1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 80 База данных защищена авторским правом ©www.psihdocs.ru 2022 | Главная страница Автореферат Анализ Анкета Бизнес-план Биография Бюллетень Викторина Выпускная работа Глава Диплом Дипломная работа |
Вариант 2
1.
А) сознание | Б) самосознание |
В) рефлексия | Г) психика |
2. К основным формам проявления психики относятся:
А) психические процессы | Б) психические состояния |
В) психические свойства | Г) все вышеперечисленные утверждения верны |
3.
Автором
культурно-исторической теории развития
высших психических функций является:
А) С.Л.Рубинштейн | Б) А.Н.Леонтьев |
В) П.Я.Гальперин | Г) Л.С.Выготский |
4. Структура личности, согласно З. Фрейду состоит из следующих структурных компонентов:
А) Оно, Я, Сверх-Я | Б) Id, Super-Ego |
В) Я, Сверх-Я | Г) Танатос, Оно, Я |
5. Необходимость выявления противоречий как источника развития и саморазвития психики означает принцип:
А) единства психики и деятельности | Б) единства и борьбы противоположностей |
В) комплексности | Г) научности |
6.
Стандартизированный
метод психологического исследования,
используемый с целью точной количественной
оценки и строгого качественного
определения особенностей психики и
поведения человека с ориентацией на
установленные нормы оценок — это:
А) интервью | Б) измерение |
В) эксперимент | Г) наблюдение |
7. Выберите признаки, не относящиеся к эксперименту:
А) активность исследователя (исследователь вызывает психическое явление столько раз, сколько необходимо для проверки гипотезы)
Б) заранее продуманная искусственная ситуация
В) пассивность испытуемого
Г) совместная деятельность экспериментатора и испытуемого
8.
Вид эксперимента,
в ходе которого осуществляется активное
становление изучаемого свойства, — это:
А) полевой | Б) лабораторный |
В) констатирующий | Г) формирующий |
9. Высшая форма психического отражения, интегрирующая все другие формы отражения , свойственная только человеку- это:
А) самосознание | Б) сознание |
В) память | Г) рефлексия |
10. Совокупность бессознательных механизмов, функцией которых является сохранение целостности и стабильности личности путем редукции отрицательных переживаний, негативных эмоциональных состояний в стрессогенных, конфликтных, фрустрирующих ситуациях, сопровождающихся чувством тревоги – это:
А) невроз | Б) механизмы психологической защиты |
В) кинестезия | Г) диспарантность |
11.
Механизм
психологической защиты, характеризующийся
приписыванием другому человеку
собственных чувств, желаний, качеств –
это:
А) компенсация | Б) проекция |
В) рационализация | Г) регрессия |
12. Деятельность человека, направленная на изменение и преобразование действительности ради удовлетворения своих потребностей, на создание материальных и духовных ценностей, называется:
А) трудовой | Б) учебной |
В) предметной | Г) ведущей |
13.
Процессе
перехода внутренний действий во внешние,
практические действия:
А) габитуация | Б) сенсибилизация |
В) интериоризация | Г) экстериоризация |
14. Процесс, направленный на достижение цели:
А) операция | Б) действие |
В) мотив | Г) умение |
15. Физиологической основой автоматических действий является:
А) генотип | Б) динамический стереотип |
В) мотив | Г) цель |
16.
Произвольный
акт, подчиненный представлению о
результате, образу будущего, т.е. процесс
подчиненный осознаваемой цели – это:
А) операция | Б) действие |
В) мотив | Г) умение |
17. Закон сущность которого состоит в том, что зависимость эффективности деятельности от уровня мотивации характеризуется криволинейной функцией, следовательно существует некоторый оптимум мотивации для выполнения какой-либо деятельности, был сформулирован:
А) Т. Рибо | Б)А.Йостом |
В)Ф.Дондерсом | Г) Йерксом и Додсоном |
18.
Устойчивая
(транситуативная) устремленность,
ориентированность мыслей, чувств,
желаний, фантазий, поступков человека,
которая является следствием доминирования
определенных мотивов – это:
А) мотивация личности | Б) направленность личности |
В) намерения личности | Г) мотивы личности |
19. Внутреннее динамическое и бессознательное состояние личности, возникающее в результате взаимодействия потребностей и среды – это:
А) ценности | Б) установка |
В) мотивы | Г) цели |
20.
