1. Цитологія - розділ біології, який вивчає живі клітини, їх органели, їх будову, функціонування, процеси клітинного розмноження, старіння і смерті.

Предметом її вивчення є клітина як структурна і функціональна одиниця життя.

.Ембріоло́гія – розділ біології розвитку(онтогенезу), що вивчає ембріональний період онтогенезу, ембріони, їх анатомію, фізіологію, закономірності їх росту, розвитку і дозрівання, патології та аномалії ембріонів. Предметом вивчення ембріології є зародковий, або ембріональний розвиток, який включає період від моменту запліднення, коли відбувається злиття чоловічої статевої клітини (сперматозоїда) з жіночої статевої клітини (яйцеклітини), до завершення процесів формування органів (органогенезу).

Гістоло́гія — розділ біології, що вивчає будову тканин живих організмів. Предмет вивчення гістології - комплекси кліток і їх взаємодія один з одним і з навколишнім середовищем.

2. Для вивчення функцій клітин та їх частин використовують різноманітні біохімічні методи як препаративні, наприклад фракціонування методом диференційного центрифугування, так і аналітичні. Для експериментальних та практичних цілей використовують методи клітинної інженерії.

Оптична мікроскопія Завдяки серії лінз, через які проходить світло, світловий мікроскоп забезпечує оптичне збільшення об'єкта максимум у 1000 разів. Чіткість отриманого зображення визначається роздільною здатінстю — мінімальною відстанню між двома точками, які ще розпізнаються окремо. Отже найменші структури, які можна спостерігати під оптичним мікроскопом, це мітохондрії і невеликі бактерії, лінійний розмір яких становить приблизно 500 нм. Для вивчення живих клітин використовують фазовоконтрастну, диференційну інтерференційно-кантрастну і темнопольну мікроскопію. 

Електронна мікроскопія У XX столітті був сконструйований електронний мікроскоп, в якому замість світла через об'єкт пропускається пучок електронів. Теоретична межа роздільності для сучасних електронних мікроскопів становить близько 0,002 нм, проте із практичних причин для біологічних об'єктів досягається роздільність тільки близько 2 нм. Розрізняють два основні типи електронної мікроскопії: скануючу та трансмісійну.Скануюча електронна мікроскопія використовується для вивчення поверхні об'єкта.Трансмісійна електронна мікроскопія — використовується для вивчення внутрішньої будови клітини. Фракціонування клітин Для встановлення функцій окремих компонентів клітини важливо виділити їх у чистому вигляді, найчастіше це робиться за допомогою методу диференційного центрифугування. Отримання фракцій клітинних органел починається із руйнування плазмалеми. Утворений гомогенат послідовно центрифугується при різних швидкостях. На першому етапі можна отримати чотири фракції: (1) ядер і великих уламків клітин, (2) мітохондрій, пластид, лізосом і пероксисом, (3) міркосом — пухирців апарату Гольджі та ендоплазматичного ретикулуму, (4) рибосом. Подальше диференційне центрифугування кожної із змішаних фракцій дозволяє отримати чисті препарати органел, до яких можна застосовувати різноманітні біохімічні та мікроскопічні методи.

Метод рентгеноструктурного аналізу дає можливість визначати просторове розташування і фізичні властивості молекул (наприклад, ДНК, білків), що входять до складу клітинних структур.

Для виявлення локалізації місць синтезу біополімерів, визначення шляхів переносу речовин в клітині, спостереження за міграцією або властивостями окремих клітин широко використовується метод авторадіографіі - реєстрації речовин, мічених радіоактивними ізотопами.

Для вивчення клітин органів і тканин рослин і тварин, процесів поділу клітини, їх диференціації та спеціалізації використовують метод клітинних культур - вирощування клітин (і цілих організмів з окремих клітин) на поживних середовищах в стерильних умовах. При дослідженні живих клітин, з'ясуванні функцій окремих органел використовують метод мікрохірургії - оперативне вплив на клітину, пов'язане з видаленням або імплантуванням окремих органел, їх пересаджуванням з клітки в клітку, введенням в клітку великих макромолекул.

