Ответы на билеты по биологии. Жизненный цикл бактериофага
 Скачать 0.72 Mb.
|
МитозМитоз — это деление соматических клеток, а так же размножение и передача наследственной информации при бесполом размножение. Митозу предшествует фаза покоя или интерфаза. Длится она от несколько часов до нескольких суток. Митоз длится 2 - 2,5 часа и начинается спрофазы. В результате митоза образуется из диплоидного набора клетки 2n, две абсолютно одинаковые клетки. Значение митоза: рост организма, регенерация аргановой ткани, вегетативное размножение. Два вида клеток:
В основе бесполого и вегетативного размножения организмов лежит деление клетки. Наиболее универсальным делением клетки является митоз. В результате деления все вновь образующиеся клетки имеют одинаковый кариотип и генетическую информацию, закодированную в молекулах ДНК. Клеточный цикл — период от одного деления до другого, совокупность процессов происходящих при этом в клетки. Клеточный цикл состоит из четырёх периодов:
Фазы митозаРазличают следующие четыре фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Впрофазе хорошо видны центриоли — образования, находящиеся в клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных. (Напомним, что у высших растений нет центриолей в клеточном центре, который организует деление хромосом). Мы же рассмотрим митоз на примере животной клетки, поскольку присутствие центриоли делает процесс деления хромосом более наглядным. Центриоли делятся и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микротрубочки, образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение хромосом к полюсам делящейся клетки. В конце профазы ядерная оболочка распадается, ядрышко постепенно исчезает, хромосомы спирализуются и в результате этого укорачиваются и утолщаются, и их уже можно наблюдать в световой микроскоп. Еще лучше они видны на следующей стадии митоза — метафазе. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. При этом хорошо видно, что каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, имеет перетяжку — центромеру. Хромосомы своими центромерами прикрепляются у нити веретена деления. После деления центромеры каждая хроматида становится самостоятельной дочерней хромосомой. Затем наступает следующая стадия митоза — анафаза, во время которой дочерние хромосомы (хроматиды одной хромосомы) расходятся к разным полюсам клетки. Следующая стадия деления клетки — телофаза. Она начинается после того, как дочерние хромосомы, состоящие из одной хроматиды, достигли полюсов клетки. На этой стадии хромосомы вновь деспирализуются и приобретают такой же вид, какой они имели до начала деления клетки в интерфазе (длинные тонкие нити). Вокруг них возникает ядерная оболочка, а в ядре формируется ядрышко, в котором синтезируются рибосомы. В процессе деления цитоплазмы все органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, рибосомы и др.) распределяются между дочерними клетками более или менее равномерно. 2.Биотехнологическое использование микроорганизмов. Хлебопечение. МИКРООРГАНИЗМЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Молочнокислые бактерии делят на две большие группы: гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные в результате брожения образуют главным образом молочную кислоту и лишь ничтожные количества других продуктов (летучих кислот, этилового спирта и углекислоты). Гетероферментативные, помимо молочной кислоты, образуют углекислый газ, уксусную кислоту, этиловый спирт (используя на это до 50% сбраживаемого субстрата). Молочнокислое брожение играет ведущую роль при получении многих молочнокислых продуктов, масла сыра. Молочнокислые бактерии – одна из широко распространенных групп микроорганизмов в природе – содержатся в филлосфере (на листьях, стеблях растений, овощах и фруктах). Среда обитания молочнокислых бактерий – верхние слои почвы, ризосфера культурных растений. Обитают молочнокислые бактерии в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Особенно богат ими кишечник долгожителей. В кишечном тракте долгожителей Абхазии обнаружено значительное количество молочно-кислых бактерий – антагонистов по отношению к клебсиеллам, шигеллам, протеус, стафилококкам и энтеробактериям. В последние годы установлено, что ряд видов молочнокислых бактерий стимулирует образование интерферона. Поэтому для нормализации состава микроорганизмов пищеварительного тракта и борьбы с рядом кишечных заболеваний применяют молочнокислые бактерии, обладающие антагонистической активностью (за счет выделения молочной кислоты и антибиотиков), а также изготовленные на них кисломолочные продукты. Свежее молоко при обычных условиях получения содержит микроорганизмы (несколько тысяч в 1 мл), источником которых может быть вымя, кожа, животных, воздух и т.