Позвоночные высокоорганизованные животные их головной мозг защищен. Какое значение имеет головной мозг для позвоночных животных? Как работает мозг

Каково значение имеет головной мозг для позвоночных животных, Вы узнаете из этой статьи.

Какое значение имеет головной мозг для позвоночных животных?

Что такое головной мозг?

Головной мозг — это мозг, который находится в черепной коробке, простыми словами в голове. Процессы, протекающие в головном мозге, помогают организму быстро и качественно анализировать ту информацию, которую он получает благодаря органам чувств. На основе обработанной информации мозг принимает решение касательно дальнейших действий и поведения животного. Также головной мозг отвечает и за большинство других решений, главным из которых является управление организмом.

Каково значение головной мозг для позвоночных животных?

Значение головного мозга нельзя преувеличить. Он вытекает из тех функций, которые он исполняет и за которые отвечает. Главное значения мозга – обеспечение правильной работы высшей нервной деятельности организма с другими его системами.

Также он исполняет такие функции, в соответствии с его составляющими:

• Продолговатый мозг отвечает за процессы регуляции всех вегетативных функций организма животного. Он обеспечивает правильное дыхание, пищеварение, сосание, чихание, работу сердца и глотание;
• Мозжечок отвечает за сохранность равновесия тела. Значение — координация и согласование движений животного между собой;
• Средний мозг отвечает за регулировку напряжения мышц, движение глаз и повороты головы;
• Промежуточный мозг отвечает за согласованную работу всех внутренних органов. Значение — регулирует обмены веществ в организме, поддерживает стабильную температуру тела, потребление пищи и воды, способствует правильной деятельность эндокринной системы, исполняет для всех видов чувствительности роль коллектора;
• Подкорковые ядра. Они отвечают за инстинкты.

Также особое значение имеют и большие полушария мозга (височная, затылочная, теменная, лобная доли) – они принимают импульсы, исходящие от органов чувств и формируют — реализуют реакции в ответ.

И других живых существ, поэтому его принято выделять в отдельный тип.

Различные млекопитающих отвечают за определенные процессы жизнедеятельности организма. Так, именно в промежуточном отделе головного мозга обрабатывается зрительная информация, поступающая к особи. Кроме того, процесс терморегуляции происходит именно благодаря контролю со стороны данного органа.

Бесперебойная работа эндокринной системы контролируется гипофизом, а вся полученная информация анализируется в среднем отделе мозга.

Для того чтобы сохранялось равновесие млекопитающего, а также баланс двигательной системы в общем, необходима работа мозжечка. А основные системы жизнедеятельности имеют свои центры управления, расположенные в продолговатом мозге.

Организм животного достаточно сложен, и считается, что интеллект его занимает второе место после человеческого. Об этом говорит не только строение головного мозга млекопитающего, но и масса по отношению к массе спинного мозга. Например, у рептилий спинной и головной мозг весят примерно одинаково, тогда как у животного масса головного мозга превышает спинной в три, а то и в пятнадцать раз, в зависимости от вида.

Отдельные зоны головного мозга у одного вида развиваются сильнее, у другого слабее, в зависимости от среды обитания животного. Например, если основное время суток жизни млекопитающего - ночь, то наиболее развито у такого животного зрение. Если речь идет об обитателе водоема либо болота, отмечено, что у такого млекопитающего будут сильно развиты слух и обоняние. Исключением считается кит, у которого система обоняния довольно слаба.

В головном мозге животного расположено 12 пар черепных нервов. Головные нервы млекопитающего отвечают не только за слух, зрение и обоняние, они также принимают непосредственное участие в формировании вегетативной системы.

Учеными доказано, что строение головного мозга млекопитающего формировалось миллионы лет. А прародителями современных животных были зверьки, имеющие охотничий инстинкт, добывающие себе пищу в ночное время с помощью хорошо развитого нюха и зрения. Если сравнивать с современным животным миром, то развитие их находилось примерно в середине между современными млекопитающими и рептилиями. Каким образом происходило формирование головного мозга, исследователям так до конца и не известно. Но именно благодаря такой степени развития, древним животным удалось, значительно видоизменившись, дожить до современных времен, а некоторым - стать незаменимыми помощниками человека.

Содержание статьи

орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

Головной мозг – симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он – ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам.

Головной и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а между ними – тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами.

Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.

КЛЕТКИ МОЗГА

Клетки ЦНС называются нейронами; их функция – обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков – дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).

Нервные импульсы.

Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель – синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами – нейромедиаторами.

Нервный импульс обычно зарождается в дендритах – тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.

В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга).

Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором.

С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается – происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация.

Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона – в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс).

Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, – кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.

Миелин и глиальные клетки.

Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, – т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз.

Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга.

Большие полушария

– самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.

Подкорковые структуры.

Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус – это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии – это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их).

Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус – важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза . В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования.

Ствол мозга

расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга.

Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника.

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка.

Мозжечок

расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.

Другие системы.

Лимбическая система – широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга).

Ретикулярная формация – сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА

С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7–12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин «парадоксальный сон»). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию (см. ЭПИЛЕПСИЯ).

Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы – синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.

НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА

К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.

Действие нейромедиаторов.

Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго «посредника», например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ – пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану.

Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины – небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли.

Психоактивные средства

– вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие – на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов – блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия – торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина).

Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример – кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.

ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА

Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению.

Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы.

Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, – своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма «эксперимента» на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции.

Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы.

Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором – жизнедеятельность отдельных клеток.

При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне.

Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов.

В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации – позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов.

Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с «расщепленным» мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ

У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным.

Формирование головного мозга у всех позвоночных начинается с образования на переднем конце нервной трубки трех вздутий или мозговых пузырей: переднего, среднего и заднего. В дальнейшем передний мозговой пузырь делится поперечной перетяжкой на два отдела. Первый из них (передний) образует передний отдел головного мозга, который у большинства позвоночных образует так называемые полушария большого мозга. На задней части переднего мозгового пузыря развивается промежуточный мозг. Средний мозговой пузырь не делится и целиком преобразуется в средний мозг. Задний мозговой пузырь также подразделяется на два отдела: в передней его части образуется задний мозг или мозжечок, а из заднего отдела образуется продолговатый мозг, который без резкой границы переходит в спинной мозг.

