Качественные особенности живой материи. Принципы организации во времени и пространстве. Уровни организации живого

.Прокариоты (лат. про – перед и гр. карион – ядро) – это древнейшие организмы, не имеющие оформленного ядра. Носителем наследственной информации у них является молекула ДНК, которая образует нуклеоид. В цитоплазме прокариотической клетки нет многих органоидов, которые имеются у эукариотической клетки (митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и т.д.; функции этих органоидов выполняют ограниченные мембранами полости). В прокариотической клетке имеются рибосомы. Большинство прокариот имеет размер 1–5 мкм. Размножаются они путем деления без выраженного полового процесса. Прокариоты обычно выделяют в надцарство. К ним относят бактерии, сине-зеленые водоросли (цианеи, или цианобактерии), риккетсии, микоплазмы и ряд других организмов.

Эукариоты (гр. эу – хорошо и карион – ядро) – организмы, в клетках которых есть четко оформленные ядра, имеющие собственную оболочку (кариолемму) (рис. 1, 2). Ядерная ДНК у них заключена в хромосомы. В цитоплазме эукариотических клеток имеются различные органоиды, выполняющие специфические функции (митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы и т.д.). Большинство эукариотических клеток имеет размер порядка 25 мкм. Размножаются они митозом или мейозом (образуя половые клетки – гаметы или споры у растений); изредка встречается амитоз – прямое деление, при котором не происходит равномерного распределения генетического материала (например, в клетках эпителия печени). Эукариоты также выделяют в особое надцарство, которое включает царства грибов, растений и животных.

Клеточная теория позволила сформулировать вывод о том, что клетка – это  важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Клеточная теория позволила придти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и еще раз подтвердила единство всего органического мира. № 5 Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации клеток многоклеточного организма. Биологически активные вещества, синтезируемые в клетке и их медицинское значение.

 

Процесс поступления веществ в клетку называется эндоцитозом. Различают пиноцитоз и фагоцитоз.

Фагоцитоз (греч. фаго – пожирать) – поглощение клеткой твердых органических веществ (рис. 5). Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуется впячивание мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембранный пузырек внутри клетки. Такой пузырек называют фагосомой. Термин «фагоцитоз» был предложен И.И. Мечниковым в 1882 г. Фагоцитоз свойствен простейшим, кишечнополостным, лейкоцитам, а также клеткам капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников.

Второй способ поступления  веществ в клетку называют пиноцитозом (греч. пино – пью) – это процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются. Явление пиноцитоза свойственно животным клеткам и одноклеточным простейшим.

Еще один способ поступления  веществ в клетку – осмос – прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану клетки. Вода переходит из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Вещества могут также проходить через мембрану путем диффузии – так транспортируются вещества, способные растворяться в липидах (простые и сложные эфиры, жирные кислоты и т.д.). Путем диффузии по градиенту концентрации по специальным каналам мембраны идут некоторые ионы (например, ион калия выходит из клетки).

Кроме того, транспорт веществ  через мембрану осуществляет натрий-калиевый насос: он перемещает ионы натрия из клетки и ионы калия в клетку против градиента концентраций с затратой энергии АТФ.

Фагоцитоз, пиноцитоз и натрий-калиевый насос – это примеры активного транспорта, а осмос и диффузия – пассивного транспорта.

АТФ – это аденозинтрифосфат, нуклеотид, относящийся к группе нуклеиновых кислот. Концентрация АТФ в клетке мала (0,04%; в скелетных мышцах 0,5%). Молекула АТФ состоит из аденина, рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. АТФ называют универсальным источником энергии, потому что энергетика клетки основана главным образом на процессах, в которых АТФ либо синтезируется, либо расходуется.

 

 

06 Клетка –  Основные структурные компоненты эукариотической клетки: наружная мембрана, цитоплазма, ядро, органеллы, включения.

 Клетка – основная форма  организации живой материи.

Все живые организмы состоят  из клеток. Клетка – это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих  элементов живой материи; это  элементарная живая система. Неклеточные  организмы – вирусы – могут  размножаться только в клетках. Существуют и организмы, вторично утратившие клеточное  строение (некоторые водоросли).

Клеточная теория позволила  сформулировать вывод о том, что  клетка – это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Клетка – их главный компонент в морфологическом  отношении; она является основой  развития многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки – зиготы; клетка – основа физиологических и биохимических  процессов в организме, т.к. на клеточном  уровне происходят в конечном счете все физиологические и биохимические процессы.