Выберите
неправильное определение характера:
А) совокупность устойчивых индивидуальных особенностей личности, складывающаяся и проявляющаяся в деятельности и общении, обуславливающая типичные индивидуальные способы поведения
Б) совокупность устойчивых свойств индивида, в которых выражаются способы его поведения и способы эмоционального реагирования
В) качество личности, обобщающее наиболее выраженные, тесно взаимосвязанные и потому отчетливо проявляющиеся в различных видах деятельности свойства личности; «каркас» и подструктура личности, наложенная на ее остальные подструктуры
Г) динамическая характеристика психической деятельности индивида
экспериментов | ЦЕРН
Разнообразные эксперименты в ЦЕРН
ЦЕРН проводит множество экспериментов. Ученые из институтов по всему миру объединяются в экспериментальные группы для выполнения разнообразной исследовательской программы, гарантируя, что ЦЕРН охватывает множество тем физики, от Стандартной модели до суперсимметрии и от экзотических изотопов до космических лучей.
Несколько коллабораций проводят эксперименты с использованием Большого адронного коллайдера (БАК), самого мощного ускорителя в мире. Кроме того, эксперименты с фиксированной целью, эксперименты с антивеществом и экспериментальные установки используют цепь инжектора LHC.
эксперименты на БАК
Девять экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) используют детекторы для анализа множества частиц, образующихся в результате столкновений в ускорителе. Эти эксперименты проводятся совместными усилиями ученых из институтов по всему миру. Каждый эксперимент отличается и характеризуется своими детекторами.
Крупнейшие эксперименты в ЦЕРНе проводятся на Большом адронном коллайдере, здесь видно во время установки дипольных магнитов ускорителя (Изображение: Максимилиан Брайс/Клаудиа Марчеллони/ЦЕРН) Крупнейшие из этих экспериментов, ATLAS и CMS, используют детекторы общего назначения для исследования максимально возможного диапазона физических явлений.
Наличие двух независимо разработанных детекторов жизненно важно для перекрестного подтверждения любых новых сделанных открытий. У ALICE и LHCb есть детекторы, предназначенные для фокусировки на определенных явлениях. Эти четыре детектора находятся под землей в огромных пещерах на кольце БАК.
Наименьшими экспериментами на LHC являются TOTEM и LHCf, которые фокусируются на «движущихся вперед частицах» – протонах или тяжелых ионах, которые проходят мимо друг друга, а не встречаются лоб в лоб при столкновении лучей. TOTEM использует детекторы, расположенные по обе стороны от точки взаимодействия CMS, в то время как LHCf состоит из двух детекторов, расположенных вдоль линии луча LHC на расстоянии 140 метров по обе стороны от точки столкновения ATLAS. MoEDAL-MAPP использует детекторы, развернутые рядом с LHCb, для поиска гипотетической частицы, называемой магнитным монополем. FASER и SND@LHC, два новейших эксперимента LHC, расположены недалеко от точки столкновения ATLAS для поиска новых легких частиц и изучения нейтрино.
ЭЛИС
Эксперимент на большом ионном коллайдере
АТЛАС
A Тороидальный LHC аппарат
CMS
Компактный мюонный соленоид
LHCb
Большой адронный коллайдер красота
ТОТЕМ
Измерение полного, упругого и дифракционного сечений
LHCf
Большой адронный коллайдер вперед
МОЭДАЛ-МАПП
Детектор монополя и экзотики на БАК
ФАСЕР
Эксперимент прямого поиска
SND@LHC
Детектор рассеяния и нейтрино на LHC
Эксперименты с фиксированной целью
В экспериментах с «фиксированной мишенью» пучок ускоренных частиц направляется на твердую, жидкую или газовую мишень, которая сама может быть частью системы обнаружения.
КОМПАС, изучающий структуру адронов — частиц, состоящих из кварков, — использует лучи суперпротонного синхротрона (СПС).