В процессе образования пяти мозговых пузырей полость нервной трубки образует ряд расширений, которые носят название мозговых желудочков. Полость переднего мозга носит название боковых желудочков, промежуточного - третий желудочек, продолговатого мозга четвертый желудочек, среднего мозга - сильвиев канал, который соединяет 3-й и 4-й желудочки. Задний мозг полости не имеет. В каждом отделе мозга различают крышу, или мантию и дно, или основание. Крышу составляют части мозга, лежащие над желудочками, а дно - под желудочками.

Вещество мозга неоднородно. Темные участки - серое вещество, светлые - белое вещество. Белое вещество - скопление нервных клеток с миелиновой оболочкой (много липидов, которые придают беловатую окраску). Серое вещество - скопление нервных клеток между элементами нейроглии. Слой серого вещества на поверхности крыши любого отдела мозга носит название коры. Таким образом, у всех позвоночных головной мозг состоит из пяти отделов, расположенных в одной и той же последовательности. Однако, степень их развития неодинакова у представителей различных классов. Эти различия обусловлены филогенезом. Выделяют три типа головного мозга: ихтиопсидный, зауропсидный и маммальный.

Ихтиопсидный тип

К ихтипсидному типу мозга относят мозг рыб и амфибий. Головной мозг рыб имеет примитивное строение, что выражается в незначительных размерах мозга в целом и слабом развитии переднего отдела. Передний мозг мал и не разделен на полушария. Крыша переднего мозга тонкая. У костистых рыб не содержит нервной ткани. Основную массу его образует дно, где нервные клетки образуют два скопления - полосатые тела. От переднего мозга вперед отходят две обонятельные доли. По существу, передний мозг рыб - только обонятельный центр. Промежуточный мозг рыб сверху прикрыт передним и средним. От его крыши отходит вырост - эпифиз, от дна - воронка с прилегающим к ней гипофизом и зрительные нервы.

Средний мозг - наиболее развитый отдел мозга рыб. Это зрительный центр рыб, состоит из двух зрительных долей. На поверхности крыши находится слой серого вещества (кора). Это высший отдел мозга рыб, поскольку сюда приходят сигналы от всех раздражителей и здесь вырабатываются ответные импульсы. Мозжечок рыб развит хорошо, поскольку движения рыб отличаются разнообразием. Продолговатый мозг у рыб обладает сильно развитыми висцеральными долями, связан с сильным развитием органов вкуса.

Головной мозг амфибий имеет ряд прогрессивных изменений, что связано с переходом к жизни на суше, которые выражаются в увеличении общего объема мозга и развитии его переднего отдела. Одновременно происходит разделение переднего мозга на два полушария. Крыша переднего мозга состоит из нервной ткани. В основании переднего мозга лежат полосатые тела. Обонятельные доли резко ограничены от полушарий. Передний мозг по-прежнему имеет значение лишь обонятельного центра.

Промежуточный мозг хорошо виден сверху. Крыша его образует придаток - эпифиз, а дно - гипофиз. Средний мозг меньше по размерам, чем у рыб. Полушария среднего мозга хорошо выражены и покрыты корой. Это ведущий отдел ЦНС, т.к. здесь происходит анализ полученной информации и выработка ответных импульсов. Он сохраняет значение зрительного центра. Мозжечок развит слабо и имеет вид небольшого поперечного валика у переднего края ромбовидной ямки продолговатого мозга. Слабое развитие мозжечка соответствует простым движениям амфибий.

Зауропсидный тип

К зауропсидному типу мозга относят мозг пресмыкающихся и птиц. У рептилий наблюдается дальнейшее увеличение объема головного мозга. Передний мозг становится наиболее крупным отделом за счет развития полосатых тел, т.е. основания. Крыша (мантия) остается тонкой. На поверхности крыши впервые в процессе эволюции появляются нервные клетки или кора, которая имеет примитивное строение (трехслойная) и получила название древней коры - археокортекс. Передний мозг перестает быть только обонятельным центром. Он становится ведущим отделом ЦНС.

Промежуточный мозг интересен строением дорзального придатка (теменной орган или теменной глаз), который достигает наивысшего развития у ящериц, приобретая структуру и функцию органа зрения. Средний мозг уменьшается в размерах, теряет свое значение ведущего отдела, уменьшается его роль и как зрительного центра. Мозжечок развит сравнительно лучше, чем у амфибий.

Для мозга птиц характерно дальнейшее увеличение его общего объема и огромный размер переднего мозга, прикрывающего собой все остальные отделы, кроме мозжечка. Увеличение переднего мозга, который, как и у рептилий, является ведущим отделом головного мозга, происходит за счет дна, где сильно развиваются полосатые тела. Крыша переднего мозга развита слабо, имеет небольшую толщину. Кора не получает дальнейшего развития, даже подвергается обратному развитию - исчезает латеральный участок коры.

Промежуточный мозг мал, эпифиз развит слабо, гипофиз выражен хорошо. В среднем мозге развиты зрительные доли, т.к. зрение играет ведущую роль в жизни птиц. Мозжечок достигает огромных размеров, имеет сложное строение. В нем различают среднюю часть и боковые выступы. Развитие мозжечка связано с полетом.

Маммальный тип

К маммальному типу мозга относят мозг млекопитающих, у которых эволюция головного мозга пошла в направлении развития крыши переднего мозга и полушарий. Увеличение размера переднего мозга происходит за счет крыши, а не дна, как у птиц. На всей поверхности крыши появляется слой серого вещества - кора. Кора млекопитающих не гомологична древней коре пресмыкающихся, выполняющей роль обонятельного центра. Это совершенно новая структура, возникающая в процессе эволюции нервной системы. У низших млекопитающих поверхность коры гладкая, у высших - она образует многочисленные извилины, резко увеличивающие ее поверхность. Кора приобретает значение ведущего отдела головного мозга, что является характерным для маммального типа мозга. Обонятельные доли сильно развиты, т.к. у многих млекопитающих являются органом чувств.

