Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. По медицинской биологии и генетике

ЛЕКЦИЯ № 4

По медицинской биологии и генетике

Для студентов 1 курса лечебного факультета

Тема: «Клеточный уровень организации живого».

Время - 90 мин.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомить с задачами биологии и ее местом в подготовке врача.

2. Дать представления о медико-биологических аспектах экологических проблем человечества.

3. Значение биологических исследований в современных условиях жизни.

4. Ознакомить с особенностями строения клеточных форм живых организмов.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бекиш О.-Я.Л. Медицинская биология. Курс лекций для студентов мед. ВУЗов. - Витебск, 2000 с.32-49.

2. Биология / Под ред.В.Н. Ярыгина / 1-я книга - М.:Вш,1997. - с. 36-41.

3. О.-Я.Л. Бекиш, Л.А. Храмцова. Практикум по мед.биологии. - Изд. «Белый Ветер», 2000 - с. 9-25.

4. Заяц Р.Г., Рачковская И.В. Основы цитологии и генетики: Учебное пособие. Мн.- 1996, с 10-20.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Мультимедийная презентация.


РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№ п/п Содержание Расчет рабочего времени
1.   Цитология - наука об основной форме организации живого. Клетка - элементарная генетическая и структурно-функциональная единица живого.
2. Клеточная теория и ее современное состояние.
3. Жизненные формы организмов.
4. Особенности строения прокариотической клетки.
5. Структурные компоненты клеток эукариот: плазматическая мембрана, цитоплазма, ядро.
6. Анаболическая и катаболическая системы клетки.
7. СРС.
Всего:

Вопрос 1.

Раздел биологии, занимающийся изучением структурной и функциональной организации клетки как единицы живого, получил название цитологии (от греч. cytos - клетка, полость, logos - наука). Открытие клетки связано с именами великих ученых-микроскопистов - Роберта Гука, Мальпиги, Я.Грю, описавших ячеистое строение многих растительных объектов, а также с именем Левенгука, впервые наблюдавшего реальные клетки животных.

В 1939 году немецкий зоолог Т. Шванн опубликовал труд "Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений", в которых были заложены основы клеточной теории. В этой работе Шванн пришел к двум выводам:

1) клетка - главная структурная единица всех растительных и животных организмов;

2) процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку всех растительных и животных тканей и организмов.

Дальнейшее развитие клеточной теории связано с именем немецкого ученого Рудольфа Вирхова, который в 1858 году опубликовал свой труд «Целлюлярная патология». В этой работе Вирхов дополнил клеточную теорию третьим выводом: «Omnis cellula e cellula» каждая клетка из клетки. Этот вывод блестяще подтвердился дальнейшим развитием биологии в настоящее время не известно иных способов появления клеток помимо их деления. В этой работе Вирхов впервые подошел к объяснению патологического процесса, показав его связь в организме с морфологическими структурами, с определенными изменениями в структуре и функции клеток. Он является основоположником патологической анатомии.

Но ряд выводов Вирхова оказались ошибочными и закономерно встретили возражения со стороны современников. По Вирхову патологический процесс в организме представляет собой сумму нарушений жизнедеятельности отдельных клеток, это локальный, местный процесс. Вирхов и его последователи не видели также качественных отличий между частью и целым, рассматривая организм вне его исторического развития и условий существования. Эту идею Вирхова обоснованно критиковали Сеченов, Боткин, Павлов, которые показали, что организм - единое целое и интеграция его частей осуществляется прежде всего ЦНС.

Благодаря исследованиям Шванна, Шлейдена, Вирхова, Моргана, Навашина, Кольцова, Насонова и др., клетку рассматривают как наименьшую элементарную единицу живого, которой свойственны такие признаки, как метаболизм, воспроизведение, реактивность, изменчивость.

Вопрос 2

Современная клеточная теория включает следующие положения:

1. Клетка - основная структурно-функциональная и генетическая единица живого.

2. Клетки одно- и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и проявлению жизнедеятельности.

3. Размножение клеток осуществляется путем деления исходной (материнской) клетки.

4. Клетки многоклеточных организмов специализируются по функциям и образует ткани, органы, организмы.

5. Единое целое организма и интеграции его частей осуществляется, прежде всего, ЦНС.

6. В основе непрерывности, единства, разнообразия органического мира лежат обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость и раздражимость клеток.

Значение клеточной теории:

- доказательство морфологической основы единства живой природы;

- общебиологическое объяснение живой природы;

- доказательство эволюционных процессов.

Вопрос 3.

Жизненные формы организмов:

1. Доклеточные – царство вирусы.

