1. Понятие о морфологии, ее предмет и методы изучения
 Скачать 0.61 Mb.
|
|
1.Понятие о морфологии, ее предмет и методы изучения. Морфология- наука, изучающая форму и строение организмов в процессе индивидуального (онтогенез) и исторического (филогенез) развития. В узком смысле морфология изучает внешнюю форму организмов и их частей: органы, топография, внешнее и внутреннее строение органов и систем органов, ткани и клетки. В более широком — включает анатомию, изучающую их внутреннее строение, эмбриологию, исследующую образование и развитие зародыша, цитологию, изучающую строение клетки, гистологию, изучающую ткани. В зависимости от объекта изучения различают морфологию растений, морфологию животных, морфологию человека, морфологию грибов, морфологию микроорганизмов (в том числе морфологию бактерий) . Выделяют и морфологию отдельных органов. Из Википедии: Морфология (в биологии) изучает как внешнее строение (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма Подразделяется на наружную морфологию (или эйдономию) и внутреннюю морфологию (или анатомию). Фактически, понятие морфологии ввёл немецкий поэт и естествоиспытатель И.В.Гёте, определив её как «учение о форме органических тел, её образовании и преобразовании». Также применяется термин «общая морфология», который указывает на известные или главные отличительные стороны организма или морфологии таксона. Описание общей морфологии организма могло бы включать, к примеру, его форму, главные цвета, основную расцветку и т. д., но не мелкие детали. Большинство таксонов отличаются от других по морфологическим признакам. Как правило, близкие таксоны имеют гораздо меньше отличий, чем более удалённые, связанные с ними, но есть и исключения из этого. Методы: наблюдение, описательный метод, измерение, сравнительно-анатомический. 2.Понятие о клетке. Поверхностный и наследственный аппараты клетки Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. История: 1665 г Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук (известный нам благодаря закону Гука). В 1665 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему монастырские кельи, и он назвал эти ячейки клетками (по-английски cell означает «келья, ячейка, клетка») Антуан Левенгук открыл одноклеточные организмы. Описал клетки животных. Броун открыл ядро 1831г. 1838 г.Шлейден сформулировал о клеточном строении растений 1839г. Шван о строении животных клеток. Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецким зоологом Т. Шванном и М. Шлейденом и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы. Поверхностный комплекс животной клетки: Состоит из гликокаликса или целлюлозы, плазмалеммы и расположенного под ней слоя цитоплазмы. Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную функцию. На сохранение целостности своей мембраны клетка не тратит энергии: молекулы удерживаются по тому же принципу, по которому удерживаются вместе молекулы жира — гидрофобным частям молекул термодинамически выгоднее располагаться в непосредственной близости друг к другу. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы олигосахаридов, полисахаридов, гликопротеинов и гликолипидов, у растительных клеток представлена целлюлозой. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции. А целлюлоза выполняет функцию каркаса для клетки. Плазматическая мембрана клеток в основном состоит из фосфолипидов и липопротеидов со вкрапленными в неё молекулами белков, в частности, поверхностных антигенов и рецепторов. В кортикальном (прилегающем к плазматической мембране) слое цитоплазмы находятся специфические элементы цитоскелета — упорядоченные определённым образом актиновые микрофиламенты. Основной и самой важной функцией кортикального слоя (кортекса) являются псевдоподиальные реакции: выбрасывание, прикрепление и сокращение псевдоподий. При этом микрофиламенты перестраиваются, удлиняются или укорачиваются. От структуры цитоскелета кортикального слоя зависит также форма клетки (например, наличие микроворсинок). Ядро Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет собой программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками и некоторыми другими веществами, молекулы ДНК образуют в ядре специальные образования — так называемые хромосомы. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации , после чего выходят в цитоплазму. Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками. Компартмент для ядра — кариотека — образован за счёт расширения и слияния друг с другом цистерн эндоплазматической сети таким образом, что у ядра образовались двойные стенки за счёт окружающих его узких компартментов ядерной оболочки. Полость ядерной оболочки называется люменом или перинуклеарным пространством. