СМЕРТЬ КАК БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ 418

8.5.1. Изменение органов и систем органов в процессе старения 419

8.5.2. Проявление старения на молекулярном, 424

субклеточном и клеточном уровнях 424

8.6. ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЯВЛЕНИЯ СТАРЕНИЯ 427

ОТ ГЕНОТИПА, УСЛОВИЙ И ОБРАЗА ЖИЗНИ 427

8.6.1. Генетика старения 427

8.6.2. Влияние на процесс старения условий жизни 431

8.6.3. Влияние на процесс старения образа жизни 438

8.6.4. Влияние на процесс старения эндоэкологической ситуации 440

8.7. ГИПОТЕЗЫ, 441

ОБЪЯСНЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ 441

8.8. ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ ЛЮДЕЙ 443

8.8.1. Статистический метод изучения закономерностей продолжительности жизни 444

8.8.2. Вклад социальной и биологической компонент в общую смертность в историческом времени и в разных популяциях 445

ГЛАВА 9 449

РОЛЬ НАРУШЕНИЙ МЕХАНИЗМОВ ОНТОГЕНЕЗА В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА 449

9.1. КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ 449

В ОНТОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА 449

9.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВРОЖДЕННЫХ 451

ПОРОКОВ РАЗВИТИЯ 451

9.3. ЗНАЧЕНИЕ НАРУШЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ОНТОГЕНЕЗА В ФОРМИРОВАНИИ ПОРОКОВ РАЗВИТИЯ 454

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 459