- •Введение.
- •Классификация биологических наук.
- •По объектам изучения:
- •По уровню организации живой материи:
- •В отношении развития живой природы:
- •По изучению жизни сообществ живых организмов:
- •В отношении практического использования биологических знаний:
- •Методы изучения живой природы.
- •Предметы и задачи общей биологии.
- •Основные задачи.
- •Общие свойства живых организмов.
- •Уровни организации живой природы.
- •Раздел 1. Основы цитологии. Понятие цитологии. Предмет и задача цитологии.
- •История развития цитологии.
- •Методы изучения клеток.
- •Ι. Световая микроскопия.
- •Ιι. Электронная микроскопия.
- •Ιιι. Прижизненное изучение натуральных объектов.
- •Ιv. Фиксированные клетки.
- •V. Другие методы.
- •Химический состав клетки. Элементарный состав клетки.
- •Роль химических элементов в жизни клеток.
- •Молекулярный состав клеток
- •Вода как часть живой клетки.
- •Физические свойства воды
- •Образование водородных связей
- •Биологическая роль воды
- •Неорганические ионы, их роль.
- •Роль неорганических веществ в жизнедеятельности организма
- •Органические вещества клетки.
- •Пептиды.
- •Пространственная структура белка
- •Ферменты.
- •С троение.
- •Механизм действия
- •Классификация ферментов
- •Номенклатура
- •Углеводы.
- •Простые углеводы (моносахариды).
- •Сложные углеводы.
- •Олигосахариды.
- •Полисахариды.
- •Классификация
- •Липиды.
- •Химический состав.
- •Классы жиров.
- •Нуклеиновые кислоты.
- •Строение и функции нуклеотидов.
- •Строение.
- •Образование ди- и полинуклеотидов.
- •Виды нк.
- •Структура днк.
- •Раздел 2.
- •Формы жизни.
- •Неклеточная форма жизни.
- •Жизненный цикл бактериофагов.
- •Спид и его профилактика.
- •Строение вич.
- •Жц виЧа.
- •Лечение спиДа.
- •Клеточная организация живого.
- •Прокариоты.
- •Строение.
- •Эукариоты.
- •Гипотезы возникновения эукариотической клетки.
- •Гипотеза клеточного симбиоза.
- •Поверхностный аппарат.
- •Надмембранный комплекс.
- •Цитоплазматическая мембрана
- •Активный транспорт веществ.
- •Эндоцитоз и экзоцитоз.
- •Цитоплазма и органоиды.
- •Функция
- •Мембраны
- •Клеточные включения.
- •Обмен веществ.
- •Фотосинтез.
- •Хемосинтез.
- •Диссимиляция.
- •Аэробное дыхание.
- •Гетеротрофная ассимиляция. Биосинтез белка.
- •Строение гена эукариотической клетки.
- •1.Инициация - начало синтеза.
- •2.Элонгация (удлинение).
- •Регуляция биосинтеза белка.
- •Раздел 3. Размножение и развитие организмов. Воспроизведение клетки.
- •Кариотип.
- •Способы деления клеток:
- •Жизненный цикл клеток (жц).
- •2.Синтетический период – наиболее важный период в жизни клетки.
- •Характеристика фаз митоза.
- •Гаметогенез.
- •Эволюция половых клеток.
- •Строение и функции сперматозоидов.
- •Овогенез.
- •Строение и функции яйцеклетки.
- •Оплодотворение.
- •Оплодотворение у животных.
- •Двойное оплодотворение растений и развитие половых клеток.
- •Формирование гаметофита.
- •Опыление.
- •Оплодотворение.
- •Формы размножения.
- •Классификация форм размножения.
- •Бесполое размножение.
- •Половое размножение.
- •Способы размножения организмов без участия половых клеток.
- •Способы размножения организмов с участием половых клеток.
- •Половое размножение с оплодотворением.
- •Половое размножение без оплодотворения.
- •Онтогенез.
- •Бластуляция.
- •2) Гаструляция
- •3) Образование мезодермы (трехслойного зародыша).
- •3) Гистогенез и органогенез
- •3) Постэмбриональный период.
Эукариоты.
Клетки грибов, растений, грибов.
Особенности:
Ч еткое ядро.
Большое количество высокоспециализированных органоидов, выполняющих определенные функции.
Смена двух фаз в развитии (гаплоидность-диплоидность). Цель: обмен генетическим материалом для приобретения новых признаков, необходимых для выживания.
Строение жгутиков. Имеют сложное строение, покрыты мембраной, к которой примыкают 9 двойных трубочек тобулина и 2 одиночных трубочек в центре. Для сокращения используется АТФ.
Гипотезы возникновения эукариотической клетки.
Считается, эукариотическая клетка произошла от прокариотической 1 млн. лет назад.
Гипотеза клеточного симбиоза.
ЭУК – симбионт, состоящий из нескольких видов клеток. Предполагается, что аэробные бактерии, проникнув в анаэробные, вступают в симбиоз. Аэробы получили место существования, а анаэроб получил возможность дышать. Так же считается, что ядро – рудимент клеточного симбионта, утратившего цитоплазму.
Инвагенационная гипотеза. ЭУК произошли от ПРК. Исходная аэробная бактерия получила 2 генотипа, каждый из которых был прикреплен к мембране. При впячивании внутрь образовались ядро и другие органоиды. Причем, митохондрии у растений, грибов, животных появились позднее.
Фрагментационная гипотеза. ПРК была аэробным организмом, способным к фотосинтезу. Развитие пластид регулировалось геномом, который был потерян.