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой. 3. Метаболический аппарат клетки. Лизосома — небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной. В ней находятся литические ферменты, способные расщепить все биополимеры. Основная функция — аутолиз — то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки. Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа). Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии. Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что безусловно указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов. Пластиды — органоиды эукариотических растений, прокариотов и некоторых фотосинтезирующих простейших (например, эвглены зеленой). Покрыты двойной мембраной и имеют в своём составе множество копий кольцевой ДНК. По окраске и выполняемой функции выделяют три основных типа пластид: Лейкопласты — неокрашенные пластиды, как правило выполняют запасающую функцию. В лейкопластах клубней картофеля накапливается крахмал. Лейкопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты. Хромопласты — пластиды, окрашенные в жёлтый, красный, зеленый или оранжевый цвет. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов. Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков цветов, корнеплодов, созревших плодов. Хлоропласты — пластиды, несущие фотосинтезирующие пигменты — хлорофиллы. Имеют зелёную окраску у высших растений, харовых и зелёных водорослей. Набор пигментов, участвующих в фотосинтезе (и, соответственно, определяющих окраску хлоропласта) различен у представителей разных таксономических отделов. Хлоропласты имеют сложную внутреннюю структуру. 4. Жизненный цикл клетки. Митоз. Клеточный цикл — это период существования клетки от момента её образования путем деления материнской клетки до собственного деления. Жизненный цикл клетки = интерфаза+ деление( от первого деления до другого) Интерфаза – период клеточного роста, при котором клетка растет и накапливает питательные вещества.(90% жизни клетки) Периоды интерфазы Постмитотический( пресинтетический ) – растет, удваивает центриоли, увеличение колич митохондрий, накопление РНК и белков) 50% Синтетический – увеличивается ядро, синтез РК и белков,удвоение ДНК) 30% Премитотический ( постисинтетический) – накопленение АТФ, ,синтез белков – гистонов (необходимые для укладки др. белков) 20 % Митоз - непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. включает две стадии: Кариокинез( деление ядра) :профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Цитокенез (деление цитоплазмы) Профаза : спирализация ДНК, формирование хромосом, центриоли расходятся к полюсам клетки, образование веретена деления, ядерная мембрана разрушается, центросома делится на 2 центриоли, кот раходятся к полюсам, формирование ахроматиновых нитей. Метафаза : образование «материнской звезды» -хромосомы выстраиваются по экватору Анафаза : расхождение хромосом к полюсам клетки – «дочерние звезды» Телофаза : образование ядерной оболочки, хромосомы деспирализуются, образуется ядрышко, начинается деление цитоплазмы. У растений делится стенкой, а у животных клеток перетяжкой. Таким образом делятся все клетки тела (соматические), за исключением половых клеток, которые делятся МЕЙОЗОМ. Биологический смысл митоза:1) ключевым событием является точная репоикация всех хромосом еще до деления ядра клетки 2) 2 Дочерние клетки после деления получают такое же количество хромосом как у родительской. (2n) 3) В митозе действует точный механизм распределения ген. материала между дочерними клетками. 5. Мейоз. Его отличие от митоза. Мейоз- (от греч. meiosis — уменьшение) или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза 1ое мейотическое деление – редукционное 2ое мейотическое деление –эквационное или уравнительное. Профаза I разделена на 5 стадий: *Лептонема( начало спирализация Днк) *Зигонема(сближение и конъюгация хромосом) *Пахинема(прекращение спирализации и конъюгации, кроссинговер) *Диплонема(завершается кроссинговер) *Диакинез(резкое уменьшение в размерах хромосом, прекращение синтеза РНК) Отличительные особенности: Мейоз вкл в себя 2 периода без перерыва. В ПРОФАЗЕ I происходит рекомбинация ген. материала, кроссинговер - процесс обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе I мейоза В ИНТЕРФАЗЕ II не удваивается ДНК, практически этого периода нет В АНАФАЗЕ I гомологичные хромосомы расходятся к полюсам, а Хроматиды расходятся в АНАФАЗЕ II Образуются 2 клетки с гаплоидным набором хромосом, и с измененным набором генов. А профазе мейоза сохраняется оболочка ядра 6. Амитоз, понятие об апоптозе. Амитоз - прямое деление клетки, при котором ядро находится в интерфазном состоянии. Хромосомы не выявляются, веретено деления не образуется. Ядрышки делятся перетяжкой или фрагментацией.