Промежуточный мозг имеет характерные придатки - эпифиз, гипофиз. Средний мозг уменьшен в размерах. Его крыша, кроме продольной борозды, имеет еще и поперечную. Поэтому вместо двух полушарий (зрительные доли) образуется четыре бугра. Передние связаны со зрительными рецепторами, а задние - со слуховыми. Мозжечок прогрессивно развивается, что выражается в резком увеличении размеров органа и его сложной внешней и внутренней структуре. В продолговатом мозгу по бокам обособляется путь нервных волокон, ведущих к мозжечку, а на нижней поверхности - продольные валики (пирамиды).

Эволюция мозга у позвоночных животных: основные этапы

Этап 1. Образование центральной нервной системы в виде нервной трубки впервые появляется у животных представителей типа хордовых. У низших хордовых, например у ланцетника, нервная трубка сохраняется в течение всей жизни, у высших хордовых - позвоночных животных - в эмбриональной стадии на спинной стороне зародыша закладывается нервная пластинка, которая погружается под кожу и сворачивается в трубку.

Этап 2. У позвоночных животных нервная трубка подразделяется на головной и спинной мозг. В эмбриональной стадии развития нервная трубка образует в передней части три вздутия - три мозговых пузыря, из которых развиваются отделы мозга: передний пузырь дает передний и промежуточный мозг, средний пузырь превращается в средний мозг, задний пузырь образует мозжечок и продолговатый мозг. Эти пять отделов мозга характерны для всех позвоночных животных.

Этап 3. Для низших позвоночных - рыб и земноводных - характерно преобладание среднего мозга над остальными отделами. Только у хрящевых акуловых рыб в связи с быстрым движением развит мозжечок, а сильно развитое обоняние привело к увеличению переднего мозга, который становится центром переработки обонятельных сигналов.

Этап 4. У земноводных несколько увеличивается передний мозг и в крыше полушарий образуется тонкий слой нервных клеток - первичный мозговой свод (архипаллиум), древняя кора. Помимо архипаллиума у земноводных усиливаются связи переднего и среднего мозга.

Этап 5. У рептилий значительно увеличивается передний мозг за счет скоплений нервных клеток - полосатых тел - на дне переднего мозга. Большую часть крыши полушарий занимает древняя кора. Впервые у рептилий появляется зачаток новой коры - неопаллиум. Полушария переднего мозга наползают на другие отделы, вследствие чего образуется изгиб в области промежуточного мозга. Начиная с древних рептилий, полушария головного мозга становятся самым большим отделом головного мозга.

В строении головного мозга птиц и пресмыкающихся много общего. На крыше головного мозга - первичная кора, хорошо развит средний мозг. Однако у птиц по сравнению с рептилиями возрастают общая масса мозга и относительные размеры переднего мозга. Крупные зрительные доли среднего мозга свидетельствуют об усилении роли зрения в поведении птиц. Мозжечок крупный и имеет складчатое строение. Значительную часть полушарий переднего мозга у птиц, как и у рептилий, образуют полосатые тела - разрастания дна переднего мозга.

Этап 6. У млекопитающих передний мозг достигает наибольшей величины и сложности. Большую часть мозгового вещества составляет новая кора - вторичный мозговой свод, или неопаллиум. Он состоит из нервных клеток и волокон, расположенных в несколько слоев. Новая кора больших полушарий служит центром высшей нервной деятельности.

Промежуточный и средний отделы мозга у млекопитающих невелики. Разрастающиеся полушария переднего мозга накрывают их и подминают под себя. У приматов полушария переднего мозга покрывают собой и мозжечок, а у человека и продолговатый мозг. У некоторых млекопитающих мозг гладкий, без борозд и извилин, но у большинства млекопитающих в коре мозга имеются борозды и извилины, которые образуются в процессе роста коры. Наибольшие образования борозд у китообразных, наименьшие - у насекомоядных и летучих мышей.

Этап 7. Появление борозд и извилин происходит вследствие роста мозга при ограниченных размерах черепа. Мозг как бы впечатывается в костные стенки черепа, утесняются оболочки мозга. Дальнейший рост коры приводит к появлению складчатости в виде борозд и извилин. В коре мозга всех млекопитающих находятся ядерные зоны анализаторов, т.е. поля первичного коркового анализа.

 3 всего страниц: 3

1. 1. Строение нервной системы. Нейрон. Две части нервной системы: центральная (спинной и головной мозг) и периферическая (нервные узлы и нервы). Нервная ткань - основа нервной системы. Клетки нервной ткани - нейроны и клетки-спутники. Части нейрона: тело и отростки (короткие и длинный). На длинных отростках оболочка из жи-роподобного вещества белого цвета. Скопления длинных отростков в периферической нервной системе образуют нервы, а в центральной нервной системе - белое вещество мозга. Короткие отростки и тела нейронов образуют серое вещество мозга.
   2. Виды и свойства нейронов. Основные свойства нейронов - способность возбуждаться и передавать возбуждение с помощью нервных импульсов другим клеткам. Виды нейронов: чувствительные (передают нервные импульсы от органов чувств в спинной и головной мозг), двигательные (передают импульсы от спинного и головного мозга к мышцам и внутренним органам), вставочные (осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами в головном и спинном мозге).
   3. Значение нервной системы. Осуществление координации и регуляции деятельности отдельных частей организма человека, связи организма с внешней средой. Деятельность нервной системы - основа проявления человеком чувств, его обучения, памяти, речи, мышления.
2. 1. Характеристика сельскохозяйственных растений, их происхождение. Создание человеком сельскохозяйственных растений для удовлетворения своих потребностей в пище, сырье, лекарствах и др. Зарождение земледелия несколько тысячелетий назад. Выращивание человеком сначала дикорастущих растений, а затем создание сельскохозяйственных в результате скрещивания разных растений, отличающихся между собой по ряду признаков, а затем отбора лучшего потомства. Создание в результате искусственного отбора сотен тысяч высокоурожайных сортов растений. Отличие диких предков сельскохозяйственных растений от культивируемых в наше время. Например, дикие предки капусты, которые и теперь растут на побережье Средиземного моря, не образуют кочанов.
   2. Выращивание сельскохозяйственных растений. Необходимость знаний биологических закономерностей для получения высоких урожаев растений. Так, при выращивании картофеля необходимо неоднократно рыхлить почву и окучивать растения, улучшая тем самым дыхание и питание, способствуя развитию клубней. Важно пропалывать сорняки, бороться с вредителями, подкармливать растения азотными, калийными и фосфорными удобрениями, микроудобрениями. Выбор для посева пшеницы сортов, пригодных для выращивания в южных или более северных районах, внесение органических и минеральных удобрений, подкормка растений. Необходимость учета при выращивании сельскохозяйственных растений биологических особенностей каждого сорта, его отношение к теплу, свету, влажности, потребности в питательных веществах.
3. Одно растение поставить на свет, а другое - в темное помещение. Оба растения надо поливать одинаково. Через некоторое время у растения в темном помещении листья станут бледно-зелеными, затем пожелтеют и растение погибнет. Причина гибели растения в темноте - отсутствие света, который необходим для образования хлорофилла и для фотосинтеза - образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света. На свету растение растет нормально.