SPS также питает Северную зону (NA), где проводится ряд экспериментов. NA61/SHINE изучает фазовый переход между адронами и кварк-глюонной плазмой, а также проводит измерения для экспериментов с космическими лучами и нейтринными осцилляциями с длинной базой. NA62 использует протоны SPS для изучения редких распадов каонов. NA63 направляет пучки электронов и позитронов на различные мишени для изучения радиационных процессов в сильных электромагнитных полях. NA64 ищет новые частицы, которые могли бы опосредовать неизвестное взаимодействие между видимой и темной материей. NA65 изучает образование тау-нейтрино. UA9исследует, как кристаллы могут помочь управлять пучками частиц в высокоэнергетических коллайдерах.
Эксперимент CLOUD использует лучи протонного синхротрона (PS) для исследования возможной связи между космическими лучами и образованием облаков.
DIRAC, который сейчас анализирует данные, исследует сильное взаимодействие между кварками.
КОМПАС
Общий мюонный и протонный аппарат для структурной и спектроскопии
NA61/БЛЕСК
Эксперимент с тяжелыми ионами и нейтрино SPS
NA62
Северный район Эксперимент 62
ОБЛАКО
Космос, оставляющий наружные капли
NA63
Северный район Эксперимент 63
NA64
Северный район эксперимента 64
NA65
Северный район Эксперимент 65
UA9
Кристалл
Эксперименты с антивеществом
В настоящее время Antiproton Decelerator и ELENA обслуживают несколько экспериментов по изучению антивещества и его свойств: AEGIS, ALPHA, ASACUSA, BASE и GBAR.
Более ранние эксперименты (ATRAP и ACE) завершены.
ЭГИС
Эксперимент с антиводородом: гравитация, интерферометрия, спектроскопия
АЛЬФА
Антиводородный лазерный физический аппарат
АСАКУСА
Атомная спектроскопия и столкновения с использованием медленных антипротонов
БАЗА
Барион Антибарионная симметрия Эксперимент
ГБАР
Гравитационное поведение покоящегося антивещества
видео
изображение
Галерея изображений антивещества
Экспериментальные установки
Экспериментальные установки в ЦЕРН включают ISOLDE, MEDICIS, нейтронную времяпролетную установку (n_TOF) и Нейтринную платформу ЦЕРН.
ИЗОЛЬДА
Сепаратор массы изотопов On-Line установка
МЕДИСИС
n_TOF
Нейтронная времяпролетная установка
Нейтринная платформа ЦЕРН
Неускорительные эксперименты
Не все эксперименты полагаются на ускорительный комплекс ЦЕРНа. Например, AMS — это признанный ЦЕРН эксперимент, расположенный на Международной космической станции, центр управления которой находится в ЦЕРНе. Эксперименты CAST и OSQAR ищут гипотетические частицы темной материи, называемые аксионами.
АМС
Альфа-магнитный спектрометр
В РОЛЯХ
Солнечный телескоп ЦЕРН Axion
ОСКАР
Оптический поиск вакуумного двулучепреломления КЭД, аксионов и регенерации фотонов
Прошлые эксперименты
Экспериментальная программа ЦЕРН состояла из сотен экспериментов, охватывающих десятилетия.
Среди них были новаторские эксперименты по электрослабой физике, разделу физики, объединяющему электромагнитное и слабое фундаментальные взаимодействия. В 1958, эксперимент на синхроциклотроне обнаружил редкий распад пиона, который распространил имя ЦЕРНа по всему миру. Затем, в 1973 году, пузырьковая камера Гаргамель представила первое прямое свидетельство слабого нейтрального тока. Десять лет спустя физики ЦЕРНа, работавшие над детекторами UA1 и UA2, объявили об открытии бозона W в январе и бозона Z в июне — двух носителей электрослабого взаимодействия. Два ключевых ученых, стоящих за открытиями, — Карло Руббиа и Симон ван дер Меер — получили Нобелевскую премию по физике в 1919 году.84.
С 1989 года Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP) позволил экспериментам ALEPH, DELPHI, L3 и OPAL поставить Стандартную модель физики элементарных частиц на прочную экспериментальную основу. В 2000 году LEP уступила место строительству Большого адронного коллайдера (БАК) в том же туннеле.