д.). Приготовление кисломолочных изделий основывается на использовании специфических заквасок. Молочнокислые бактерии относят к родам Lactobacillus (и гомо и гетеро), Leuconostoc (гетеро), Streptococcus (гомо), Pediococcus (гомоферментативные, образуют тетрады и гроздья). Кроме них, в закваски могут вводится бифидобактерии, пропионовокислые, уксуснокислые бактерии. Для получения простокваши применяют Streptococcus lactis, S. deaceticalis. Эти виды, а также S.cremoris вводят в закваски для получения сметаны и творога. Для ускоренного получения продукта используют S.thermophilus , сквашивание ведут при 38-400С. Термофильные стрептококки, а также лактобациллы (L.bulgaris) используют для приготовления ряженки, варенца и йогурта. Ацидофильное молоко и ацидофильную пасту получают сквашиванием пастеризованного молока L.acidophilus. В закваски для приготовления кислосливочного масла вводят S.lactis, S.сremoris как кислотообразователи, а S.deaceticalis как продуцент ароматических веществ. Хлебопечение В различных странах используются самые разнообразные технологии хлебопечения. Для производства хлеба в основном применяют дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Дрожжи выполняют в основном роль разрыхлителей теста, оказывая влияние на объем готового хлеба и пористости мякиша. В брожении ржаных заквасок используют два вида дрожжей Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces minor. Помимо этого, в брожении ржаных полуфабрикатов значительную роль играют молочнокислые бактерии, повышающие кислотность хлеба в результате своей жизнедеятельности. При использовании жидких заквасок в тесте протекает не только спиртовое, но и молочнокислое брожение. Микробиологические процессы и связанные с ними биохимические изменения в тесте определяют пористость, окраску, прочность среза и сохранение свежести хлеба, придают ему вкус и аромат. В состав муки, используемой для выпечки пшеничного и ржаного хлеба, входят компоненты, необходимые для развития многих микроорганизмов: крахмал, сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза, раффиноза), белки, аминокислоты, минеральные вещества, микроэлементы. В простейшем случае готовят тесто, смешивая при комнатной температуре муку, воду, дрожжи и соль. При замесе слои теста перемещаются, создаются условия для образования пузырьков газа и подъема теста. Замешанному тесту дают возможность «подойти», затем его режут на куски нужного веса, формуют и выдерживают во влажной атмосфере. При выдержке и на следующей за ней стадии выпечки, образовавшиеся при замесе и формовке пузырьки наполняются углекислым газом. Он выделяется в ходе анаэробного сбраживания глюкозы и мальтозы муки. Поднявшееся тесто выпекают. В ходе этого термического процесса крахмал желатинизируется, дрожжи погибают, и тесто частично обезвоживается. В результате получается имеющий заданную форму, плотный по консистенции продукт с легкой ячеистой структурой и вкусной корочкой. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15
Особенности строения прокариотной клетки Структуры, расположенные снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки), называют поверхностными структурами. ЦПМ вместе с цитоплазмой и внутренними структурами называется протопластом. А 2 3 4 Б 1 5 5 Рис. 4. Клеточная стенка грамположительных (А) и грамотрицательных (Б)бактерии: 1 - цитоплазматическая мембрана; 2- пептидогликан; 3 - периплазматическое пространство; 4- наружная мембрана; 5 - цитоплазма, в центре которой расположена ДНК. Мезосомы По структуре и функциям ЦПМ бактерий не отличается от мембран эукариотных клеток. У прокариот, ЦПМ образует впячивания, получившие название мезосом. Они могут быть пластинчатыми, иметь форму пузырьков или трубочек. Функции 1. Мезосомы увеличивают рабочую поверхность мембраны, на которой происходит синтез биополимеров, АТФ, фотосинтез и пр. (поскольку специальных мембранных органелл для этого в бактериальной клетке нет). Мезосомы – «примитивные органеллы». 2. Мезосомы могут играть роль в репликации ДНК и расхождении хромосомы. Нуклеоид Несмотря на отсутствие в клетках прокариот ядра, ДНК бактерий локализована в ограниченном участке цитоплазмы нуклеоида. Вся генетическая информация прокариот содержится в одной молекуле ДНК, имеющей форму кольца – бактериальной хромосомы. Длина молекулы в развернутом виде может составлять более 1 мм, т.