1. 1. Центральная нервная система (ЦНС) - основной отдел нервной системы. У человека и позвоночных животных это головной и спинной мозг. Образование в ЦНС телами нейронов и их короткими отростками серого вещества, скоплениями длинных отростков нейронов - белого вещества, проводящих путей, связывающих головной мозг со спинным мозгом. Работа нервной системы как единого целого. Взаимосвязь клеток, тканей, органов, их согласованная деятельность, регуляция протекающих в них процессов, осуществление связи организма с окружающей средой благодаря деятельности ЦНС. Взаимодействие в ЦНС двух взаимосвязанных процессов - возбуждения и торможения.

      Возникновение возбуждения в одних участках ЦНС и торможения в других ее участках. Ограничение торможением способности возбуждения беспредельно распространяться в нервной системе.

      Билет N 23

      1. Периферическая нервная система. Значение ее соматического и вегетативного отделов.
      2. Усложнение строения рыб по сравнению с бесчерепными хордовыми.
      3. Рассмотреть муляжи шляпочных грибов, найти среди них ядовитые и съедобные, назвать меры первичной доврачебной помощи при отравлении грибами.
      1. 1. Периферическая нервная система, ее компоненты: нервы и нервные узлы. Объединение центральной нервной системы (ЦНС) при помощи периферической нервной системы с органами чувств, мышцами, железами, внутренними органами. Образование нервов пучками длинных отростков нервных клеток, покрытых общей оболочкой. Нервные узлы - скопление тел нервных клеток за пределами ЦНС. Отделы периферической нервной системы - соматический и вегетативный.
         2. Соматическая нервная система (СНС). Иннервация соматической нервной системой органов опоры и движения, кожи. Осуществление с помощью СНС двигательных реакций организма, в том числе и произвольных.
         3. Вегетативная нервная система (ВНС), ее функции: контроль деятельности внутренних органов - кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения, размножения; регуляция обмена веществ, ведущая роль в поддержании постоянства внутренней среды организма. Независимость деятельности ВНС от воли человека. Иннервация внутренних органов вегетативными нервами противоположного действия: например, один нерв усиливает и ускоряет работу сердца, а другой - замедляет и ослабляет ее. Неразрывная связь ВНС с другими отделами периферической и центральной нервной системы. Например, при раздражении вегетативных нервов, расположенных в брюшной полости, могут возникнуть изменения в деятельности сердца, скелетной мускулатуры. Участие ВНС как части единой нервной системы во всех поведенческих актах, осуществляемых под управлением головного мозга.
      2. 1. Усложнение строения рыб по сравнению с бесчерепными хордовыми. Рыбы по сравнению с бесчерепными представляют более высокую ступень эволюции. Появление у них челюстей и парных конечностей (плавников). Более сложное 4 строение нервной системы и органов чувств, органов кровообращения, дыхания и выделения. Активное передвижение рыб, их быстрая реакция на изменение условий окружающей среды, появление добычи и хищников.
         2. Приспособления рыб к жизни в воде. Формирование в процессе эволюции у рыб многочисленных приспособлений к жизни в воде, например обтекаемой формы тела, способствующей преодолению сопротивления воды при движении, неподвижного соединения отделов тела, черепицеобразного расположения чешуи, наличия на коже слизи, уменьшающей трение.
         3. Особенности строения, обеспечивающие активное передвижение рыб: плавники, скелет, мышцы. Главный орган поступательного движения - хвост (хвостовой отдел тела и хвостовой плавник). Роль парных плавников в поддержании нормального положения тела, способности опускаться и подниматься на разную глубину, совершать повороты. Роль плавательного пузыря в вертикальных перемещениях рыб в воде (изменение его объема приводит к изменению объема и плотности тела рыбы).
         4. Дыхание и кровообращение у рыб - холоднокровных животных. Органы дыхания рыб - жабры. Перенос кровью кислорода от жабр и питательных веществ от органов пищеварения ко всем клеткам тела. Двухкамерное сердце - орган, обеспечивающий передвижение крови. Кровеносная система замкнутая, с одним кругом кровообращения. Небольшое содержание в воде кислорода, относительно редкая частота сердечных сокращений - причины поступления малых порций кислорода к клеткам тела. Низкий уровень обмена веществ у рыб, непостоянная температура тела. Регуляция функций различных органов рыб, их взаимодействие, связь с окружающей средой с помощью нервной системы, которая состоит из головного и спинного мозга и нервов. Роль мозжечка в жизни рыб.
         5. Многообразие рыб. Известно свыше 20 тыс. видов рыб (20% от общего числа видов позвоночных). Объединение рыб в два класса - хрящевые и костные. Признаки хрящевых рыб: хрящевой скелет, открытые жаберные щели, чешуя древнего типа. Костные рыбы (сельдь, карп, окунь и др.) - самый многочисленный и процветающий класс позвоночных. У них на теле костные чешуйки, имеются жаберные крышки, у большинства есть плавательный пузырь.
      3. Отобрать муляжи ядовитых и съедобных грибов. К ядовитым относятся бледная поганка, ложный опенок, ложная лисичка, мухомор. Ядовитые грибы имеют сходство со съедобными: бледная поганка с шампиньоном, ложный опенок со съедобным опенком, ложная лисичка со съедобной лисичкой. К съедобным относят белый гриб, подберезовик, рыжик, сыроежку, масленок и др. Ложные опята, похожие на съедобные опята, не имеют кольца из пленки на пеньке, а пластинки под шляпкой зеленоватые. Бледная поганка похожа на шампиньон, но у нее нижняя сторона шляпки зеленовато-белая, а у шампиньона розовая. При отравлении грибами надо прочистить кишечник: поставить клизму, искусственно вызвать рвоту, давать много пить - молока или воды с содой.
      1. 1. Железы внутренней секреции (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и др.), их значительная роль в регуляции физиологических процессов в организме. Образование в железах внутренней секреции биологически активных веществ - гормонов, влияющих на процессы обмена, роста, размножения и развития организма.