Огромный вклад ЦЕРН в электрослабую физику — это лишь некоторые из ярких результатов экспериментов за эти годы.
Клетки как экспериментальные модели — Клетка
Эволюция современных клеток от общего предка имеет важные последствия для клеточной и молекулярной биологии как экспериментальной науки. Поскольку фундаментальные свойства всех клеток сохранялись в ходе эволюции, основные принципы, извлеченные из экспериментов, проведенных с одним типом клеток, обычно применимы к другим клеткам. С другой стороны, из-за разнообразия современных клеток многие виды экспериментов легче проводить с одним типом клеток, чем с другим. Несколько различных видов клеток и организмов обычно используются в качестве экспериментальных моделей для изучения различных аспектов клеточной и молекулярной биологии. Особенности некоторых из этих ячеек, которые делают их особенно полезными в качестве экспериментальных моделей, обсуждаются в следующих разделах.
E. coli
Благодаря своей сравнительной простоте прокариотические клетки (бактерии) являются идеальными моделями для изучения многих фундаментальных аспектов биохимии и молекулярной биологии.
Наиболее изученным видом бактерий является E . coli , которая долгое время была излюбленным организмом для изучения основных механизмов молекулярной генетики. Большинство наших нынешних концепций молекулярной биологии, включая наше понимание репликации ДНК, генетического кода, экспрессии генов и синтеза белка, основаны на исследованиях этой скромной бактерии.
Е . coli оказался особенно полезным для молекулярных биологов из-за его относительной простоты и легкости, с которой его можно размножать и изучать в лаборатории. Геном E . coli , например, состоит примерно из 4,6 миллионов пар оснований и кодирует около 4000 различных белков. Геном человека почти в тысячу раз сложнее (примерно 3 миллиарда пар оснований) и кодирует около 100 000 различных белков (см. табл. 1.2). Небольшой размер Е . Геном coli обеспечивает очевидные преимущества для генетического анализа, и была определена последовательность всего генома E.
coli .
Молекулярно-генетические эксперименты дополнительно облегчаются быстрым ростом E . coli в четко определенных лабораторных условиях. В зависимости от условий культивирования E . coli делятся каждые 20-60 минут. Более того, клональная популяция E . кишечная палочка , в котором все клетки образуются путем деления одной исходной клетки, могут быть легко выделены в виде колоний, выращенных на полутвердой агарсодержащей среде (). Поскольку колонии бактерий, содержащие до 10 8 клеток, могут развиваться в течение ночи, выбор генетических вариантов E . coli — например, мутантов, устойчивых к антибиотику, такому как пенициллин, — легко и быстро. Легкость, с которой такие мутанты могут быть отобраны и проанализированы, имела решающее значение для успеха экспериментов, которые определили основные принципы молекулярной генетики, обсуждаемые в главе 3.
Рисунок 1.14
Бактериальные колонии.
Фотография колонии E . coli , растущих на поверхности агарсодержащей среды. (A. M. Siegelman/Visuals Unlimited.)
Питательные смеси, в которых E . coli делятся наиболее быстро, включают глюкозу, соли и различные органические соединения, такие как аминокислоты, витамины и предшественники нуклеиновых кислот. Однако E . coli также может расти в гораздо более простых средах, состоящих только из солей, источника азота (например, аммиака) и источника углерода и энергии (например, глюкозы). В такой среде бактерии растут несколько медленнее (время деления около 40 минут), так как должны синтезировать все свои аминокислоты, нуклеотиды и другие органические соединения. Способность Е . coli для проведения этих биосинтетических реакций в среде с простым определением сделало их чрезвычайно полезными для выяснения задействованных биохимических путей. Таким образом, быстрый рост и простые требования к питанию E . coli значительно облегчили фундаментальные эксперименты как в молекулярной биологии, так и в биохимии.
Дрожжи
Хотя бактерии являются бесценной моделью для изучения многих консервативных свойств клеток, их нельзя использовать для изучения аспектов клеточной структуры и функций, которые являются уникальными для эукариот. Дрожжи, простейшие эукариоты, имеют ряд экспериментальных преимуществ, сходных с таковыми у Е . кишечная палочка . Следовательно, дрожжи предоставили важную модель для изучения многих фундаментальных аспектов биологии эукариотических клеток.