3. Життя – якісно-особлива форма існування матерії, пов’язана з відтворенням.

Живе – те, що містить самовідтворюючу молекулярну систему у вигляді механізму відтворення нуклеїнових кислот та білків.

Властивості живого: 1) самовідтворення – повторюваність відтворення у чисельній кількості генерацій завдяки наявності генетичної інформації, 2) специфічність організації, 3) впорядковані структури – виникають при об’єднанні молекул у комплекси, 4) ріст і розвиток – ріст супроводжується розвитком, 5) обмін речовин та енергії – забезпечує гоміостаз, 6) спадковість та мінливість – відбувається органічний зв'язок між поколіннями, 7) подразливість – основа ефективної адаптації організму до умов навколишнього середовища, 8) рух, 9) внутрішня регуляція, 10) специфічне взаємовідношення з середовищем – організм залежить від середовища, а середовище змінюється в результаті життєд. орган., 11)цілісність та дискретність.

4. Жива матерія має кілька рівнів організації: молекулярний, клітинний, організмовий, популяційно-видовий, біогеоценотичний і біосферний. На молекулярному рівні в живих організмах відбуваються біохімічні процеси і перетворення енергії, а також зберігається, змінюється і реалізується спадкова інформація, закодована в молекулах нуклеїнових кислот.

На молекулярному рівні проходить межа між живим і неживим. На цьому рівні відбуваються основні процеси життєдіяльності: обмін речовин, збереження спадкової інформації, травлення, дихання тощо.

На клітинному рівні в кожній клітині як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії, забезпечуються процеси розмноження і передачі нащадкам спадкової інформації. У багатоклітинних організмів під час індивідуального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та виконуваними функціями, формуючи тканини і органи. Різні органи взаємодіють між собою, об'єднуючись у системи органів. Цим забезпечується функціонування цілісного організму, або організмовий рівень організації живої матерії. Зазначимо, що в одноклітинних організмів організмовий рівень збігається з клітинним. Особливістю популяційно-видового рівня організації живої матерії є вільний обмін спадковою інформацією між різними представниками певного виду та передача її нащадкам. Цей рівень організації живого характеризується надзвичайною різноманітністю. Ви знаєте, що на нашій планеті мешкає понад два мільйони видів різноманітних організмів: прокаріотів, рослин, грибів, тварин. Основою біогеоценотичного рівня організації живої матерії є біогеоценози. Для цього рівня характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовинами між живою (біотичною) та неживою (абіотичною) частинами біогеоценозів, тобто колообіг речовин. Біосферний рівень організації живої матерії характеризується біологічним власним колообігом речовин і єдиним потоком енергії, які забезпечують функціонування біосфери як цілісної системи.

6.Клітина — це основний структурний, функціональний і від творюючий елемент живого організму, його елементарна біоло гічна система. Залежно від будови і набору органоїдів клітини всі організми поділені на царства — прокаріоти та еукаріоти. Кліти ни рослин і тварин віднесені до царства еукаріот. Вони мають ряд подібностей і відмінностей.

Ви читаєте повідомлення: Порівняйте будову рослинної та тваринної клітини, про що свідчить їх подібність.

Спільні ознаки 

 

1)     мембранна будова органоїдів;

2)     наявність сформованого ядра, що містить хромосомний набір;

3)     схожий набір органоїдів, характерний для всіх еукаріот;

4)     подібність хімічного складу клітин;

5)     схожість процесів непрямого поділу клітини (мітоз);

6)     схожість функціональних властивостей (біосинтез білка), ви користання перетворення енергії;

7)     участь у процесі розмноження.