2. Клеточные: прокариоты – царства бактерий и цианобактерий,

эукариоты – царства растений, животных, грибов.

Большинство живых организмов состоит из клеток. Однако имеются неклеточные формы жизни - вирусы. С возникновением клетки живые системы приобретают способность к самостоятельному обмену веществ и размножению. Усложнение их организации связано с появлением клеточной, а затем ядерной мембраны и увеличением молекулярной массы ДНК.

Вопрос 4

Прокариоты -одноклеточные доядерные организмы. Наследственный аппарат представлен одной молекулой ДНК кольцевой формы (нуклеоид). Прокариоты являются гаплоидами. Молекулярная масса ДНК соответствует 2000 структурных генов. Клетка ограничена двойной плазматической мембраной (наружной и внутренней). Поверх мембраны образуется клеточная стенка. Она состоит из углевода муреина, образующего жесткую решетку. В цитоплазме отсутствуют органоиды мембранного строения. Их функцию выполняют впячивания внутренней мембраны – мезосомы. В цитоплазме имеются рибосомы. Бактерии могут содержаться мелкие молекулы ДНК (плазмиды). Фотосинтезирующие бактерии имеют фотомембраны. Запасные питательные вещества представлены углеводами.

Вопрос 5

Эукариотические клетки имеют обособленное ядро, наружную биологическую мембрану – плазмалемму, цитоплазму с органоидами и включениями.

Плазмалемма отделяет содержимое клетки от внешней среды и регулирует движение ионов и макромолекул в клетку и из нее. Плазмалемма имеет жидкостно-мозаичное строение (модель Сингера). Она состоит из двойного слоя фосфолипидов, белков и полисахаридов. Молекулы фосфолипидов представлены неполярными гидрофобными концами и полярными гидрофильными головками, обращенными к внешней среде. Белки расположены мозаично: поверхностные, погруженные, пронизывающие.

На поверхности мембраны находятся олигосахаридные цепи (антенны) из моносахаридных остатков. Их функции:

- распознавание внешних сигналов;

- контакт клеток и образование тканей;

- иммунный ответ, где гликопротеиды играют роль антигенов.

Клетки растений имеют целюллезную, а грибов – хитиновую оболочки поверх плазмалеммы. На наружной поверхности плазмолеммы животных клеток находится полисахаридный слой - гликокалекс.

Химический состав клеточной мембраны (плазмалеммы) следующий:

1) белки - 55% (из них до 200 ферментов);

2) липиды - 35%;

3) углеводы – 5-10% (в соединении с простыми или сложными белками).

Функции липидов мембран: структурная, барьерная.

Функции белков мембран: структурная, ферментативная, рецепторная, транспортная.

Функция гликопротеидов - рецепторная.

Свойства мембран: пластичность, полупроницаемость, динамичность.

Функции мембран:

1) структурная (входят в состав большинства органоидов);

2) барьерная (поддерживает постоянство химического состава и защитная);

3) регуляция обменных процессов;

4) рецепторная;

5) транспортная.

Плазмолемма включает комплекс элементарных мембран: 3-4 - у животной, 7-8 - у растительной клетки. Через плазмалемму осуществляется транспорт веществ в клетку. Транспорт бывает пассивный и активный.

1. Пассивный транспорт происходит без затрат энергии, по градиенту концентрации. Это может быть: диффузия газов, осмотическое движение воды, облегченная диффузия посредством белков-переносчиков (аминокислоты, сахара, жирные кислоты).

2. Активный транспорт идет против градиента концентрации, с затратой энергии. Для него необходимо наличие специальных ионных каналов, ферментов и АТФ. Так работает натрий-калиевый насос. Концентрация калия в клетке выше, чем в околоклеточном пространстве, и, тем не менее, ионы калия поступают в клетку, а ионы натрия выводятся наружу. Ионы натрия формируют на поверхности мембраны положительный заряд, внутри клетки заряд отрицательный по отношению к среде. На каждые 2 поступающие иона К+ из клетки выводится 3 иона Na+. Заряд на мембране обеспечивает передачу нервного импульса, всасывание питательных веществ ворсинами кишечника, адсорбцию в почечных канальцах.

Mg2+/Ca2+ насос обеспечивает мышечные сокращения.

Крупно-молекулярные соединения белков,нуклеиновых кислот, полисахаридов проникают внутрь клетки путем эндоцитоза. Различают два вида эндоцитоза: фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз - захватывание мембранной твердых частиц. При этом внутри клетки при участии лизосом образуется пищеварительная вакуоль. Пиноцитоз – переваривание жидкостей.

Выделение из клетки веществ, заключенных в мембрану, называется экзоцитозом.