Геном наиболее часто изучаемых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, состоит из 12 миллионов пар оснований ДНК и содержит около 6000 генов. Хотя геном дрожжей примерно в три раза больше, чем у E . coli , он гораздо более управляем, чем геномы более сложных эукариот, таких как люди. Тем не менее, даже в своей простоте дрожжевая клетка демонстрирует типичные черты эукариотических клеток (1): она содержит отчетливое ядро, окруженное ядерной мембраной, ее геномная ДНК организована в виде 16 линейных хромосом, а ее цитоплазма содержит цитоскелет и субклеточные органеллы.
Рисунок 1.15
Электронная микрофотография Saccharomyces cerevisiae . (David Scharf/Peter Arnold, Inc.)
Дрожжи можно легко выращивать в лаборатории и изучать с помощью многих из тех же молекулярно-генетических подходов, которые оказались столь успешными с E . кишечная палочка . Хотя дрожжи не размножаются так быстро, как бактерии, они все же делятся так часто, как каждые 2 часа, и их можно легко выращивать в виде колоний из одной клетки. Следовательно, дрожжи можно использовать для различных генетических манипуляций, аналогичных тем, которые можно выполнять с помощью бактерий.
Эти особенности сделали дрожжевые клетки наиболее подходящими эукариотическими клетками с точки зрения молекулярной биологии. Мутанты дрожжей сыграли важную роль в понимании многих фундаментальных процессов у эукариот, включая репликацию ДНК, транскрипцию, процессинг РНК, сортировку белков и регуляцию клеточного деления, что будет обсуждаться в последующих главах.
Единство молекулярной клеточной биологии совершенно ясно проявляется в том, что общие принципы клеточного строения и функции, выявленные при изучении дрожжей, применимы ко всем эукариотическим клеткам.
Dictyostelium discoideum
Dictyostelium discoideum — это клеточная слизевая плесень, которая, как и дрожжи, является сравнительно простым одноклеточным эукариотом. Геном Dictyostelium примерно в десять раз больше, чем у E . coli — сложнее генома дрожжей, но значительно проще геномов высших эукариот. Кроме того, Dictyostelium можно легко выращивать в лаборатории и подвергать различным генетическим манипуляциям.
В условиях обильного питания Dictyostelium живет как одноклеточная амеба, питаясь бактериями и дрожжами. Это очень подвижная клетка, и это свойство сделало Dictyostelium важной моделью для изучения молекулярных механизмов, ответственных за движение клеток животных (10). Например, введение соответствующих мутаций в Dictyostelium выявило роль нескольких генов в подвижности клеток.
Рисунок 1.16
Dictyostelium discoideum. На этих фотографиях показано движение двух амеб в течение примерно 40 секунд. (Любезно предоставлено Дэвидом Кнехтом, Университет Коннектикута.)
Еще одной интересной особенностью Dictyostelium является способность отдельных клеток объединяться в многоклеточные структуры. Если адекватный запас пищи недоступен, клетки объединяются, образуя червеобразные структуры, называемые слизнями, каждая из которых состоит из до 100 000 клеток, функционирующих как единое целое. Dictyostelium , таким образом, находится на границе между одноклеточными и многоклеточными организмами, обеспечивая важную модель для изучения клеточной передачи сигналов и межклеточных взаимодействий.
Caenorhabditis elegans
Одноклеточные эукариоты Saccharomyces и Dictyostelium являются важными моделями для изучения эукариотических клеток, но понимание развития многоклеточных организмов требует экспериментального анализа растений и животных, организмов, которые являются более сложными.
Нематода Caenorhabditis elegans (+) обладает несколькими примечательными особенностями, которые делают ее одной из наиболее широко используемых моделей для изучения развития животных и дифференцировки клеток.