Відмінні ознаки

Органоїди	Рослинна клітина	Тваринна клітина
Целюлозна клі тинна стінка	Розташована поверх клі тинної мембрани	Відсутня
Пластиди	Хлоропласти, хромопла- сти, лейкопласти	Відсутні
Спосіб жив­лення	Автотрофний (фототроф- ний)	Гетеротрофний (сапро- трофний, паразитичний)
Клітинний центр	У нижчих рослин	В усіх клітинах
Включення	Запасні поживні речо вини у вигляді зерен крохмалю, белка, кра пель олії, вакуолі з клі тинним соком; кристали солей	Запасні поживні речовини у вигляді зерен і крапель (білки, жири, вуглевод глі коген); кінцеві продукти обміну, кристали солей; пігменти
Вакуолі	Крупні порожнини, заповнені клітинним со­ком — водним розчином різних речовин, що є за­пасними або кінцевими продуктами. Осмотичні резервуари клітини	Скоротливі, травні вакуо лі. Звичайно дрібні
Синтез АТФ	У хлоропластах, мітохондріях	У мітохондріях
Особливості об міну речовин	Процеси синтезу мають перевагу над процесами розпаду	Процеси синтезу мають перевагу над процесами розпаду

 

Висновок: подібність в структурно-функціональній органі зації рослинної і тваринної клітини свідчить про їх спільне похо дження та належність їх до еукаріотів. їхні відмінності пов’яза ні з різним способом харчування: рослини — автотрофи, а твари ни — гетеротрофи.

13. Нуклеїнові кислоти — складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Природні нуклеїнові кислоти — ДНК іРНК — виконують у всіх живих організмах роль передачі і експресії генетичної інформації. Цей термін був введений Рихардом Альтманом. Вперше їх виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. нуклеус — ядро). Молекула нуклеотиду складається із залишків нітратної основи, п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) і фосфатної кислоти. Залежно від виду пентози, що входить до складу нуклеотиду, їх поділяють на дезоксирибонуклеїнову (ДНК) та рибонуклеїнову (РНК).

Структура

Нуклеїновим кислотам, як і білкам, притаманна первинна структура — певна послідовність розташування нуклеотидів, а також складніша вторинна і третинна структури, які формуються за допомогою водневих зв'язків, електростатичним та іншим взаємодіям.

Будова

Нуклеїнові кислоти є біополімерами, мономерами яких є нуклеотиди. Нуклеотиди є складними ефірами нуклеозиду і фосфорної кислоти і з'єднуються через залишок фосфорної кислоти(фосфодіестерний зв'язок). Нуклеозид складається з цукру — пентози (рибози або дезоксирибози, залежно від типу нуклеїнової кислоти) і азотистої основи (пуринового абопіримідинового). Відстань між нуклеотидами в складі полінуклеотиду становить 0,34 нм.

Вперше були виділені з ядра. Зустрічаються два типи кислот: дезоксирибонуклеїнова (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК). Це найбільш високомолекулярні речовини у клітині; маса ДНК у декілька сот разів перевищує масу РНК. Вперше їх виявлено в ядрі клітини , звідки й походить назва цих сполук (від лат. нуклеус — ядро).

До складу ДНК входять чотири види нуклеотидів: дезоксіаденілова, дезоксигуанілова, дезоксимідилова, дезоксицитидилова, до складу РНК: аденілова ,гуанілова , цитидилова, урацитилова кислота

ДНК і РНК

• ДНК — дезоксирибонуклеїнова кислота. Цукор — дезоксирибоза, азотисті основи: пуринові — гуанін (G), аденін (A), піримідинові — тимін (T) і цитозин (C). ДНК часто складається з двох полінуклеотідних ланцюжків, направлених антипаралельно.

• РНК — рибонуклеїнова кислота. Цукор — рибоза, азотисті основи: пуринові — гуанін (G), аденін (A), піримідинові урацил (U) і цитозин (C). Структура полінуклеотидного ланцюжка аналогічна такій в ДНК, дволанцюжкові РНК зустрічаються тільки у вірусів. Через особливість рибози, молекули РНК часто мають різні вторинні і третинні структури, утворюючикомплементарні ділянки між різними ланцюжками.

