Коллоквиум 1 по биологии. 1 Биология как наука. Методы научного познания. Биология это прежде всего, основа медицины. Медицина, взятая в плане теории это прежде всего общая биология
 Скачать 281.85 Kb.
|
|
1) Биология как наука. Методы научного познания. Биология - это прежде всего, основа медицины. «Медицина, взятая в плане теории – это прежде всего общая биология». (И.В. Давыдовский). Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями, поэтому врач должен быть всегда осведомлен о новейших достижениях биологии. Методы познания: Индуктивный. От частного к общему. Метод используется в естествознании и естествоиспытании. Так создаются гипотезы, концепции, теории и законы. Дедуктивный. От общего к частному. Широко используется в профессиональной деятельности, в том числе врачами и провизорами. 2) Дайте определение жизни. Охарактеризуйте свойства живого. Назовите формы жизни. Жизнь — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования[1][2][3]; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку). Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живыхорганизмов. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации. Свойства живого: Самовоспроизведение (репродукция) - Важнейшее значение самовоспроизведения заключается в том, что оно поддерживает существование видов, определяет специфику биологической формы движения материи. Специфичность организации. - Она характерна для любых организмов, в результате чего они имеют определенную форму и размеры Упорядоченность структуры. - Создание порядка из беспорядочного движения молекул — это важнейшее свойство живого, проявляющееся на молекулярном уровне. Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна как в плане структуры, так и функции. Например, субстрат жизни целостен, т. к. представлен нуклеопротеидами, но в то же время дискретен, т. к. состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Рост и развитие. Рост организмов происходит путем прироста массы организма за счет увеличения размеров и числа клеток. Обмен веществ и энергии. Благодаря этому свойству обеспечивается постоянство внутренней среды организмов и связь организмов с окружающей средой, что является условием для поддержания жизни организмов. Движение. Способностью к движению обладают все живые существа. Многие одноклеточные организмы двигаются с помощью особых органоидов. Формы жизни: 1. Организмы, имеющие клеточное строение Основную массу живых существ составляют организмы, обладающиеклеточной структурой. В процессе эволюцииорганического мира клетка оказалась единственной элементарной системой, в которой возможно проявление всех закономерностей, характеризующих жизнь. Организмы, имеющие клеточное строение, в свою очередь делятся на две категории: не имеющие типичного ядра - доядерные, или прокариоты. К прокариотам относятся: бактерии; синезеленые водоросли; К эукариотам относятся: обладающие типичным ядром - ядерные, или эукариоты. все остальные растения; все животные. В настоящее время установлено, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более существенны, чем между высшими растениями и животными. 2. Прокариоты Прокариоты - доядерные организмы. Они 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. Вирусы (от лат. virus — яд) не имеют клеточного строения. Они представляют собой простейшую форму жизни на нашей планете, занимая пограничное положение между неживой и живой материей. 3) Эволюционно-обусловленные уровни организации жизни: Различают такие уровни организации живой материи - уровни биологической организации: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой и экосистемный. Молекулярный уровень организации - это уровень функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации. Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика. Клеточный уровень - это уровень клеток (клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов). Клетка - это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития. Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология. Тканевый уровень организации - это уровень, на котором изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией и гистохимией. Органный уровень организации - это уровень органов многоклеточных организмов. Изучают этот уровень анатомия, физиология, эмбриология. Организменный уровень организации - это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. Специфика организменного уровня в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией), физиологией, генетикой, палеонтологией. Популяционно-видовой уровень - это уровень совокупностей особей - популяций и видов. Этот уровень изучается систематикой, таксономией, экологией, биогеографией, генетикой популяций. На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов. Биогеоценотический уровень организации жизни - представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни. 4)Обмен веществ. Ассимиляция у гетеротрофоф и её фазы Метаболи́зм — «превращение, изменение», или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться Химические превращения веществ в организме являются частью сложнейшего процесса, называемого обменом веществ Фазы ассимиляции: 1)Поглощение и переваривание питательных веществ. 