Строение и функции ЭУК.
Основные структуры:
Поверхностный аппарат
Цитоплазма и органоиды
Ядро.
Поверхностный аппарат.
Включает 3 субсистемы:
Надмембранный комплекс.
Цитоплазматическая мембрана
Подмембранный комплекс.
Надмембранный комплекс.
Гликокаликс (наружный слой) – пленка из липидов и белков. Функции: рецепторная, контактная, барьерная. Производные – специфические соединения, не вырабатываемые самой клеткой.
Цитоплазматическая мембрана
ЦПМ – мембрана, окружающая протоплазму, в растениях и животных расположена под гликокаликсом. У животных толщина 10 нм. Изучение структуры стало возможным благодаря световому микроскопу.
Химический состав:
липиды (липидный бислой 40%),
белки ((60%, глобулярные белки (периферические, погруженные, пронизывающие), функции: поддержание структуры, транспорт, катализ реакций, сигнальные),
углеводы (2-10%).
Строение ЦПМ.
В настоящее время признано, что мембраны построены по одному принципу.
1935 – Дансон и Даниеле предположили, что есть липидный слой, в котором есть белки.
Сейчас это называется жидкостно-мозаичная модель.
Функции ЦПМ.
Барьерная.
Рецепторная.
Контактная.
Транспортная – основная функция. Обеспечивает обмен веществ. Обладает полупроницаемостью.
Значение.
Поддержание РН – среды и ионная концентрация.
Транспорт пит. веществ и воды.
Вывод токсических отходов.
Хранение полезных веществ.
Нервная и мышечная активность.
Подмембранный комплекс.
Выделяют периферическую гиалоплазму (ферментативные системы, связанные с транспортом веществ) и цитоскелет.
Цитоскелет (опорно-двигательная система клетки). Предположил Кольцов, в начале 20 века с помощью электронного микроскопа был обнаружен.
Механизм транспорта веществ:
Пассивный (не требуется АТФ – диффузия, облегченная диффузия);
Активный (требуется АТФ, против градиента концентрации).
Пассивный транспорт.
В основе лежит разность концентраций и зарядов. Из более высокой концентрации в область низкой по градиенту.
Простая диффузия-транспорт через бислой. Вода, газы. Диффузия воды называется осмос.
Диффузия через мембранные каналы – транспорт заряженных молекул и ионов К+, N+, Cl- и др., не способных проходить через мембрану путем простой диффузии, для этого используется особые канальные белки, формирующие водяные поры, при этом транспорт веществ химически не связан с белками. 3Облегченная диффузия – транспорт веществ, с помощью специальных белков – переносчиков. Она взаимодействуют с молекулой переносимого вещества и переносят ее через мембрану. Путем облегченной диффузии транспортируются АК, сахара, нуклеотиды.
Осмос, как основной механизм поступления воды в клетку. Вода поступает в цитоплазму, органоиды, ядерный сок, вакуоли (у растительных клеток) и т.д. Для понимания процесса поступления воды в клетку необходимо выяснить роль осмоса и осмотического давления. Основной процесс односторонняя диффузия воды и растворенный веществ через полупроницаемую мембрану. Осмос имеет односторонний характер. Всегда идет от чистого растворителя к раствору или от разбавленного раствора к концентрированному. Процесс осмоса обусловлен осмотическим давлением.
Осмотическое давление – содержимое клетки – суммарная концентрация растворимых веществ в клеточном соке, в вакуоли, и давление на мембрану клетки.
Возможны 3 случая соотношения концентрации растворимых веществ в клетке и в окружающем ее растворе:
Концентрация растворимых веществ в клетке меньше, чем в окружающем растворе. В данном случае раствор окружающей среды – гипертонический. Гипертонический раствор – раствор, с высокой концентрацией растворенных веществ. При помещении клетки в гипертонический раствор, вода по закону диффузии будет перемещаться из клетки в окружающую среду, минуя ЦПМ, следовательно, объем вакуоли будет уменьшаться, цитоплазма начнет отделяться от клеточной оболочки и наступит плазмолиз (процесс отделения цитоплазмы от клеточной оболочки под действием гипертонического раствора). В зависимости от концентрации взятого раствора, быстроты обработки и формы клетки, картины плазмолиза могут быть разными. Так, при помещении клетки в раствор соли, сначала наступит вогнутый плазмолиз, который через 15-20 минут перейдет в выпуклый плазмолиз. При более высокой концентрации окружающего раствора наблюдается судорожный плазмолиз, при котором содержание клетки остается связанным с клеточной оболочкой нитями Гехта.
Концентрация растворимых веществ в клетке и окружающей среде одинакова. В данном случае клетка помещена в изотонический раствор (раствор, в котором концентрация растворимого вещества в клетке равна концентрации растворимого вещества в окружающей среде). При этом вода не будет ни поступать в клетку, ни выходить из нее.
Концентрация раствора веществ в клетке больше концентрации в окружающей среде. В данном случае р-р окружающей среды называется гипотоническим (раствор с низкой концентрацией растворимых веществ, но с высокой концентрацией воды). При возврате клетки в чистую воду, вода по механизму простой диффузии поступает в клетку для выравнивания равновесия, следовательно, объем вакуоли увеличивается, цитоплазма растягивается и плотно прилегает к клеточной оболочке. Это явление называется деплазмолизом. Деплазмолиз – процесс, обратный плазмолизу, при котором клетка возвращается в первоначальное состояние, при помещении ее в гипертонический раствор.