5. Основні положення клітинної теорії зберегли своє значення і на сьогоднішній день, хоча більш ніж за сто п'ятдесят років були отримані нові відомості про структуру, життєдіяльності та розвитку клітин. В даний час клітинна теорія постулює:  1) Клітина - елементарна одиниця живого: - поза клітини немає життя.  2) Клітина - єдина система, що складається з безлічі закономірно пов'язаних один з одним елементів, що представляють собою певне цілісне утворення, що складається з пов'язаних функціональних одиниць - органел або органоїдів.  3) Клітини подібні - гомологічних - за будовою і за основними властивостями.  4) Клітини збільшуються в числі шляхом розподілу вихідної клітини після подвоєння її генетичного матеріалу: клітина від клітини.  5) Багатоклітинні організм являє собою нову систему, складний ансамбль з багатьох клітин, об'єднаних та інтегрованих в системи тканин і органів, пов'язаних один з одним за допомогою хімічних факторів, гуморальних і нервових.  6) Клітини багатоклітинних організмів тотипотентності, тобто володіють генетичними потенціями всіх клітин даного організму, рівнозначні по генетичній інформації, але відрізняються один від одного різної експресією різних генів, що призводить до їх морфологічному і функціональному різноманітності - до диференціювання.  Подання про клітину як про самостійної життєдіяльності одиниці було дано ще в роботах Т. Шванна. Р. Вірхов також вважав, що кожна клітина несе в собі повну характеристику життя: «Клітка є останній морфологічний елемент усіх живих тіл, і ми не маємо права шукати цієї життєдіяльності поза її».  Сучасна наука повністю довела це положення. У популярній літературі клітку часто називають «атомом життя», «квантом життя», підкреслюючи тим самим, що клітина - це найменша одиниця живого, поза якою немає життя.  Така загальна характеристика клітини повинна в свою чергу спиратися на визначення живого - що таке живе, що таке життя. Дуже важко дати остаточне визначення живої, життя.  М.В. Волькенштейн дає наступне визначення життя: «живі організми являють собою відкриті, саморегульовані і самовідтворюються системи, найважливішими функціонуючими речовинами яких є білки і нуклеїнові кислоти». Живому властивий ряд сукупних ознак, таких, як здатність до відтворення, використання і трансформація енергії, метаболізм, чутливість, мінливість. І таку сукупність цих ознак можна виявити на клітинному рівні. Ні меншою одиниці живого, ніж клітина. Ми можемо виділити з клітини окремі її компоненти або навіть молекули і переконатися, що багато з них мають специфічні функціональні особливості. Так, виділені актомиозинового фібрили можуть скорочуватися у відповідь на додавання АТФ; поза клітини прекрасно «працюють» багато ферментів, які беруть участь в синтезі або розпад складних біоорганічних молекул; виділені рибосоми в присутності необхідних факторів можуть синтезувати білок, розроблені неклітинні системи ферментативного синтезу нуклеїнових кислот і т . д. Чи можна вважати всі ці клітинні компоненти, структури, ферменти, молекули живими? Чи можна вважати живим актомиозинового комплекс? Здається, що ні, хоча б тому, що він має лише частиною набору властивостей живого. Те ж відноситься і до решти прикладів. Тільки клітина як така є найменшою одиницею, яка має усіма разом узятими властивостями, що відповідають визначенню «живе».  Що ж таке клітина, яке їй можна дати загальне визначення? Зі шкільного курсу відомо, що різноманітні клітини мають зовсім несхожих морфологію, їх зовнішній вигляд і величини значно розходяться. Дійсно, що спільного між зірчастої формою деяких нервових клітин, кулястої формою лейкоцита і трубкообразной формою клітини ендотелію. Таке ж розмаїття форм зустрічається і серед мікроорганізмів. Тому ми повинні знаходити спільність живих об'єктів не в їх зовнішній формі, а в спільності їх внутрішньої організації. 

14.