            Главная особенность желез внутренней секреции в отличие от желез внешней секреции - отсутствие выводных протоков. Поступление гормонов непосредственно в кровь и лимфу, а затем во все органы организма. Согласованность и контроль нервной системы деятельности желез внутренней секреции.

         2. Железы смешанной секреции (поджелудочная, половые), выработка ими гормонов. Так, поджелудочная железа вырабатывает не только поджелудочный сок, но и гормоны, регулирующие обмен углеводов. Один из них - инсулин, способствующий превращению избытка сахара в гликоген - углевод, который откладывается в запас в печени и мышцах.
         3. Сахарный диабет. Нарушение обмена углеводов при недостатке инсулина в организме человека. Потеря способности поглощать и использовать глюкозу клетками его тела, что ведет к истощению организма, к мышечной слабости. Повышение содержания глюкозы в крови больного при сахарном диабете, удаление ее избытка из организма с мочой, постоянная жажда. Необходимость систематического введения инсулина или использования лекарственных препаратов. Диабет - наследственное заболевание, увеличение возможности его возникновения при употреблении пищи, содержащей много углеводов.
      2. 1. Водоросли - наиболее древние низшие растения, обитающие в воде, не имеющие тканей и органов, - начальное звено в эволюции растительного мира.
         2. Водоросли - ядерные организмы. Клетки любой водоросли имеют оболочку, цитоплазму с органоидами, ядро, вакуоли. Особенности клеток водорослей: наличие хлоропластов, вакуолей, прочной оболочки из клетчатки.
         3. Водоросли - автотрофные организмы. В их клетках происходит фотосинтез - образование органических веществ из неорганических с использованием световой энергии. Воду и минеральные соли водоросли всасывают всей поверхностью тела. Через нее выделяется в воду кислород.
         4. Дыхание водорослей: поглощение кислорода, окисление им органических веществ с освобождением энергии, используемой на процессы жизнедеятельности; выделение углекислого газа.
         5. Водоросли - комплексная группа , объединяющая несколько отделов - от одноклеточных (хламидомонада, хлорелла) до многоклеточных (зеленые - спирогира, хара; бурые - ламинария и др.).
         6. Среда обитания водорослей - в основном водные биогеоценозы (пресноводные и морские), а также сырые места, почва, старые строения. Водоросли - начальное звено цепей питания в водоеме: водоросли - инфузории-туфельки - мальки рыб - хищные рыбы. Отмершие водоросли - пища для сапротрофов (грибов, бактерий).
         7. Роль в природе: водоросли обеспечивают питание гетеротрофных организмов органическими веществами и дыхание кислородом.
         8. Использование водорослей в народном хозяйстве: получение из морских водорослей агар-агара для пищевой промышленности, использование ламинарий, богатых йодом, в пищу; в медицине, выращивание хлореллы на корм скоту и в качестве добавок в продукты питания.
      3. В первую очередь обратить внимание на число отделов тела, количество ног, наличие или отсутствие крыльев, усиков. У паукообразных, как правило, два отдела тела (головогрудь и брюшко), четыре пары ног, усиков нет. У насекомых три отдела тела (голова, грудь, брюшко), три пары ног, одна пара усиков, как правило, есть крылья.
      1. 1. Строение и функции органов чувств. Органы чувств - периферические части анализаторов, обеспечивающие восприятие разнообразной информации, преобразование сигналов внешнего мира в сигналы нервной системы - нервные импульсы, которые от рецепторов органов чувств по чувствительным нервам направляются в ту или иную зону коры головного мозга, где происходит их различение.
         2. Строение и функции органа зрения человека. Глаз - орган зрения, состоящий из глазного яблока, снаружи покрытого белочной оболочкой, которая впереди переходит в прозрачную роговицу. Расположение сосудистой оболочки, богатой кровеносными сосудами и содержащей черный пигмент, поглощающий свет, под белочной. Переход сосудистой оболочки впереди в радужную, определяющую цвет глаз. Способность зрачка расширяться и суживаться. Расположение множества клеток: палочек и колбочек, чувствительных к свету на сетчатке - внутренней оболочке глаза.
         3. Гигиена органа зрения. Основные правила, соблюдение которых способствует предупреждению нарушения зрения: правильное освещение рабочего места (не слишком яркое), расположение источника света слева, тетради или книги на расстоянии от глаз не ближе 30 см. Вред чтения в положении лежа, в движущемся транспорте. Защита глаз от механических повреждений, от инфекционных заболеваний, пыли, использование чистого платка или полотенца при вытирании глаз.
      2. 1. Многообразие пресмыкающихся. К классу пресмыкающихся относят ящериц, змей, крокодилов и черепах, большинство которых обитает на суше. Вторичный переход к жизни в воде (крокодилы и водные черепахи). Формирование важнейших особенностей строения, жизнедеятельности, поведения пресмыкающихся в процессе эволюции в связи с наземным образом жизни.
         2. Приспособления пресмыкающихся к жизни на суше. Особенности их размножения в связи с жизнью на суше - внутреннее оплодотворение, наличие у яйца плотной оболочки и запаса питательных веществ. Кожа сухая, без желез, с легкими роговыми чешуйками или костными пластинками, что защищает животных от механических повреждений и высыхания.

            Единственный орган дыхания - легкие (через кожу и роговые покровы газообмен происходить не может). Увеличение поверхности соприкосновения крови с воздухом за счет образования в полости легких многочисленных перекладин, в которых разветвляются тонкие кровеносные сосуды, улучшение благодаря этому газообмена и снабжения организма кислородом.

            Строение сердца. Возникновение в процессе эволюции прогрессивных изменений в строении сердца. Трехкамерное сердце, формирование в желудочке неполной перегородки, поэтому кровь, поступающая из предсердия в желудочек, смешивается не полностью (по сравнению с земноводными). Недостаточное снабжение клеток тела кислородом, поэтому животные холоднокровные, с непостоянной температурой тела, она зависит от температуры окружающей среды.