Цитоплазматическая (или  клеточная) мембрана (плазмалемма) –  это биологическая мембрана, окружающая протоплазму (цитоплазму) живой клетки. Ее основой является двойной слой липидов (водонерастворимых молекул, имеющих полярные «головки» и длинные неполярные «хвосты», представленные цепями жирных кислот). В мембранах преобладают фосфолипиды, в «головках» которых содержатся остатки фосфорной кислоты. «Хвосты» липидных молекул обращены друг к другу, полярные «головки» смотрят наружу, образуя гидрофильную поверхность.

Цитоплазма (греч. цитос – клетка и плазма – вылепленная) – живое содержимое клетки (за исключением ядра). Состоит из мембран и органоидов (ЭПС, рибосом, митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, лизосом, центриолей и др.), пространство между которыми заполнено коллоидным раствором – гиалоплазмой. Снаружи цитоплазма ограничена клеточной мембраной (плазмалеммой), внутри – мембраной ядерной оболочки. У растительных клеток имеется еще и внутренняя пограничная мембрана, образующая вакуоли с клеточным соком.

Клеточные включения –  это непостоянные структуры клетки. К ним относятся капли и  зерна белков, углеводов, жиров, а  также кристаллические включения (органические кристаллы, которые могут  образовывать в клетках белки, вирусы, соли щавелевой кислоты и т.д. и неорганические кристаллы, образованные солями кальция). В отличие от органоидов эти включения не имеют мембран  или элементов цитоскелета и периодически синтезируются и расходуются.

К клеточным органоидам движения относят реснички и жгутики диаметром  около 0,25 мкм, содержащие в середине микротрубочки. Такие органоиды  имеются у многих клеток (простейших, одноклеточных водорослей, зооспор, сперматозоидов, в клетках тканей многоклеточных животных, например, в  дыхательном эпителии).

7Понятие о гомеостазе .Организм человека является сложной системой, существование которой возможно только в результате идеально слаженной работы всех систем, начиная от систем органов и заканчивая единичными клетками. Как известно организм имеет внутреннюю среду, состав которой должен быть практически всегда постоянным, конечно допустимы различные колебания, но они всегда должны быть в норме. К показателям внутренней среды организма относятся температура, давление, концентрация тех или иных веществ в жидкостях и тканях организма и т.д. Постоянство внутренней среды организма называется гомеостазом. Поддерживается гомеостаз различными системами организма, работа которых направлена на сохранение постоянства.

Примером такой системы  является терморегуляция организма. Вспомните, когда нам жарко, мы потеем, кровеносные  сосуды кожи расширяются и отдают тепло организма в окружающую среду, а когда нам холодно, они  суживаются и появляется мышечная дрожь, при которой мышцы начинаю  усилено вырабатывать тепло, для  того чтобы согреть нас. Еще одним  ярким примером является жажда, которая  всегда развивается в результате обезвоживания организма.

 

 Но иногда организму  не удается сохранить свое  внутреннее постоянство, так как  он не всегда успевает приспособиться  к изменяющимся условиям внешней  среды, или же приспособительных  резервов организма не хватает.  Как правило, в таких случаях  и появляются различные болезни.  Примером таких заболеваний являются  солнечный удар, переохлаждение, переутомление  и многие другие. Явление гомеостаза представляет собой эволюционно выработавшееся наследственно-закрепленное адаптационное свойство организма к обычным условиям окружающей среды. Однако эти условия могут кратковременно или длительно выходить за пределы нормы. В таких случаях явления адаптации характеризуются не только восстановлением обычных свойств внутренней среды, но и кратковременными изменениями функции (например, учащение ритма сердечной деятельности и увеличение частоты дыхательных движение при усиленной мышечной работе). Реакции гомеостаза могут быть направлены на

1) поддержание известных  уровней стационарного состояния,

2) устранение или ограничение  действия вредностных факторов,

3) выработку или сохранение  оптимальных форм взаимодействия  организма и среды в изменившихся  условиях его существования. Все  эти процессы и определяют  адаптацию.

            Поэтому понятие гомеостаза означает  не только известное постоянство  различных физиологических констант  организма, но и включает процессы  адаптации и координации физиологических  процессов, обеспечивающих единство  организма не только в норме,  но и при изменяющихся условиях  его существования.