Гомеостаз (грец. homoios - подібний, той же самий; stasis-стан, нерухомість) - відносне динамічну сталість внутрішнього середовища (крові, лімфи, тканинної рідини) і стійкість основних фізіологічних функцій (кровообігу, дихання, терморегуляції, обміну речовин і т.д .) організму людини і тварин

До факторів, що є причиною порушення гомеостазу, відносяться також агенти, що викликають радікалообразованіе, - іонізуюче випромінювання, інфекційні токсини, деякі продукти харчування, нікотин, а також нестача вітамінів і т.д.

Одним з основних факторів, що стабілізують гомеостатичні стан і функції мембран, є біоантіокіслітелі, які стримують розвиток окислювальних радикальних реакцій. Вікові особливості гомеостазу у дітей.

Постійність організму і внутрішнього середовища відносна стабільність фізико-хімічних показників у дитячому віці забезпечуються при вираженому переважання анаболічних процесів обміну над катаболічних. Це є неодмінною умовою зростання і відрізняє дитячий організм від організму дорослих, у яких інтенсивність метаболічних процесів перебуває в стані динамічної рівноваги. У зв'язку з цим нейроендокринної регуляції гомеостазу дитячого організму виявляється більш напруженою, ніж у дорослих. Кожен віковий період характеризується специфічними особливостями механізмів гомеостазу та їх регулювання. Тому у дітей значно частіше, ніж у дорослих, зустрічаються тяжкі порушення гомеостазу, нерідко загрожують життю. Ці порушення найчастіше пов'язані з незрілістю гомеостатичних функцій нирок, з розладами функцій шлунково-кишкового тракту або дихальної функції легень.

7. Основні відмінності між прокаріотами й еукаріотами

№	Характе­	Прокаріоти	Еукаріоти
пор.	ристика
1	Генетичний матеріал	Кільцева ДНК розміще­на в цитоплазмі. Відсутні справжнє ядро та хромо­соми, ядерця. Нуклеоїд не відмежований мембраною від цитоплазми. Є одна хромосома	Лінійні молекули ДНК, спо­ лучені з білками та РНК. Утворюють хромосоми в ядрі. В ядрі є ядерця. Ядро оточе­не подвійною мембраною і відмежоване від цитоплазми. Хромосом багато
2	ІІоділ клітин	Мітоз не відбувається	Мітоз відбувається
3	ДНК ци­топлазми	Містить нлазміди	Локалізована в органелах (мі- тохондріях, хлоропластах)
4	Органели	Органел мало. Жодна з них не оточена мембраною	Органел багато. Деякі ото­чені подвійною мембраною (ядра, мітохондрії, хлоро­пласти)
5	Плазма­	Внутрішні мембрани трап­	Добре розвинений ендоплаз­
	тичні	ляються рідко, а якщо є, то	матичний ретикулум. Вели­
	мембранні	на них відбуваються про­	ка кількість органел обмеже­
	системи	цеси дихання або фотосин­тезу	на одинарною мембраною (комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі, мікротільця та ін.)
(>	Клітинні	Досить тверді. Містять по­	У рослин і грибів оболонки
	оболонки	лісахариди і амінокисло­ти. Основний упорядкова­ний компонент — муреїн	тверді. У рослин вони побу­довані з клітковини, у гри­бів — з хітину
7	Проник­	Фагоцитоз і іішоцитоз від­	Фагоцитоз і піноцитоз спо­
	нення	сутні	стерігаються
	крізь
	цитоплаз­
	ма тичну
	мембрану
8	Синтез	Відбувається на 70 5 ри­	Відбувається на 80 8 рибо­
	білків	босомах у цитоплазмі. Чут­ливі до антибіотиків	сомах. За розмірами більші і можуть бути прикріплені до ендоплазматичного ретику- луму
9	Розміри	Діаметр у середньому	Діаметр до 40 мкм. Об'єм у
	клітин	0,5 — 5 мкм	1000 — 10 000 разів більший, ніж у прокаріот
10 11 12 13	Джгутики Дихання Фото­синтез Фіксація атмосфер­ного азоту	11 рості. Побудовані з білка флап-ліну. Не оточені щі- топлазматичною мембра­ною (знаходяться поза клі­тиною). їх діаметр стано­вить 20 нм ************************ У бактерій відбувається в мезосомах, у синьозелених водоростей — у цитоплаз­матичних мембранах *************************** Відбувається в мембранах, які не мають специфічно­го структурування. Хлоро­пласти відсутні ****** Характерна для азотфік- сувальних бактерій, які живуть у симбіозі з вищи­ми рослинами, а також вільно в грунті***********	Складні. Побудовані з тубу- лінових мікротрубочок, раді- ально розміщених дев ятьма дуплетами навколо централь­ної пари. Оточені цитоплаз­матичною мембраною. Діа­метр 200 нм ******************************Аеробне дихання відбуваєть­ся в мітохондріях ****************************** Відбувається в хлоропластах, що мають специфічні мемб­рани, які вкладені у грани Жодний організм не здатний до фіксації азоту ********************