            Более сложное поведение по сравнению с земноводными, оно обусловлено более развитой нервной системой и органами чувств: увеличение относительных размеров переднего мозга, хорошо развитый мозжечок. Развитие шейного отдела позвоночника у пресмыкающихся обеспечило подвижность головы.

      3. Рассмотреть предложенные растения и выбрать то, у которого есть стебель с листьями, а вместо корней ризоиды - выросты на конце стебля.
      1. 1. Высшая нервная деятельность (ВНД) - деятельность главных отделов центральной нервной системы, обеспечивающая соответствующее приспособление животных и человека к окружающей среде. Основа высшей нервной деятельности - рефлексы (безусловные и условные). Возникновение в процессе жизнедеятельности организма новых условных рефлексов, позволяющих ему целесообразно реагировать на внешние раздражители и тем самым приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Затухание или исчезновение выработанных ранее рефлексов благодаря торможению при изменении среды.
         2. Рассудочная деятельность. Мышление. Элементы рассудочной деятельности у животных. Зависимость уровня рассудочной деятельности от уровня развития нервной системы. Наибольшее развитие рассудочной деятельности у человека, ее проявление в виде мышления.
         3. Особенности ВНД человека. Раздражители для условных рефлексов у человека: не только факторы внешней среды (тепло, холод, свет, запах), но и слова, обозначающие тот или иной предмет, явление. Исключительная способность человека (в отличие от животных) воспринимать смысл слова, свойства предметов, явления, человеческие переживания, обобщенно мыслить, общаться друг с другом с помощью речи. Вне общества человек не может научиться говорить, воспринимать письменную и устную речь, изучить опыт, накопленный за долгие годы существования человечества, и передавать его потомкам.
      2. 1. Форма тела и перьевой покров - важные черты приспособленности птиц к полету. Особенности внешнего и внутреннего строения, жизнедеятельности птиц в связи со способом передвижения - полетом. Формирование в процессе эволюции приспособлений к преодолению сопротивления воздуха в полете, уменьшение средней плотности тела за счет обтекаемой формы головы и туловища, черепицеобразного расположения перьев на теле (позволяют птице легко рассекать воздух при полете), легкого перьевого покрова с прослойками воздуха между перьями (значительно увеличивает объем тела и уменьшает его плотность), плотной и широкой поверхности крыла (позволяет птице в полете отталкиваться от воздуха).
         2. Особенности скелета птиц в связи с полетом. Прочность и легкость скелета, малая подвижность туловищных позвонков, создающая при полете прочную опору для крыльев, уменьшение массы скелета благодаря содержанию воздуха в полостях многих костей, отсутствие зубов на челюстях, укороченный хвостовой отдел позвоночника. Приспособленность к полету обеспечивается также сокращением в процессе эволюции числа пальцев на передних конечностях, удлинением или срастанием костей кисти, развитием пояса передних конечностей. Прикрепление к килю мощных мышц, управляющих движением крыла.
         3. Особенности обмена веществ. Каждая система органов птиц имеет приспособления к уменьшению массы тела, к улучшению снабжения энергией в связи с высокой двигательной активностью. Постоянная потребность птиц в пище в связи с интенсивным обменом веществ, потребление ее в больших количествах. Как правило, быстрое переваривание пищи в желудке и коротком кишечнике под воздействием пищеварительных соков, обладающих большой активностью, быстрое усвоение питательных веществ и удаление непереваренных остатков из кишечника. Освобождение большого количества энергии, необходимой для жизнедеятельности птиц, в результате окисления органических веществ кислородом.
         4. Многообразие птиц. Разнообразие сред обитания, населяемых птицами. Экологические группы птиц: птицы леса (дятлы, куриные), птицы степей и пустынь (страусы), открытых воздушных пространств (ласточки, стрижи), болот, пресных водоемов и их побережий (цапли, аисты), хищные птицы (орлы, соколы и др.).
      3. У папоротников есть корни, стебли и листья, но нет семян, цветков и плодов. На нижней стороне листа папоротника, как правило, располагаются спорангии коричневого цвета со спорами.
      1. 1. Утомление и его причины. Возникновение утомления после продолжительной работы и его проявление в понижении работоспособности. Связь утомления с нарушением процессов, происходящих в головном мозге. Поступление в кору головного мозга нервных импульсов от всех органов, контроль корой головного мозга всех функций организма. Утомление - нормальная реакция организма на любую деятельность. Восстановление нормальной деятельности нервной системы после непродолжительного отдыха. Следствие переутомления - расстройство жизненно важных функций организма, снижение восприятия, памяти и работоспособности.
         2. Причины утомления при умственной работе. Возбуждение многих нервных клеток коры головного мозга во время умственной работы. Напряженная умственная работа - одна из причин утомления центральной нервной системы, замедления ответных реакций.
         3. Гигиенические основы умственного труда. Необходимость отдыха возбужденным участкам нервной системы при умственном труде, смены умственной работы физическим трудом, занятиями спортом, тогда в клетках мозга, которые были возбуждены, развивается торможение, что способствует восстановлению работоспособности.
         4. Приемы, повышающие продуктивность умственного труда. Главные правила организации умственного труда (в том числе и учебного) - последовательность и систематичность, дисциплина, работа по ежедневному графику. Необходимость отдыха после занятий в школе, выполнение вначале наиболее трудных домашних заданий. Чередование разных видов умственного труда либо умственного и физического труда.
      2. 1. Птицы - высокоорганизованные позвоночные животные. Их способность к полету, высокий уровень обмена веществ, постоянная температура тела, высокоразвитая нервная система, сложное поведение и способ размножения. Более высокий уровень обмена веществ, чем у пресмыкающихся, чему способствовало усложнение строения дыхательной, пищеварительной, выделительной, кровеносной и нервной систем. Поступление в кровь большого количества кислорода благодаря особенностям строения легких, участию в процессе дыхания воздушных мешков, разделению сердца на четыре отдела. Высокий уровень обмена веществ, снабжение организма энергией и интенсивное ее использование в процессах жизнедеятельности - следствие снабжения клеток тела кровью, богатой кислородом, потребления большого количества пищи, ее быстрого переваривания, всасывания питательных веществ клетками тела и удаления из организма непереваренных остатков. Интенсивный обмен веществ, приспособления к терморегуляции (перьевой покров, воздушные мешки) обеспечили высокую и постоянную температуру тела - теплокровность птиц.
         2. Высокоразвитый головной мозг - основа сложного поведения птиц. Общий уровень организации птиц, хорошо развитый головной мозг, особенно полушария переднего мозга, средний мозг и мозжечок - основа более сложных связей птиц и среды, координации сложных движений во время полета. Влияние прогрессивных черт в строении головного мозга на усложнение поведения, в основе которого лежат безусловные и условные рефлексы, элементы рассудочной деятельности.