е. почти в 1000 раз превышать длину бактериальной клетки. ДНК прокариот построена также, как и у эукариот (дезоксирибоза, фосфорная кислота и азотистые основания: два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин)). Делению клеток также предшествует удвоение ДНК (репликация). Деление молекул ДНК идет по полуконсервативному механизму (в ДНК дочерней клетки оказывается лишь одна половина материнской ДНК). Внутрицитоплазматические включения В цитоплазме прокариот обнаруживаются различные включения. Это могут быть запасные вещества (которые клетка использует при исчерпании внешних источников пищи), необходимые клетке или продукты метаболизма, накапливающиеся в клетке. Многие из них являются активно функционирующими структурами в клетке.К таким структурам относятся хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий. В этих структурах локализованы пигменты, участвующие в фотосинтез (бактериохлорофилл и фикобилипротеин). Они имеют вид продолговатых пузырьков (хлоросомы) или гранул (фикобилисомы) и непосредственно примыкают к фотосинтезирующей мембране.В клетах некоторых прокариот содержатся карбоксисомы. (Имеющие форму многогранника). Они содержат фермент (рибулозодифосфаткарбоксилаза), катализирующий фиксацию СО2 у фотосинтезирующих бактерий. У водных прокариот обнаружены газовые вакуоли (аэросомы). Газовые вакуоли состоят из множества газовых пузырьков, заполненных газом (воздухом). Основная их функция – обеспечение плавучести микроорганизмов, которые с их помощью могут регулировать глубину, выбирая более благоприятные условия. Их вероятно, можно рассматривать как альтернативу жгутиков, при движении в вертикальной плоскости. Магнитосомы содержат гранулы магнетита (окись железа). Они позволяют бактерии перемещаться в направлении линий магнитного поля. Бактерии, выделенные в северном полушарии, ищут север(Здесь линии магнитного поля проходят под углом 700к горизонту, вглубь водоема, где очень мало кислорода – благоприятные условия). Запасные вещества прокариот представлены полисахаридами (крахмал, гликоген, гранулеза), липидами (поли-в-оксимаслянная кислота), полипептидами, полифосфатами (волютин), отложениями серы. Чаще всего они ограничены белковой мембраной. 2.Микробные токсины: экзотоксины и эндотоксины. Токсикоинфекционные заболевания человека. Токсины - Ядовитые вещества, образуемые преимущественно микроорганизмами, а также некоторыми животными (яд змей, скорпионов, пауков и др.) и растениями. По химической природе токсины являются полипептидами или белками (исключение составляют афлотоксины, являющиеся производными кумаринов). Наибольшее значение имеют бактериальные токсины, которые вызывают так называемые токсикоинфекционные заболевания человека и животных (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена и др.) Среди микробных токсинов различают экзотоксины (простые белки), которые образуются некоторыми (грамположительными) патогенными бактериями и выделяются в окружающую среду в процессе их роста и эндотоксины (сложные комплексы липополисахаридов с белками), которые освобождаются при распаде (лизисе) микробной клетки. Гены, кодирующие экзотоксины, локализованы большей частью в плазмидах, а не в бактериальной хромосоме. Все экзотоксины обладают определенной специфичностью, т. е. поражают определенные ткани. Примеры экзотоксинов:Токсин, вызывающий ботулизм, одно из наиболее ядовитых веществ в природе – поражает нервные клетки (тормозит высвобождение ацетилхолина из синаптических пузырьков (нейромедиатор)). Столбнячный токсин - поражает двигательные нейроны (блокирует передачу импульсов в ЦНС и нервно-мышечных соединениях, вероятно за счет нарушения транспорта кальция). Дифтерийный токсин вызывает перерождение сердечной мышцы. Холерный токсин инициирует последовательность реакций, в результате которых активируется аденилатциклаза..Эндотоксины находятся в наружных слоях клеточных стенок всех патогенных грамположительных бактерий. Действие их на организм относительно неспецифично. Примеры эндотоксинов: токсин возбудителя брюшного тифа, дизентерии и др. После введения токсина в организме животного и человека образуются антитоксины (антитела). Вводя в организм возрастающие дозы, можно добиться нечувствительности животного к данному токсину, благодаря накоплению в его крови большого количества антитоксина. Сыворотка из крови данных животных, обладает способностью нейтрализовать данный токсин. Бактерийные токсины после тепловой и химической обработки утрачивают ядовитость. Они называются анатоксинами и используются для прививок. токсикоинфекционные заболевания человека и животных (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена и др.) Ботулизм – тяжелое пищевое отравление. Возбудитель – Clostridium botulinum, обитающий в почве. Споры этого микроорганизма находятся на коже животных, растениях. При попадании спор в консервированные продукты (не соблюдение санитарных условий, чаще всего в домашних заготовках) происходит активное размножение микроорганизма, сопровождающееся газообразованием (вздутие банок). Споры микроорганизма устойчивы к кипячению (в отличие от токсина). Токсин вызывает поражение нервной системы: нарушение зрения, слабость, параличи, затрудненное глотание, потеря голоса, рвота, запор, сильная жажда. Смертность 50%. Столбняк Возбудитель – Clostridium tetani, обитающий в почве. Попадая с частичками почвы в рану, развивается за счет отмирающих тканей и продуцирует нейротоксин, воздействующий на функции спинного мозга.