            Основные компоненты гомеостаза  можно разделить на 3 группы:

            А. МАТЕРИАЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ  КЛЕТОЧНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ:

           1. Вещества, необходимые для образования  энергии, для роста и восстановления - глюкоза, белки, жиры.

            2. Вода.

            3. NaCl, Ca и другие неорганические вещества.

            4. Кислород.

            5. Внутренняя секреция.

            Б. ОКРУЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ  НА КЛЕТОЧНУЮ АКТИВНОСТЬ:

            1. Осмотическое давление.

            2. Температура.

            3. Концентрация водородных ионов  (рН).       

Генетический гомеостаз на молекулярно-генетическом, клеточном и организменном уровнях направлен на поддержание сбалансированной системы генов, содержащей всю биологическую информацию организма. Механизмы онтогенетического (организменного) гомеостаза закреплены в исторически сложившемся генотипе. На популяционновидовом уровне генетический гомеостаз - это способность популяции поддерживать относительную стабильность и целостность наследственного материала, которые обеспечиваются процессами редукционного деления и свободным скрещиванием особей, что способствует сохранению генетического равновесия частот аллелей.Физиологический гомеостаз связан с формированием и непрестанным поддержанием в клетке специфических физико-химических условий. Постоянство внутренней среды многоклеточных организмов поддерживается системами дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и регулируется нервной и эндокринной системами.Структурный гомеостаз основывается на механизмах регенерации, обеспечивающих морфологическое постоянство и целостность биологической системы на разных уровнях организации. Это выражается в восстановлении внутриклеточных и органных структур, путем деления и гипертрофии.Нарушение механизмов, лежащих в основе гомеостатических процессов, рассматривается как «болезнь» гомеостаза.Изучение закономерностей гомеостаза человека имеет большое значение для выбора эффективных и рациональных методов лечения многих заболеваний.

 

8 устройство микроскопа……

Микроскоп - это оптический прибор, позволяющий получить обратное изображение  изучаемого объекта и рассмотреть  мелкие детали его строения, размеры  которых лежат за пределами разрешающей  способности глаза.

Разрешающая способность микроскопа дает раздельное изображение двух близких друг другу линий. Невооруженный человеческий глаз имеет разрешающую способность около 1/10 мм или 100 мкм. Лучший световой микроскоп примерно в 500 раз улучшает возможность человеческого глаза, т. е. его разрешающая способность составляет около 0,2 мкм или 200 нм.

Разрешающая способность и увеличение не одно и тоже. Если с помощью светового микроскопа получить фотографии двух линий, расположенных на расстоянии менее 0,2 мкм, то, как бы не увеличивать изображение, линии будут сливаться в одну. Можно получить большое увеличение, но не улучшить его разрешение.

Различают полезное и бесполезное увеличения. Под полезным понимают такое увеличение наблюдаемого объекта, при котором можно выявить новые детали его строения. Бесполезное - это увеличение, при котором, увеличивая объект в сотни и более раз, нельзя обнаружить новых деталей строения. Например, если изображение, полученное с помощью микроскопа (полезное!), увеличить еще во много раз, спроецировав его на экран, то новые, более тонкие детали строения при этом не выявятся, а лишь соответственно увеличатся размеры имеющихся структур.

 К оптической системе относят объективы, окуляры и осветительное устройство (конденсор с диафрагмой и светофильтром, зеркало или электроосветитель).   

 

Объектив - одна из важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта. Объектив состоит из металлического цилиндра с вмонтированными в него линзами, число которых может быть различным. Увеличение объектива обозначено на нем цифрами. В учебных целях используют обычно объективы х8 и х40. Качество объектива определяет его разрешающая способность.

Окуляр устроен намного проще объектива. Он состоит из 2-3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Между линзами расположена постоянная диафрагма, определяющая границы поля зрения. Нижняя линза фокусирует изображение объекта, построенное объективом в плоскости диафрагмы, а верхняя служит непосредственно для наблюдения. Увеличение окуляров обозначено на них цифрами: х7, х10, х15. Окуляры не выявляют новых деталей строения, и в этом отношении их увеличение бесполезно. Таким образом, окуляр, подобно лупе, дает прямое, мнимое, увеличенное изображение наблюдаемого объекта, построенное объективом.

Для определения общего увеличения микроскопа следует умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.