Медицинская биология
 Скачать 0.84 Mb.
|
|
Вопрос 11. Организменный, популяционно-видовой, биоценотический и биосферный уровни 1. Многообразие форм 2. Особь 3. Биогеоценозы 4. Принципы медицины 1. На организменном уровне обнаруживается труднообозримое многообразие форм. Разнообразие организмов, относящихся к разным видам, и даже в пределах одного вида, — следствие все усложняющихся их пространственных комбинаций, обусловливающих новые качественные особенности. В настоящее время на Земле обитает более 1 млн видов животных и около 0,5 млн видов растений. Каждый вид состоит из отдельных особей, каждая из которых имеет свои отличительные черты. 2. Особь — организм как целое — элементарная единица жизни. Вне особей в природе жизнь не существует. На организменном уровне протекают процессы онтогенеза. Нервная и гуморальная системы осуществляют определенный гомеостаз. Совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию — элементарную единицу эволюционного процесса, в которой берут начало процессы видообразования. Популяции входят в состав биогеоценозов. 3. Биогеоценозы — исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций разных видов, связанные между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации. Это элементарные системы, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Биогеоценозы составляют биосферу и предопределяют все протекающие в ней процессы. Только при комплексном изучении явлений жизни на всех уровнях можно получить целостное представление об особой биологической форме существования материи. 4. Представление об уровнях организации жизни имеет непосредственное отношение к основным принципам медицины: • заставляет рассматривать здоровый или больной человеческий организм как целостную, но в то же время сложную иерархически соподчиненную систему; • значение структур и функций на каждом из этих уровней помогает вскрыть сущность болезненного процесса. Учет человеческой популяции, к которой относится данный индивидуум, может потребоваться, например, при диагностике наследственной болезни; • для вскрытия особенностей течения заболевания и эпидемического процесса необходимо также учитывать особенности биоценотической и социальной среды. Имеет дело врач с отдельным больным или человеческим коллективом, он всегда основывается на комплексе знаний, полученных на всех уровнях биологической микро-, мезо- и макросистем. Вопрос 12. Клетка как структурная единица. Строение клетки /. Клетка как элементарная биологическая система 2. Разнообразие клетки 3. Структура клетки 4. Структурные элементы клетки Все живые организмы построены из клеток. Одноклеточные организмы (бактерии, простейшие, многие водоросли и грибы) состоят из одной клетки, многоклеточные (большинство растений и животных) — обычно из многих тысяч клеток. Клетка — элементарная биологическая система, способная к самообновлению, самовоспроизведению и развитию. Клеточные структуры составляют основу строения растений и животных. Каким бы многообразным ни представлялось строение организмов, в основе его сходные структуры — клетки. Клетка обладает всеми свойствами живой системы. • осуществляет обмен веществом и энергией; • растет; • размножается и передает по наследству свои признаки; • реагирует на внешние сигналы (раздражители); • способна передвигаться. Другие характеристики клетки. • является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами, наименьшей структурной и функциональной единицей живого; • может жить отдельно: изолированные клетки многоклеточных организмов продолжают жить и размножаться в питательной среде; • функции клетки распределены между различными органеллами (клеточное ядро, митохондрии и т. д.). 2. У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови) выполняют разные функции и поэтому различаются по своей структуре. Несмотря на это, многообразие форм и организация клеток подчинены единым структурным принципам. Форма клеток необычайно разнообразна — от простейшей шаровидной (одноклеточные организмы; среди бактерий — кокки) до самой причудливой. Микрококки имеют диаметр .. 0,2 мкм, нервные клетки достигают в длину 1 м, а млечные сосуды растений — даже нескольких метров. 3. Живое содержимое клетки, протоплазма, отделяется от окружающей среды плазматической мембраной (плазмолеммой) и в некоторых случаях прочной клеточной стенкой. Протоплазма представляет собой коллоидную неоднородную массу с множеством различных органелл и параплазматических включений. Последние только условно причисляются к живой протоплазме и содержат вещества, подлежащие накоплению или выделению. 4. Существуют две ступени организации клетки: • прокариотическая; • эукариотическая. Таблица 2 Структурные элементы клетки