Рисунок 1.17
Caenorhabditis elegans. (Из J. E. Sulston and H. R. Horvitz, 1977. Dev. Biol. 56: 110.) и более управляемы, чем геномы большинства животных. Его полная последовательность была определена, показывая, что геном C. elegans содержит примерно 19 000 генов — примерно в три раза больше, чем у дрожжей, и в пять раз больше, чем у людей. Биологически C. elegans также является относительно простым многоклеточным организмом: взрослые черви состоят только из 959 соматических клеток плюс от 1000 до 2000 зародышевых клеток . Кроме того, C. elegans можно легко выращивать и подвергать генетическим манипуляциям в лаборатории.
Простота C . elegans позволил подробно изучить ход его развития с помощью наблюдения под микроскопом.
Такой анализ успешно проследил эмбриональное происхождение и родословную всех клеток взрослого червя. Генетические исследования также выявили некоторые из мутаций, ответственных за аномалии развития, что привело к выделению и характеристике критических генов, контролирующих развитие и дифференцировку нематод. Важно отметить, что сходные гены также функционируют у сложных животных (включая человека), что составляет С . elegans важная модель для изучения развития животных.
Drosophila melanogaster
Аналогично C . elegans , плодовая муха Drosophila melanogaster ( ) была важным модельным организмом в биологии развития. Геном Drosophila подобен по размеру геному C . elegans и Drosophila легко содержать и разводить в лаборатории. Кроме того, короткий репродуктивный цикл Drosophila (около 2 недель) делает его очень полезным организмом для генетических экспериментов. Многие фундаментальные концепции генетики, такие как взаимосвязь между генами и хромосомами, были выведены из исследований дрозофилы в начале двадцатого века (см.
главу 3).
Рисунок 1.18
Drosophila melanogaster. (Darwin Dale/Photo Researchers, Inc.)
Обширный генетический анализ Drosophila выявил множество генов, контролирующих развитие и дифференцировку, а современные методы молекулярной биологии позволили детально проанализировать функции этих генов. Следовательно, исследования Drosophila привели к поразительному прогрессу в понимании молекулярных механизмов, управляющих развитием животных, особенно в отношении формирования плана тела сложных многоклеточных организмов. Как и C . elegans , сходные гены и механизмы существуют у позвоночных, что подтверждает использование Drosophila в качестве основной экспериментальной модели в современной биологии развития.
Arabidopsis thaliana
Изучение молекулярной биологии и развития растений является активной и расширяющейся областью, имеющей большое экономическое значение, а также представляет интеллектуальный интерес.
Поскольку геномы растений охватывают диапазон сложности, сравнимый с геномами животных (см. табл. 1.2), оптимальной моделью для изучения развития растений будет относительно простой организм с некоторыми полезными свойствами С . elegans и дрозофилы . Небольшое цветущее растение Arabidopsis thaliana () соответствует этим критериям и поэтому широко используется в качестве модели для изучения молекулярной биологии растений.
Рисунок 1.19
Arabidopsis thaliana. (Jeremy Burgess/Photo Researchers, Inc.)
Arabidopsis примечателен тем, что его геном состоит всего из около 130 миллионов пар оснований — сложность аналогична геному C . Элеганс и Дрозофила . Кроме того, Arabidopsis относительно легко выращивать в лаборатории, и разработаны методы молекулярно-генетических манипуляций с этим растением. Эти исследования привели к идентификации генов, участвующих в различных аспектах развития растений, таких как развитие цветов.
Анализ этих генов указывает на явное сходство между механизмами, контролирующими развитие растений и животных, что еще больше подчеркивает фундаментальное единство клеточной и молекулярной биологии.
Позвоночные
Наиболее сложными животными являются позвоночные, включая человека и других млекопитающих. Геном человека состоит примерно из 3 миллиардов пар оснований — примерно в 30 раз больше, чем геномы C . elegans , Drosophila или Arabidopsis . Кроме того, человеческое тело состоит из более чем 200 различных видов специализированных типов клеток. Эта сложность затрудняет изучение позвоночных с точки зрения клеточной и молекулярной биологии, но, тем не менее, большая часть интереса к биологическим наукам проистекает из желания понять человеческий организм. Более того, понимание многих вопросов, имеющих непосредственное практическое значение (например, в медицине), должно основываться непосредственно на исследованиях человеческих (или близкородственных) типов клеток.