Затруднение глотания, жевания, спазм челюстных мышц (невозможно открыть рот), сильные судороги (усиливаются при незначительных внешних раздражителях: шум, звук, прикосновения) – больной не может вздохнуть и умирает от нехватки кислорода, повышение температуры до 40-420С.Дифтерия Возбудитель – дифтерийная палочка – внедряется в слизистые оболочки, раны. Размножаясь выделяет токсин, вызывающий местное воспаление с образованием пленчатого налета. Высокая смертность у маленьких детей (причина смерти – удушье). Поражает мышцу сердца, нервную систему, печень, почки.Холера Возбудитель – Vibrio cholerae (холерный вибрион) – попадает в организм через некачественную Жизненный цикл бактериофага питьевую воду (обитает в почве, но при попадании с твердой пищей, нейтрализуется желудочным соком). Экзотоксин вызывает лизис клеток слизистой оболочки кишечника, что приводит к сильному обезвоживанию и потере минеральных солей (понос, рвота, судороги). ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14
Особенности строения прокариотной клетки Структуры, расположенные снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки), называют поверхностными структурами. ЦПМ вместе с цитоплазмой и внутренними структурами называется протопластом. А 2 3 4 Б 1 5 5 Рис. 4. Клеточная стенка грамположительных (А) и грамотрицательных (Б)бактерии: 1 - цитоплазматическая мембрана; 2- пептидогликан; 3 - периплазматическое пространство; 4- наружная мембрана; 5 - цитоплазма, в центре которой расположена ДНК. структурами. ЦПМ вместе с цитоплазмой и внутренними структурами называется протопластом. Клеточная стенка Клеточная стенка – важный и обязательный структурный элемент подавляющего большинства прокариотных клеток. Клеточная стенка служит барьером между протопластом и окружающей средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. При этом она не жесткая, как стальной панцирь, а эластичная и тонкая (как покрышка футбольного мяча), форму же ей придает плотно прилегающий изнутри протопласт (осмотическое давление внутри клетки больше, чем снаружи).Химический состав клеточной стенки постоянен для каждого вида и является важным диагностическим признаком. Основной каркас клеточной стенки составляет полимер – муреин (пептидогликан). В зависимости от строения клеточной стенки, прокариоты делятся на две большие группы: грамположительные и грамотрицательные (1884 г. Граммом было отмечено, что если клетки обработать сначала кристаллическим фиолетовым, а затем йодом, то при последующей обработке спиртом клеточная стенка грамположительных бактерий способна удерживать окрашенный комплекс, а у грамотрицательных – нет). У грамположительных бактерий муреин составляет основную массу клеточной стенки (40-90%), образуя толстый гомогенный слой. У грамотрицательных бактерий содержание пептидогликана значительно меньше (1-10%), он образует тонкий внутренний слой клеточной стенки. Снаружи располагается дополнительный слой – наружная мембрана. Наружная мембрана препятствует проникновению в клетку токсинов и вредных для клетки веществ (грамотрицательные микроорганизмы более устойчивы к действию ядов, ферментов (лизоцима) и антибиотиков). При воздействии определенных химических веществ (лизоцима, разрывающего в-гликозидные связи) возможно получение клеток, у которых отсутствует клеточная стенка частично (сферопласты) или полностью (протопласты). Такие клетки могут существовать только когда осмотическое давление окружающей среды сбалансировано с давлением внутри клетки. Прокариоты, не содержащие клеточной стенки обнаружены и в природе. Это микоплазмы. Капсулы Это слизистые слои на поверхности бактериальной клетки. Капсула имеет аморфное строение. Она не является постоянным признаком и зависит от условий культивирования бактерий. Функции 1.Капсулы защищают клетку от механических повреждений, высыхания, служат препятствием для проникновения фагов. 