Вопрос 13. Неклеточные формы жизни 1. Характеристика вирусов 2. Вироспоры, стадии развития 3. Виды вирусов. Вирусные заболевания 1. Во всем многообразии организмов можно выделить две резко различающиеся группы форм жизни: • неклеточные; • клеточные. К неклеточным формам жизни относятся вирусы, которые проявляют жизнедеятельность только в стадии внутриклеточного паразитизма. Благодаря своей незначительной величине вирусы могут проходить через любые фильтры, в том числе каолиновые, имеющие наиболее мелкие поры, поэтому первоначально они назывались фильтрующимися вирусами. Существование вирусов было доказано русским ботаником Д.И. Ивановским в 1892 г., но увидеть их удалось лишь намного позже. Большинство вирусов имеют субмикроскопические размеры, поэтому для изучения их строения пользуются электронным микроскопом. Наиболее мелкие вирусы, например возбудитель ящура, немногим превышают молекулу яичного белка, но встречаются и крупные вирусы, такие, как возбудитель оспы, которые видны в световой микроскоп. 2. Зрелые частицы вирусов — вирионы, или вироспоры, — состоят: • из белковой оболочки; - нуклеокапсида, в котором сосредоточен генетический материал. Он представлен нуклеиновой кислотой: • одни вирусы содержат дезоксирибонуклеиновую (ДНК); • другие — рибонуклеиновую кислоту (РНК). На стадии вироспоры никакие проявления жизни не обнаруживаются. И в науке нет единого мнения о том, можно ли вирусы на этой стадии считать живыми. Некоторые из вирусов могут кристаллизоваться наподобие неживого вещества, но, проникая в клетки чувствительных к ним организмов, проявляют все признаки живого. Таким образом, вирусы представляют собой своего рода мост, связывающий в единое целое мир организмов с неживым органическим веществом. Вироспора — лишь одна из стадий существования вируса. В жизненном цикле вирусов можно выделить следующие этапы'. • прикрепление вируса к клетке; • внедрение в нее; • латентная стадия; • образование нового поколения вирусов; • выход вироспор. В период латентной стадии вирус как бы исчезает. Его не удается выделить из клетки, но в этот период вся клетка синтезирует необходимые для вируса белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего образуется новое поколение вироспор. 3. Описаны сотни вирусов, вызывающих заболевания у растений, животных и человека. К числувирусных заболеваний человека относятся: • бешенство; • оспа; • весенне-летний клещевой энцефалит; • грипп; • эпидемический паротит; • инфекционная желтуха; • корь; • бородавки и др. Группа вирусов, приспособившаяся к паразитированию в клетках бактерий и не проявляющая свойств жизни вне этих клеток, получила название фагов. Основные характеристики фагов состоят в следующем: • по своему строению фаги сложнее вирусов, паразитирующих в клетках растений и животных; • многие фаги имеют головастикообразную форму, состоят из головки и хвоста; • внутреннее содержание фага — это преимущественно ДНК, а белковый компонент сосредоточен в основном в так называемой оболочке; • проникая в определенные виды бактерий, фаги размножаются и вызывают растворение {лизис) бактериальной клетки. В связи с этим они используются с профилактической и лечебной целью, например против возбудителей холеры, брюшного тифа и др. Иногда проникновение фагов в клетку не сопровождается лизисом бактерии, а ДНК фага включается в наследственные структуры бактерии и передается ее потомкам. Это может продолжаться на протяжении многих поколений потомков бактериальной клетки, воспринявшей фаг. Такие бактерии получили название лизогенных. Под влиянием внешних факторов, особенно лучистой энергии, фаг в лизогенных бактериях начинает проявлять себя, и бактерии подвергаются лизису. Эта особенность лизогенных бактерий сделала их обязательными "пассажирами" космических кораблей, где они служат индикатором проникновения космической радиации в кабину корабля. Их используют также для изучения явлений наследственности. Вопрос 14. Клеточные формы жизни /. Организмы, имеющие клеточное строение 2. Прокариоты 3. Микоплазмы как промежуточная форма 4. Эукариоты 1. Основную массу живых существ составляют организмы, обладающие клеточной структурой. В процессе эволюции органического мира клетка оказалась единственной элементарной системой, в которой возможно проявление всех закономерностей, характеризующих жизнь. Организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две категории: • не имеющие типичного ядра — доядерные, или прокариоты, к которым относятся: • бактерии; • сине-зеленые водоросли; • обладающие типичным ядром — ядерные, или эукариоты, к которым относятся: . все остальные растения; • все животные. Различия между прокариотами и эукариотами гораздо более существенны, чем между высшими растениями и животными. 2. Прокариоты — доядерные организмы — не имеют типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Генетический материал находится у них в нуклеоиде и представлен единственной нитью ДНК, образующей замкнутое кольцо. Эта нить не приобрела еще сложного строения, характерного для хромосом, и называется гонофором. Деление клетки только амитотическое. В клетке прокариот отсутствуют: • митохондрии; • центриоли; • пластиды. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, объединяемые общим термином "дробянки". Клетка типичных дробянок покрыта оболочкой из целлюлозы. Дробянки играют существенную роль в круговороте веществ в природе: • сине-зеленые водоросли — синтезаторы органического вещества; • бактерии - минерализаторы органического вещества. Многие бактерии имеют медицинское и ветеринарное значение как возбудители инфекционных заболеваний. 