Одним из важных подходов к изучению клеток человека и других млекопитающих является выращивание изолированных клеток в культуре, где ими можно манипулировать в контролируемых лабораторных условиях. Использование культивируемых клеток позволило изучить многие аспекты клеточной биологии млекопитающих, включая эксперименты, которые прояснили механизмы репликации ДНК, экспрессии генов, синтеза и процессинга белков, а также деления клеток. Более того, возможность культивирования клеток в средах с определенным химическим составом позволила изучить механизмы передачи сигналов, которые обычно контролируют рост и дифференцировку клеток в интактном организме.
Специализированные свойства некоторых высокодифференцированных типов клеток сделали их важными моделями для изучения отдельных аспектов клеточной биологии. Мышечные клетки, например, узко специализированы для сокращения, производства силы и движения. Из-за этой специализации мышечные клетки являются важной моделью для изучения движения клеток на молекулярном уровне.
Другой пример — нервные клетки (нейроны), которые специализируются на передаче электрохимических сигналов на большие расстояния. У человека аксоны нервных клеток могут быть более метра в длину, а у некоторых беспозвоночных, таких как кальмары, есть гигантские нейроны с аксонами до 1 мм в диаметре. Из-за своей высокоспециализированной структуры и функции эти гигантские нейроны предоставили важные модели для изучения транспорта ионов через плазматическую мембрану и роли цитоскелета в транспорте цитоплазматических органелл.
Лягушка Xenopus laevis является важной моделью для изучения раннего развития позвоночных. Яйца Xenopus представляют собой необычно крупные клетки диаметром примерно 1 мм (). Поскольку эти яйца развиваются вне матери, все стадии развития от яйца до головастика можно легко изучить в лаборатории. Кроме того, яйца Xenopus могут быть получены в большом количестве, что облегчает биохимический анализ. Благодаря этим техническим преимуществам Xenopus широко использовался в исследованиях биологии развития и дал важную информацию о молекулярных механизмах, которые контролируют развитие, дифференцировку и деление эмбриональных клеток.
Рисунок 1.20
Яйца лягушки Xenopus laevis . (С любезного разрешения Майкла Данильчика и Кимберли Рэй.)
Рыбка данио () обладает рядом преимуществ для генетических исследований развития позвоночных. Этих рыбок легко содержать в лаборатории, и они быстро размножаются. Кроме того, эмбрионы развиваются вне матери и прозрачны, так что можно легко наблюдать за ранними стадиями развития. Были разработаны мощные методы, облегчающие выделение мутаций, влияющих на развитие рыбок данио, и в настоящее время идентифицировано несколько тысяч таких мутаций. Поскольку рыбки данио — легко изучаемые позвоночные, они обещают преодолеть разрыв между людьми и более простыми системами беспозвоночных, такими как C. elegans и Дрозофила .
Рисунок 1.21
Рыбка данио. (A) 24-часовой эмбрион. (В) Взрослая рыба. (А, любезно предоставлено Чарльзом Киммелем, Орегонский университет; В, любезно предоставлено С. Кондо)
Среди млекопитающих мышь наиболее подходит для генетического анализа.
Хотя технические трудности изучения генетики мышей (по сравнению, например, с генетикой дрожжей или дрозофилы ) огромны, было идентифицировано несколько мутаций, влияющих на развитие мыши. Самое главное, последние достижения в области молекулярной биологии позволили получить трансгенных мышей , у которых в зародышевую линию мыши были введены специфические мутантные гены, так что их влияние на развитие или другие аспекты клеточной функции можно изучать в контексте всего животного. Пригодность мыши в качестве модели для человеческого развития иллюстрируется тем фактом, что мутации в гомологичных генах приводят к сходным дефектам развития у обоих видов; ярким примером является пьебалдизм ().
Рисунок 1.22
Мышь как модель человеческого развития. У ребенка и мыши обнаруживаются сходные дефекты пигментации (пегий бледность) в результате мутаций в гене, необходимом для нормальной миграции меланоцитов (клеток, отвечающих за пигментацию кожи) в эмбриональном периоде (подробнее.