2. С помощью слизи осуществляется связь между клетками в колонии, 3. Прикрепление к различным поверхностям. Жгутики, фимбрии и пили (ворсинки) Структуры, определяющие движение бактерий в окружающей среде. Монотрих (Vibrio) Моно- полярный (Pseudomonas) и биполярный (Spirillum) политрихи (Proteus, Enterobacteriaceae Перитрихи У палочковидных бактерий жгутики могут прикрепляться полярно или латерально. Жгутик вращается с частотой 40-60 об/сек (сама клетка при этом вращается в обратном направлении с 1/3 от этой скорости), обеспечивая поступательное движение клетки со скоростью 16-100 мкм/сек. Жгутик представляет собой относительно жесткую спиральную нить, переходящую в утолщенную структуру – крюк. Нить с помощью крюка прикрепляется к ЦПМ (место прикрепления называется базальным телом). У большинства бактерий нить состоит только из одного белка – флагеллина (белковые субъединицы уложены по спирали, внутри которой проходит полый канал). Жгутики позволяют бактерии активно перемещаться в направлении, необходимом для клетки (таксис): к питательным веществам (хемотаксис), свету (фототаксис), теплу (термотаксис), ориентация в магнитном поле (магнитотаксис), вискозитаксис и т.д. Для каждого организма все химические вещества могут быть поделены на две категории: аттрактанты (вещества, привлекающие бактерий) и репелленты (отпугивающие их). Аттрактантами чаще всего выступают пищевые вещества, это могут быть: сахара, аминокислоты, витамины и др., реппелентами – ядовитые вещества. Длинные тонкие волоски на поверхности клетки называют фимбриями (ворсинками). Они также относятся к поверхностным структурам. Их может насчитываться до нескольких тысяч на клетку. Построены из белка пилина. Эти структуры не имеют отношения к движению и обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам растений, грибов, неорганическим частицам, принимают участие в транспорте веществ. Через ворсинку в клетку могут проникать вирусы. Некоторые ворсинки или F-пили, принимают участие в половом процессе бактерий (коньюгации). Они создают как бы тоннель, по которому от одной клетке к другой передается ДНК (плазмидная). Пили нельзя считать обязательными структурами, такт как без них бактерии хорошо растут и размножаются.
Токсины - Ядовитые вещества, образуемые преимущественно микроорганизмами, а также некоторыми животными (яд змей, скорпионов, пауков и др.) и растениями. По химической природе токсины являются полипептидами или белками (исключение составляют афлотоксины, являющиеся производными кумаринов). Наибольшее значение имеют бактериальные токсины, которые вызывают так называемые токсикоинфекционные заболевания человека и животных (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена и др.) Среди микробных токсинов различают экзотоксины (простые белки), которые образуются некоторыми (грамположительными) патогенными бактериями и выделяются в окружающую среду в процессе их роста и эндотоксины (сложные комплексы липополисахаридов с белками), которые освобождаются при распаде (лизисе) микробной клетки. Гены, кодирующие экзотоксины, локализованы большей частью в плазмидах, а не в бактериальной хромосоме. Все экзотоксины обладают определенной специфичностью, т. е. поражают определенные ткани. Примеры экзотоксинов: Токсин, вызывающий ботулизм, одно из наиболее ядовитых веществ в природе – поражает нервные клетки (тормозит высвобождение ацетилхолина из синаптических пузырьков (нейромедиатор)). Столбнячный токсин - поражает двигательные нейроны (блокирует передачу импульсов в ЦНС и нервно-мышечных соединениях, вероятно за счет нарушения транспорта кальция). Дифтерийный токсин вызывает перерождение сердечной мышцы. Холерный токсин инициирует последовательность реакций, в результате которых активируется аденилатциклаза.. Эндотоксины находятся в наружных слоях клеточных стенок всех патогенных грамположительных бактерий. Действие их на организм относительно неспецифично. Примеры эндотоксинов: токсин возбудителя брюшного тифа, дизентерии и др. После введения токсина в организме животного и человека образуются антитоксины (антитела). Вводя в организм возрастающие дозы, можно добиться нечувствительности животного к данному токсину, благодаря накоплению в его крови большого количества антитоксина. Сыворотка из крови данных животных, обладает способностью нейтрализовать данный токсин. Бактерийные токсины после тепловой и химической обработки утрачивают ядовитость. Они называются анатоксинами и используются для прививок. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13