3. Из организмов, имеющих клеточное строение, наиболее примитивны микоплазмы - бактериоподобные существа, ведущие паразитический или сапрофитный образ жизни. По размерам микоплазмы приближаются к вирусам. Самые мелкие клетки микоплазм крупнее вируса гриппа, но мельче вируса коровьей оспы. Если вирус гриппа имеет диаметр от 0,08 до 0,1 мкм, а вирус коровьей оспы — от 0,22 до 0,26 мкм, то диаметр микоплазмы — возбудителя повального воспаления легких рогатого скота — колеблется от 0,1 до 0,2 мкм. В отличие от вирусов микоплазма способна проявлять жизнедеятельность подобно организмам с клеточным строением. Эти бактериоподобные формы могут: • самостоятельно расти и размножаться на синтетической среде; • их клетка построена из сравнительно небольшого числа молекул (около 1200), но имеет полный набор макромолекул, характерных для любых клеток (белки, ДНК и РНК); • клетка микоплазмы содержит около 300 различных ферментов. По некоторым признакам клетки микоплазм стоят ближе к клеткам животных, чем растений. Они не имеют жесткой оболочки, окружены гибкой мембраной; состав липидов близок к таковому в клетках животных. 4. Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Деление клеток митотическое. Из органелл у них имеются: • центриоли; • митохондрии; • пластиды. Эукариоты бывают: • одноклеточными; • многоклеточными организмами. Кроме того, эукариот принято делить на царства, которые отличаются по ряду признаков, например по типу питания. • царство растений. У большинства растений тип питания автотрофный; • царство животных, для которых характерен гетеротрофный тип питания; • царство грибов с сапрогетеротрофным типом питания. Однако провести четкую грань между всеми растениями и всеми животными не удается. Разделение эукариот на три царства: • животных. • являются первично гетеротрофными организмами; • клетки лишены плотной наружной оболочки; • обычно это подвижные организмы, но могут быть и прикрепленными; • запасные углеводы откладываются в виде гликогена; • грибов: • являются первично гетеротрофными организмами; • клетки имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую из хитина, реже — из целлюлозы; • обычно являются прикрепленными организмами; • запасные углеводы откладываются в виде гликогена; • растений: • автотрофные организмы, иногда вторичные гетеротрофы; • клетки обладают плотной стенкой, состоящей обычно из целлюлозы, реже — из хитина; • запасные вещества откладываются в виде крахмала. Биосфера, круговорот веществ в природе связаны с существованием примитивных одноклеточных эукариот. Но в процессе эволюции развились многоклеточные растения, грибы и животные. Среди автотрофных организмов покрытосеменные растения достигли эволюции высшей степени. Вершину эволюции гетеротрофных организмов составляет тип хордовых. Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки /. Характеристика прокариотических клеток 2. Характеристика эукариотических клеток 3. Основные формы эукариотических клеток 1. Основные характеристики прокариотических клеток состоят в следующем: • средняя их величина составляет 5 мкм; • у них нет внутренних мембран, кроме выпячиваний внутренних мембран и плазматической мембраны; • пласты отсутствуют; • вместо клеточного ядра имеется его эквивалент (нуклеоид), лишенный оболочки и состоящий из одной-единственной мо- лекулы ДНК. Бактерии могут содержать ДНК в форме крошечных плазмид, сходных с внеядерными ДНК эукариот. В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии), имеются различно структурированные крупные выпячивания мембраны — тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам эукариот. Эти же тилакоиды (или в бесцветных клетках — более мелкие выпячивания мембраны, а иногда даже сама плазматическая мембрана) в функциональном отношении заменяют митохондрии. Другие сложно дифференцированные выпячивания мембраны называют мезосомами; их функция неясна. Только некоторые органеллы прокариотической клетки гомологичны соответствующим органеллам эукариот. Для прокариот характерно наличие муреинового мешка — механически прочного элемента клеточной стенки. 2. Средняя величина эукариотической клетки — около 13 мкм (большие колебания в размерах). Клетка разделена внутренними мембранами на различные компартменты (реакционные пространства). От протоплазмы (цитоплазмы) оболочкой из двух мембран отграничены три вида органелл (пласты): • клеточное ядро; • митохондрии; • пластиды (последние только у растений). Пластиды служат главным образом для фотосинтеза, а митохондрии — для выработки энергии. Все пласты содержат ДНК в качестве носителя генетической информации. Цитоплазма содержит различные органеллы, большей частью видимые только с помощью электронного микроскопа, в том числе рибосомы, которые имеются также в пластидах и митохондриях. Все органеллы лежат в матриксе (это та часть цитоплазмы, которая даже в электронном микроскопе представляется гомогенной). 3. Существуют три основные формы эукариотических клеток. • растительные клетки; • клетки грибов; • животные клетки.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||