Поступившие в клетку вещества могут использоваться:

1) для синтеза веществ, необходимых самой клетке (анаболическая система);

2) как источник энергии (катаболическая система).

Цитоплазма – живое содержимое клетки без ядра. В цитоплазме различают гиалоплазму, органеллы и включения.

Гиалоплазма является основным веществом клетки, с которым связаны коллоидные свойства цитоплазмы, ее вязкость, эластичность, сократимость, внутреннее движение. Гиалоплазма состоит из двух фаз: жидкой и твердой. Жидкая фаза представлена: коллоидным раствором белков, углеводов, нуклеотидов, ионов неорганических веществ. Твердая фаза представлена микротрабекулярной системой, микротрубочками, микрофиламентами (фибриллы), которые образуют цитоскелет клетки.

Ядро (nucleus, karion) -это постоянный структурный компонент всех клеток эукариот. Оболочка интерфазного ядра состоит из двух элементарных мембран (наружной и внутренней), пространство между которыми называется перинуклеарным. Мембраны имеют поры, через которые идет обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Наружная ядерная мембрана переходит в стенки каналов эндоплазматической сети. На ней расположены рибосомы.

Нуклеоплазма -однородная масса, заполняющая пространство между структурами ядра. Она содержит белки, нуклеотиды; АТФ и различные виды РНК, а так же хроматин и ядрышки.

Хроматин - комплекс ДНК и гистоновых белков (дезоксирибонуклеопротеид, ДНП) в отношении 1: 1,3. Выявляется в виде нитей, глыбок, гранул. В процессе митоза спирализованный хроматин образует хромосомы.

Ядрышко - состоит из белков (80%), РНК (до 15%), ДНК (до 12%). Образуются в ядрышковом организаторе на хромосоме. Обеспечивают синтез

р-РНК и образование субъединиц рибосом.

Функции ядра: хранение и передача генетической информации, регуляция процессов жизнедеятельности клетки.

Вопрос 6

Анаболическая (ассимиляция, пластический обмен) и катаболическая (диссимиляция, энергетический обмен) системы клетки неразрывно связаны, так как все процессы жизнедеятельности клетки немыслимы без энергии АТФ, которая, в свою очередь, не может образовываться без ферментных систем, строящихся в результате анаболических реакций. Также неразрывно связаны друг с другом потоки вещества и энергии, так как гетеротрофные клетки способны использовать только энергию, заключенную в сложных химических соединениях.

К анаболической системе клетки относятся: рибосомы, ЭР, комплекс Гольджи.

К катаболической системе клетки относятся: лизосомы, пероксисомы, глиоксисомы, митохондрии.

Пероксисомы – клеточные органеллы, в которых осуществляются окисления жирных кислот, синтез желчных кислот, холестерина, а так же эфиросодержащих липидов, участвующих в построении миелиновой оболочки нервных волокон. Пероксисомы окружены только одной мембраной и не содержат ДНК и рибосом. Они есть во всех эукариотических клетках. Их функции сильно различаются в клетках разных типов. Это один из главных центров утилизации кислорода в клетке. Содержат ферменты: оксидазы, уратоксидазы и каталазы. Каталаза окисляет фенолы, муравьиную кислоту, формальдегид и спирты. Этот тип окислительных реакций особенно важен в клетках печени и почек, где пероксисомы обезвреживают ядовитые вещества попадающие в кровоток.

Глиоксисомы – клеточные органеллы, которые содержат ферменты необходимые для превращения жиров в углеводы. Они принимают метаболиты. Поступающие из жировых капель – сферосом, превращают их в янтарную кислоту, которая затем подвергается последовательному превращению в продукты, восстанавливаемые до сахаров.

Органеллы - это специализированные постоянные компоненты цитоплазмы, обладающие определенным строением и выполняющие ту или иную функцию в жизнедеятельности клетки. Органеллы делятся на две группы: органеллы общего назначения и специального.

1. Органеллы общего назначения:

а) мембранного строения (митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулюм, лизосомы, вакуоли);

б) немембранного строения (рибосомы, клеточный центр).

2. Органеллы специального назначения: миофибриллы, тонофибриллы, нейрофибриллы, реснички, жгутики.

Цитоплазматические включения - это непостоянные структуры в цитоплазме, представляющие собой продукты жизнедеятельности клеток. По своему биологическому значению включения могут быть условно разделены на основные группы: трофические, секреторные, специального назначения, экскреторные, пигментные.


ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лаборантскому составу по материально-техническому обеспечению лекции:

1. Обеспечить мультимедийную презентацию.

 

Зав. кафедрой,

доцент Л.П. Гаврилова

 

 

«___» ___________________ 20__ г.




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.