При амитозе делится только ядро, причем без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом. Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки. Апоптоз- запрограммированная клеточная гибель, энергетически зависимый,генетически контролируемый процесс, который запускается сигналами и избавляет организм от ослабленных, и ненужных поврежденных клеток. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции. 7. Гаметогенез. Отличия в развитии половых клеток самцов и самок. Гаметогенез-развитие половых клеток-гамет В ходе гаметогенеза специализация яйцеклеток и спермиев происходит в разных направлениях, обычно выделяют овогенез и сперматогенез соответственно. Половые клетки делятся мейозом. 1)Женские пол клетки неподвижны, крупных размеров, с большим запасом пит. Веществ. 2) Мужские подвижны, имеют жгутик, малых размеров, с малым запасом пит вещества. 3)Мужские пол. Клетки имеют 4 стадии развития, когда как женские- 3 4)В результате образуется из 1 сперматогония 4 сперматозоида, а из оогония- 1 яйцеклетка. 5) Мужские пол клетки образются на всем протяжении жизни, а женские в утробном период 8. Развитие и строение половых клеток самцов. Сперматогенез - процесс образования мужских половых клеток. Мужская половая клетка-спермий была открыта Левенгуком в 1675г. Сперматозоиды закладываются в эмбриональном периоде, неоднократно делятся в извитых канальцах семенников, образуя первичные сперматогонии. Дальнейшее развитие происходит с начала полового созревания и до старости. Они гаплойдны, не делятся, с низким метаболизмом Семенники распологаются за пределами брюшной полости, т к температура должна быть ниже на 1.5-2 градуса. Функция: *передача ген. информации *обеспеченье встречи с яйцеклеткой *Внесение центросомы в яйцеклетку Стадии: Размножение : митотическое деление сперматогоний на базальной мембране извитого канальца. Клетки овальные уплощенные с округлыми или овальными ядрами. Рост : сперматоцит I порядка(2N по количемтву хромосом). В клетке дифференцируются органеллы, синтезируется ДНК, увеличение ядра. Клетки отделяются от базальной мембраны и происоединяются к поддерживающим клеткам из однослойного эпителия Созревание : Редукция числа хромосом в результате редукционного(первого деления) мейоза 2сперматоцит II(n). Они более мелкие. После сразу 2ое деление(эквационное)2 сперматиды(1n1c) Формирование : Сперматиды превращаются в спермии. Они формируются во время продвижения спермия в выносном токе жидкости и становятся спрматозоидами. Акросома способна растворить оболочку яйцеклетки. Благодаря жгутику они могут передвигаться. 9. Развитие и строение половых клеток самок. Типы яйцеклеток. Процесс развития женских половых клеток- оогенез происходит в яичнике и завершается в яйцеводе. Женская половая клетка- яйцеклетка. Открыта Бером в 1825 г. Стадии: Размножение : В утробном периоде. Первичные половые клеткиоогонии делятся митозом. Оогонии круглые или овальные с крупным ядром с 2 ядрышками Рост : Ооцит I прядка. В ядре происхоят преобразования как в профазе I мейоза. Клетка окружена слоем фолликулярных клеток. Растут фолликулы. Образуется блестящая оболочка. Рядом образуется Граафов пузырек – фолликул с гармонами и продуктами д-ти фолликул. Клеток. В конце половая клетка выходит из яичника- овуляция. Созревание : Начинается в яичнике, а заканчивается в яйцеводе. Она делится мейозом. В результате 1 деления .получается ооцит II порядка. А во втором делении из нее только одна яйцеклетка(n),остальные3-направительные тельца. Строение: Яйцеклетка имеет 2 полюса: Анимальный Вегетативный (развитие зародыша) (запас желтка) Функции: -обеспечение активации ядра спермия -Внесение материнского ген. материала -Накопление трофического, энергетического и структурного материала Оболочки: Первичная (цитоплазматическая мембрана или желточная оболочка) Вторичная оболочка ( блестящая)-производная фолликул. Клеток. Третичная оболочка, хар. Для яйцекладущих- производная железистых тканей стенки яйцевода(белок+ скорлупные оболочки+скорлупа) Типы яйцеклеток: По количеству желтка: 1)Олиголецитальные – мало желтка. Характерно для ланцетников и млекопитающих 2)Мезолецитальные-среднее количество белка. Для амфибий 3)Полилецитальные ( с большим) характерно для рыб, пресмыкающихся, яйцекладущих и птиц. По характеру расположения желтка: 1)изолецитальные (равномерно) Млекопитающие и ланцетники 2)телолецитальные (неравномерно) Птицы, пресм, яйцекл, рыбы, амфибии. |