Усі перелічені особливості будови прокаріотних та еукаріот- них клітин дають змогу віднести ці організми до різних царств живої природи.

8. Походження еукаріотиної клітини

Викопні рештки клітин еукаріотичного типу виявлені в породах, вік яких не перевищує 1,0—1,4 млрд. років. Більш пізніше виникнення, а також подібність загалом їх основних біохімічних процесів (самоподвоєння ДНК, синтез білка на рибосомах) змушують думати про те, що еукаріотичні клітини пішли від предка, що мав прокаріотичну будову. Рис. 1. Походження еукаріотичної клітини згідно з симбіотичною (I) та інвагінаційною (II) гіпотезами: 1 – анаеробний прокаріот (клітина-хазяїн); 2 – прокаріоти, що мають мітохондрії; 3 – синьо-зелена водорость (майбутній хлоропласт); 4 –спірохетоподібна бактерія (майбутній джгутик); 5 – примітивний еукаріот із джгутиком; 6 – рослинна клітина; 7 – тваринна клітина з джгутиком; 8 – аеробний прокаріот (майбутня мітохондрія); 9 – аеробний прокаріот (клітина - родоначальниця відповідно до інвагінаційної гіпотези); 10 – інвагінації клітинної оболонки, що дали ядро і мітохондрії; 11 – примітивний еукаріот; 12 – інвагінація клітинної оболонки, що дала хлоропласт; 13 – рослинна клітина; а – ДНК прокаріотичної клітини; б – мітохондрія; в – ядро еукаріотичної клітини; г – джгутик; д – хлоропласт Найпопулярніша нині симбіотична гіпотеза походження еукаріотичних клітин, відповідно до якої (рис. 1 (І)) основою, чи клітиною-хазяїном, в еволюції клітини еукаріотичного типу послужив анаеробний прокаріот, здатний лише до амебоїдного руху. Згідно з інвагінаційною гіпотезою, предковою формою еукаріотичної клітини був аеробний прокаріот (див. рис. 1 (ІІ)). Еволюційні можливості клітин еукаріотичного типу незрівнянно вищі, ніж прокаріотичного. Це зумовлено такими особливостями еволюції еукаріотичної клітини: - ядерний геном еукаріотів у багато разів перевершує за розмірами геном прокаріотів; - складніший механізм регуляції життєдіяльності клітини; - використання біологічної інформації частинами; - наявність у еукаріотичних клітин еластичної оболонки; - аеробне дихання; - виникнення в еволюції мітозу як механізму відтворення в поколіннях генетично подібних клітин; - поява такого способу поділу клітин, як мейоз, що дає можливість зберегти сталість хромосом у ряді поколінь. Завдяки названим особливостям еукаріотичний тип клітинної організації за 1 млрд років еволюції дав широку розмаїтість живих форм – від одноклітинних найпростіших до ссавців і людини.