1.Основные отличия прокариотной и эукариотной клетки. ПРОКАРИ˜ОТЫ — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром. Генетический материал прокариот в виде кольцевой цепи ДНК скомпонован в виде нуклеотида и не образует настоящих хромосом. Типичный половой процесс отсутствует. К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зеленые водоросли) . В системе органического мира прокариоты составляют надцарство. ЭУКАРИ˜ОТЫ (эвкариоты) (от греч. eu — хорошо, полностью и karyon — ядро) , организмы (все, кроме бактерий, включая цианобактерии) , обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключен в хромосомах. Клетки эукариоты имеют митохондрии, пластиды и другие органоиды. Характерен половой процесс. без ядра - с ядром 2.Гормоны. Роль гормонов в организме. Основные железы внутренней секреции и их гормоны. Гормоны Гормоны – это биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции (гипофиз, половые железы, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники). Они объединяются в эндокринную систему организма. Эндокринные железы не имеют протоков, выделяя гормоны непосредственно в кровь. У высших животных есть две регуляторные системы, с помощью которых организм приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них – нервная система, быстро передающая сигналы в виде импульсов через сеть нервных клеток, а другая – эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с помощью гормонов, которые переносятся с кровью и оказывают эффект на отдаленные от их места выделения ткани и органы. Химическая система связи взаимодействует с нервной системой: так, некоторые гормоны функционируют в качестве медиаторов (посредников) между нервной системой и органами, отвечающими на воздействие.Роль гормонов в организме связана с их способностью влиять (непосредственно или через нервную систему) на обмен веществ, развитие тканей и органов, наступление полового созревания.Гормоны обладают высокой специфичностью и активностью, то есть действуют в очень малых количествах (менее одной миллионной грамма) и только на клетки, имеющие специализированные воспринимающие участки – рецепторы. Клетки и ткани, на которые направлено действие того или иного гормона называются мишенями. Влияние гормонов на клетки осуществляется разными путями. Некоторые из них действуют, связываясь с белками-рецепторами на их поверхности и изменяют активность находящихся в мембране ферментов Другие проникают в ядро и активируют гены, ответственные за синтез определенных ферментов, что ведет к изменению интенсивности (или направленности) обменных процессов. Недостаточная (гипофункция) или избыточная (гиперфункция) секреция гормонов приводит к развитию различных гормональных сдвигов и заболеваний. К таким заболеваниям относятся: сахарный диабет, базедова болезнь, карликовость, гигантизм, нарушения полового развития и др.По химической природе все гормоны можно разделить на три основные группы: 1. Белки и полипептиды (гормон поджелудочной железы - инсулин, гормоны передней доли гипофиза); 2. Стероиды – жироподобные вещества (гормоны половых желез и коры надпочечников); 3. Аминокислоты и их производные (гормон щитовидной железы – тироксин и гормон мозгового вещества надпочечников – адреналин). Главные эндокринные железы млекопитающих – гипофиз, щитовидная и паращитовидные железы, кора надпочечников, островковая ткань поджелудочной железы, половые железы (семенники и яичники). Каждая из этих желез ответственна за синтез одного или нескольких гормонов различного действия: ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12
1.Особенности строения эукариотной клетки
Сходство в строении клеток эукариот.В настоящее время на нашей планете существуют эукариотические организмы, объединенные в несколько царств. Несмотря на большое различие в строении и образе жизни организмов разных групп эукариот, сходства между ними больше, чем различий. Это целый ряд общих признаков, прежде всего в строении и функционировании клеток: — единый план строения клетки; наличие ядра, ци топлазмы с мембранными органоидами и включениями; — принципиальное сходство процессов обмена веществ и энергии в клетке; — сходные процессы при делении клеток. Различия в строении клеток эукариот. Сравнивая строение клеток организмов разных царств, помимо сходства, можно выявить мно жество отличий. Клетки растений имеет жесткую клеточную оболочку. Клеточная оболочка придает клеткам механическую прочность, защищает их от повреждений и избыточной потери воды, поддерживает форму клеток и их размер, а также препятствует разрыву клеток в гипотонической среде. Клеточная оболочка участвует в поглощении и транспорте веществ в клетку и из нее. Кроме того, основная масса тела многолетних древесных растений образована главным образом оболочками клеток. Клеточная оболочка является продуктом жизнедеятельности клетки: ее компоненты синтезируются клеткой, выделяются из цитоплазмы и собираются вне клетки, вблизи цитоплазматической мембраныДля оболочек клеток растений и грибов характерен общий принцип организации – наличие сложного каркаса из параллельно расположенных волокон, погруженного в аморфный матрикс.Волокнистым компонентом клеточных оболочек является целлюлоза (а у грибов – хитин). Линейные молекулы целлюлозы благодаря возникновению водородных связей могут соединяться в пучки или волокна. В клеточной оболочке целлюлозные волокна образует фибриллы, которые располагаются параллельными рядами в матриксе (рис. ).