         3. Сезонные явления в жизни птиц. Ежегодные периодические изменения в жизни птиц: подготовка к размножению, к зиме, линька, зимовка в тесной связи с сезонными изменениями в природе. Образование пар и выбор гнездовой территории при подготовке к размножению у большинства птиц. Внутреннее оплодотворение (как и у пресмыкающихся), яйца крупные, с большим запасом питательных веществ и оболочками, выполняющими защитную функцию (защита от проникновения внутрь микробов, от высыхания). Проникновение кислорода к зародышу через поры в скорлупе. Откладывание яиц птицами, как правило, в гнезда, защищающие яйца, птенцов, насиживающую птицу от врагов и неблагоприятных условий. Сезонная смена покровов - линька. При наступлении неблагоприятных условий в местах гнездования остаются лишь те птицы, которые могут обеспечить себя кормом. Питание некоторых птиц собранными осенью запасами (кедровка, сойка), сезонная смена кормов (глухари, тетерева, рябчики). Зимовка большинства видов птиц в местах с более благоприятными условиями.
      3. Надо найти пульс на поверхности своей лучевой кости и подсчитать число ударов в минуту. Для этого надо прижать пальцем артерию, расположенную под кожей на лучевой кости около кисти, и почувствовать четкие ритмические колебания стенки сосуда - пульс. Затем надо сосчитать их число за одну минуту. Если получится результат, близкий к среднему значению пульса, то можно сделать вывод о нормальной работе сердца, так как артериальный пульс соответствует каждому сокращению сердца и представляет собой колебания стенок сосуда, вызванные изменением давления крови в сосудах в ритме сокращения сердца.
      1. 1. Действие наркотиков на организм. Наркотические вещества, попадая в кровь, оказывают специфическое воздействие на центры головного мозга. Нарушение у человека соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, физиологических процессов под влиянием гашиша, морфия, кокаина, опиума, героина и других наркотиков. Следствие их приема - вначале беспричинное веселье, которое сменяется подавленным настроением, иногда злобой. Человек теряет способность управлять собой, иногда теряет сознание, мучается от болей.
         2. Наркотическая зависимость. Нарушение обмена веществ, болезненные влечения к наркотикам в результате неоднократного их приема. Выработка ферментов, способствующих усвоению наркотиков, которые становятся необходимым звеном в обмене веществ. Болезненное состояние: дрожание конечностей, головные боли, слабость, психические расстройства при прекращении приема наркотиков.
         3. Вредное влияние алкоголя и никотина на организм и развитие плода. Пагубное воздействие на организм алкоголя и курения, так как алкоголь и никотин обладают наркотическими свойствами. Резкое сужение кровеносных сосудов, повышение давления, развитие хронического бронхита, рака легких, снижение внимания, ухудшение памяти, преждевременное старение. Алкоголь - причина отравления, а затем гибели нервных клеток, ожирения сердца, перерождения клеток печени, повреждения слизистой оболочки пищеварительного канала и др. Отрицательное влияние никотина и алкоголя на развитие плода во время беременности. Частое рождение недоношенных детей курящими женщинами. Отставание в развитии, частые болезни, нервные расстройства, у алкоголиков - вероятность рождения детей слабоумных, с различными уродствами.
      2. 1. Характерные признаки млекопитающих. Млекопитающие - одна из наиболее высокоорганизованных и широко распространенных групп хордовых. Наиболее характерные признаки их внешнего строения: туловище приподнято над землей; волосяной покров, защищающий о рганизм от излишней потери тепла; наличие в коже, как правило, сальных, потовых и млечных желез. Роль испарения пота в защите животных от перегрева, значение выделений сальных желез (защита волос от намокания). Выкармливание детенышей молоком.
         2. Усложнение млекопитающих в процессе эволюции. Усложнение строения и функционирования всех систем органов в процессе эволюции: значительное увеличение размеров головного мозга, особенно переднего мозга и мозжечка; появление у многих зверей складок коры головного мозга, увеличивающих ее площадь; быстрое образование условных рефлексов, элементы простейшей рассудочной деятельности. Развитие легких с огромной поверхностью капилляров, в которых происходит газообмен. Четырехкамерное сердце, позволяющее артериальной крови не смешиваться с венозной, а клеткам тела получать много кислорода, который окисляет органические вещества и обеспечивает организм энергией. Постоянная высокая температура тела и теплокровность - результат интенсивного обмена веществ. Оплодотворение внутреннее, развитие зародыша в матке, у большинства видов забота о потомстве, что уменьшает гибель животных от действий неблагоприятных условий неживой природы и врагов.
      3. Вначале необходимо определить тип кровотечения. Если это венозное кровотечение, то кровь темного цвета должна вытекать из раны равномерной, непрерывной, непульсирующей струей. При артериальном кровотечении кровь алого цвета вытекает фонтанирующей струей. При венозном кровотечении надо обработать кожу вокруг раны настойкой йода, закрыть ее чистой марлевой повязкой и положить давящую повязку, а руку приподнять вверх. Если кровотечение не прекратится, то больного надо направить к врачу. При артериальном кровотечении следует после наложения давящей повязки приподнять руку. При ранении крупных артерий сдавить артерию пальцами выше места повреждения, а затем наложить жгут выше места ранения и затянуть так, чтобы сдавить мягкие ткани и стенки сосудов. Под жгут не забыть положить мягкую ткань и записку с указанием времени наложения жгута. После этого больного направить к врачу.
      1. 1. Полноценное питание - важнейшее условие сохранения здоровья. Здоровье - одна из самых больших жизненных ценностей. Необходимость его сохранения, разумного и бережного расходования. Одно из условий его сохранения - полноценное питание, определяющее работоспособность и продолжительность жизни человека. Последствия недостаточного питания - нарушения обмена веществ и появление многих заболеваний. Учет при рациональном питании не только количества пищи, но и соотношения составляющих ее компонентов, обеспечивающих потребности организма.
         2. Состав и значение пищи. Состав пищи: органические вещества (белки, жиры, углеводы), вода, минеральные соли, витамины. Использование органических веществ организмом в качестве строительного материала, необходимого для роста и размножения клеток, а также как источник энергии. Окисление органических веществ в клетках с освобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности организма (движения, работы сердца и др.). Содержание в пище запаса энергии, который должен компенсировать ежедневные энергетические затраты, зависящие от пола, возраста, профессии, состояния здоровья, массы человека. Основной строительный материал - белки, а энергетический - углеводы, в меньшей степени - жиры и белки. Соотношение белков, жиров и углеводов при сбалансированном питании примерно такое 1:1:4.