В состав матрикса входит различные полисахариды – гемицеллюлоза и пектиновые вещества. Цепочки этих веществ не кристаллизуются и не образуют фибрилл (поэтому их и называют аморфными).В клеточной оболочке молодых клеток содержание волокнистых элементов невысокое (не более 30 % сухой массы). Такая оболочка называются первичной. Оболочка молодых клеток способны к растяжению, благодаря чему возможет рост клетки. После прекращения роста клетки на первичную оболочку изнутри откладываются новые слои и образуется прочная вторичная оболочка. Содержание волокнистых веществ в ней значительно возрастает. Например, содержание целлюлозы в древесине составляет 50 %, а в волокнах хлопчатника – 90 %.Кроме целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ, в состав клеточных оболочек могут входить дополнительные компоненты, придающие им особые свойства. Так, инкрустация (включение внутрь) оболочек веществом лигнином приводит к их одревеснению и повышению прочности и твердости. Часто матрикс укреплен минеральными веществами (SiO  , CaCO ).На поверхности клеточных оболочек могут откладываться кутин и суберин, вследствие чего оболочки клетки становятся упругими и непроницаемыми для воды и других веществ. В результате содержимое клеток отмирает, а оболочки выполняют изолирующую функцию. Такой процесс называется опробковение и характерен для клеток покровной ткани растений – пробки.В клетках эпидермиса на поверхности клеток откладывается воск, который образует водонепроницаемый слой, препятствующий потере клетками воды. Вот почему яблоки, закладываемые на хранение, нельзя мыть и вытирать во избежание повреждения воскового слоя на их поверхности. Оболочки клеток растений способны пропитываться лигнином и одревесневать, что придает им особую прочность. [VV85]Поскольку растения яв ляются автотрофами, т. е. сами синтезируют необходимые для жизне деятельности органические вещества за счет энергии света в процессе фотосинтеза, клетки листьев и молодых стеблей содержат хлоропласты[VV86] . В мембранах хлоропластов заключены светочувствительные пигменты – хлорофилл и каротиноиды. В клетках растений могут присутствовать и другие пластиды – хромопласты и лейкопласты. Характерны крупные вакуоли, являющиеся резервуаром воды и выполняющие функцию осморегуляции. В клетках большинства растений отсутствуют центриоли (исключение составляют мхи и папоротники). Запасным питательным углеводом является крахмал, который откладывается в виде крахмальных зерен.Клетки животных в поверхностном аппарате не имеют оболочки (подумайте, почему). Животные — гетеротрофы, т. е. источником уг лерода для синтеза собственных органических веществ для них явля ются органические вещества, поступающие с пищей. Эти же пищевые вещества, например углеводы, служат для животных источником энергии. Поэтому в клетках животных отсутствуют пластиды. Нет в них и крупных вакуолей. Есть центриоли. Запасным углеводом является гликоген, который откладывается в виде гранул в цитоплазме. В поверхностном аппарате некоторых клеток животных имеются органоиды движения – реснички или жгутики.Лизосомы Самые мелкие органоиды клетки. Окружены однослойной мембраной. Внутри лизосом находится комплекс ферментов, участвующих в разрушении полимерных молекул: белков, углеводов, липидов. При слиянии лизосомы с захваченным (путем эндоцитоза) материалом образуется пищеварительная вакуоль. Функции: Разрушение различных ненужных структур и молекул клетки: внутриклеточное пищеварение, разрушение целых клеток (аутофагия) или даже органов (хвост у лягушек). Пероксисомы Мелкие пузырьки, окруженные однослойной мембраной, производные ЭПР. Функции В пероксисомах содержится фермент каталаза, разрушающий токсичный для клетки пероксид водорода. Большое количество пероксисом содержат клетки печени Микротрубочки и микрофиламенты Микротрубочки - это очень тонкие трубочки, построенные из белка тубулина. Микрофиламентами называют тонкие нити, рассеянные по всей клетке, состоящие из белка актина. Из микротрубочек построены центриоли – органеллы, расположенные вблизи ядерной оболочки. Они имеются в клетках животных и высших растений. Это парные органеллы, расположенные перпендикулярно друг к другу. Функции: 1. Микротрубочки регулируют расхождение хромосом при делении клетки. 2. За счет скольжения микротрубочек осуществляется движение ресничек и жгутиков простейших. 3. Участвуют в перемещении клеточных органелл, например пузырьков Гольджи, а также в процессах эндо- и экзоцитоза. 4. Образуют опорную систему клетки – цитоскелет, способствуют определению и поддержанию формы клетки (в процессе их дифференцировки).
Антибиотики Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности организмов или их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или злокачественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие. Антибиотики - это конечные продукты метаболизма клеток. Каждый антибиотик может образовываться одним или несколькими видами микроорганизмов. Соответствующий вид микроорганизма может синтезировать один или несколько определенных антибиотиков Бактерии, продуцирующие антибиотики, представлены родом Bacillus. Антибиотики, образуемые бактериями: грамицидин С (Bacillusbrevis), полимиксины (Bac. polymyxa), бацитрацины (Bac. licheniformis) низины (Streptococcus Lactis) Особенностью антибиотиков бактериального происхождения является то, что они по своему химическому составу принадлежат к полипептидам и низкомолекулярным белкам.Актиномицеты, синтезирующие антибиотики, в основном представлены родом Streptomyces. Антибиотики, образуемые актиномицетами разнообразны по химическому строению: 1-я группа аминогликозиды (молекулы, имеющие гликозидные связи): стрептомицин (Streptomyces. griseus), неомицины (Streptomyces fradiae), канамицины (Streptomyceskanamyceticus), гентамицин (Micromonosporapurpurea) и др. 2-я группа тетрациклины: хлортетрациклин (Streptomyces aureofaciens) окситетрациклин (Str. rimosus), тетрациклин (Str. aureofaciens). 3-я группa актиномицины: Streptomyces antibioticus, Chrysomallus flavus 4-я группа макролиды: антибиотики, подавляющие развитие грамположительных бактерий (эритромицин Streptomycestrythreus) и антибиотики, обладающие антигрибной активностью 5-я группа анзамицин – образуются актинамицетами, нокардиями и некоторыми видами высших бактерий. Оказывают биологическое действие против бактерий, вирусов и ряда эукариотов. Рифамицин.Грибы, продуценты антибиотиков представлены родами Penicillium, Aspergillus. Антибиотики, образуемые мицелиальными грибами: пенициллин, цефалоспорин Известны следующие основные классы антибиотиков:
Общего механизма действия у антибиотиков не существует. Некоторые, подобно пенициллину, блокируют работу определенных ферментов. Пептидные антибиотики часто образуют комплексы с ионами металлов и нарушают, по-видимому, регуляцию ионной проницаемости в мембранах бактерий. Полиеновые антибиотики влияют на транспорт протонов и ионов в мембранах грибов. Тетрациклины, так же как многие другие антибиотики, нарушают непосредственно синтез белка. Некоторые другие встраиваются в молекулы ДНК ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11
Строение эукариотной клетки Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения: 1. Имеют в составе клеток оформленное ядро 2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты. 3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).  Митохондрии Важнейшие органоиды клетки, осуществляющие аэробное (кислородное) дыхание. Число митохондрий в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. Митохондрии окружены оболочкой из 2-х мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Внутреннее содержимое митохондрий называется матрикс, он содержит рибосомы, ДНК и ферменты. Функции 1. При аэробном дыхании в кристах происходит синтез АТФ – основного источника энергии в клетке (митохондрии – энергетические станции клетки) 2. В матриксе происходит окисление питательных веществ (ЦТК, окисление жирных кислот) Пластиды Присутствуют только в растительных клетках. Существует три типа пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Лейкопласты не содержат пигментов, содержат запасные питательные вещества (белки, липиды, крахмал). Большинство их содержится в клубнях, листьях, семенах. Хромопласты окрашены в желто-оранжевые тона, так как содержат пигменты группы каратиноидов. Определяют желтую, оранжевую, красную окраску цветов и плодов.Наиболее важную роль в клетке играют хлоропласты, содержащие зеленые пигменты – хлорофиллы. Хлоропласты окружены двойной мембраной, внутренний слой которой образует выросты различной длины – ламеллы. На ламеллах расположены мелкие уплощенные пузырьки мембранного строения, собранные в стопки – граны. В матриксе находится ДНК, рибосомы, ферменты. Функции хлоропластов: Фотосинтез (синтез органических веществ из СО2 и Н2О за счет световой энергии, улавливаемой хлорофиллом (пигмент, содержащийся в гранах)
Антибиотики Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности организмов или их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или злокачественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие. Антибиотики - это конечные продукты метаболизма клеток. Каждый антибиотик может образовываться одним или несколькими видами микроорганизмов. Соответствующий вид микроорганизма может синтезировать один или несколько определенных антибиотиков |