            Витамины - биологически активные вещества, оказывающие серьезное воздействие на обмен веществ даже в малых количествах, - обязательная составная часть пищи. Необходимость воды и минеральных солей для физико-химических процессов в клетках. Включение в пищевой рацион продуктов животного (мясо, рыба, молоко и др. - основные источники белков и жиров) и растительного происхождения (овощи, фрукты - основные источники углеводов, витаминов, минеральных солей).

            Билет N 30

            1. Место человека в системе органического мира, его биосоциальная природа. Роль человека в биосфере.
            2. Выход растений на сушу. Высшие споровые растения (мхи и папоротники), их усложнение по сравнению с водорослями.
            3. Показать на скелете кости плеча и предплечья, бедра и голени.
            1. 1. Сходство человека и животных. Сходство человека и хордовых животных: наличие у зародыша человека хорды и жаберных щелей на определенном этапе развития, как и у зародышей всех хордовых, расположение нервной трубки на спинной стороне тела.

                  Сходство человека и позвоночных животных: позвоночник - основа внутреннего скелета, как и у всех позвоночных, две пары конечностей, сердце на брюшной стороне тела.

                  Сходство человека и млекопитающих животных: четырехкамерное сердце, хорошо развитая кора головного мозга, млечные железы, матка, где происходит развитие плода, теплокровность.

               2. Место человека в системе органического мира. Тип хордовых, подтип позвоночных, класс млекопитающих, отряд приматов, вид - человек разумный.
               3. Биосоциальная сущность человека. Подчинение жизни человека как биологическим, так и социальным законам. Формирование человека, как и других организмов, в процессе эволюции, подчинение процессов его жизнедеятельности (питания и др.) биологическим законам. Существенные отличия человека от животных: прямохождение и труд, связанные с ними изменения в строении и жизнедеятельности - наличие в скелете позвоночника с четырьмя изгибами, сводчатой стопы, особенностей строения таза, кисти, черепа; увеличение мозга, способность трудиться, создавать орудия труда, общаться друг с другом, владеть членораздельной речью, отвлеченно мыслить, создавать науку и искусство, накапливать и использовать опыт предшествующих поколений, передавать его потомкам. Невозможность объяснить эти особенности только законами биологической эволюции. Существование законов развития человеческого общества, в соответствии с которыми подлинно человеческие черты формируются в процессе жизни человека в обществе, его воспитания. Дети, выросшие с раннего возраста среди животных, не владеют хорошо развитой речью, не могут отвлеченно мыслить.
               4. Роль человека в биосфере. Целенаправленное воздействие человека как на неживую природу, так и на ее обитателей. Создание человеком новых сортов растений и пород животных, изменение ареалов дикорастущих растений и диких животных, охота на животных, сбор лекарственных трав, использование лугов и степей в качестве пастбищ. Влияние развития промышленности, сельского хозяйства, транспорта, использование земель под дороги, строительство жилья на плодородных почвах, эрозия почвы, загрязнение почвы, воздуха, водоемов, сокращение численности видов, гибель многих из них. Сокращение биологического разнообразия, повышение численности ряда видов насекомых, бактерий, грибов и других организмов в результате деятельности человека. Ухудшение экологических условий, необходимых для жизни не только человека, но и растений, животных, грибов. Необходимость сохранения биологического генофонда самого человека, учета человеком в своей хозяйственной деятельности законов природы, разработки мер регулирования численности видов, сохранения среды обитания организмов.
            2. 1. Возникновение первых растений - одноклеточных водорослей в воде. Происхождение от них многоклеточных водорослей, тело которых состоит из одинаковых клеток, не имеет тканей и органов.
               2. Усложнение растений в процессе эволюции, появление мхов, а затем папоротников.
               3. Мхи - высшие споровые растения, наличие у них приспособлений к жизни на суше, в условиях высокой влажности: появление у них различных тканей (например, покровной, основной, механической, проводящей); образование органов - стебля, листьев и ризоидов - выростов на конце стебля, с помощью которых растения укрепляются в почве.
               4. Дальнейшее усложнение растений в процессе эволюции, возникновение папоротников. Наличие у них корней, стебля, листьев, развитой проводящей системы, которая выполняет функции транспорта веществ и опоры.
               5. Объединение мхов и папоротников в группу высших споровых растений, размножение их с помощью спор, а также половым способом. Заселение мхами и папоротниками влажных мест обитания, необходимость воды при половом размножении этих растений, что свидетельствует о родстве высших споровых и водорослей.
               6. Роль мхов и папоротников в природе. Их способность как организмов-автотрофов создавать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза, которые служат источником пищи и энергии для гетеротрофов, выделение в процессе фотосинтеза кислорода - газа, необходимого для дыхания организмов.
            3. Плечо и предплечье - части верхней конечности. Плечо - верхний отдел руки, он образован одной плечевой костью; к плечу примыкает предплечье, состоящее из двух костей: локтевой и лучевой. Бедро и голень - это части нижней конечности. Бедро - верхний отдел ноги, он состоит из одной бедренной кости. Голень образована двумя костями: большеберцовой и малоберцовой. Они находятся между бедренной костью и костями стопы.

            Страница 3

            всего страниц: 3