2)Транспорт веществ в клетку. Поступление веществ происходит через мембрану. 3)Синтез веществ в клетке. Белки будучи ферментами контролируют синтез углеводов, липидов и самих себя. Гетеротрофная ассимиляция Гетеротрофныеорганизмы строят органические вещества своего тела из уже имеющихся готовых органических веществ. К гетеротрофам относят животных, грибы, некоторых бактерий. Гетеротрофные организмы способны строить свои специфические белки, жиры, углеводы только из белков, жиров, углеводов, которые они получают с пищей. В процессе пищеварения эти вещества распадаются до мономеров. Из мономеров в клетках синтезируются вещества, характерные для данного организма. Все эти реакции идут при участии ферментов и с использованием энергии АТФ. Схема превращения веществ в гетеротрофном организме  5)Обмен веществ. Диссимиляция. Этапы диссимиляции в гетеротрофной клетке. Диссимиляция (от лат. dissimilis ‒ несходный) в биологии, противоположная ассимиляции сторона обмена веществ, заключающаяся в разрушении органических соединений с превращением белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов (в том числе введённых в организм с пищей) в простые вещества Диссимиляция По типу диссимиляции организмы делят на аэробныеи анаэробные. В организме человека, животных и большинства микроорганизмов энергия образуется в результате реакций катаболизма при дыханииили брожении.Эта энергия переходит в особую форму - энергию макроэргических связей молекул АТФ. С использованием энергии АТФ происходит биосинтез, деление клетки, сокращение мышц и другие процессы. Синтез АТФ осуществляется в митохондриях. Аэробная диссимиляция Энергетический обмен проходит в 3 этапа. 1-й этап -подготовительный. На этом этапе молекулы сложных веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) распадаются до мономеров. Выделяется небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла. Синтез АТФ не происходит. 2-й этап -бескислородный (анаэробный). Бескислородный распад протекает в цитоплазме клеток. Мономеры, образовавшиеся на первом этапе, расщепляются без участия кислорода, в несколько стадий. Расщепление происходит под действием ферментов с образованием энергии АТФ. Например, в мышцах (в цитоплазме клеток) молекула глюкозы распадается на две молекулы молочной кислоты и две молекулы АТФ. 3-й этап -кислородное расщепление (аэробное дыхание). Все реакции этой стадии катализируются ферментами и проходят при участии кислорода в митохондриях. Вещества, образовавшиеся в предыдущем этапе, окисляются до конечных продуктов - СО2 и Н2О. При этом выделяется большое количество энергии. Анаэробная диссимиляция Распад глюкозы у анаэробныхбактерий может идти в бескислородных условиях. Этот процесс называется брожением.При брожении выделяется не вся энергия, заключенная в веществе, а лишь часть ее. Остальная энергия остается в химических связях в образовавшемся веществе. При спиртовом брожении образуется спирт и две молекулы АТФ. 6)Окислительное фосфорилирование (ОФ). Разобщение ОФ и его медицинское значение. Лихорадка и гипертремия. Сходства и различия. А) Окисли́тельное фосфорили́рование — метаболический путь, при котором в митохондриях клеток энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в виде ATФ Окислительное фосфорилирование — фундаментальный биохимический механизм, обеспечивающий сопряжение окислительных реакций с запасанием энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток. При разобщении окисления и фосфорилирования высвобождаемая в первой реакции энергия бесполезно рассеивается в виде тепла. ЛИХОРАДКА - типовая терморегуляторная реакция организма на действие пирогенного фактора; характеризуется динамической перестройкой функции системы терморегуляции; проявляется временным повышением температуры тела выше нормы. Гипертермия (от гипер… и греч. therme — тепло), перегревание, накопление избыточного тепла в организме человека и животных с повышением температуры тела, вызванное внешними факторами Причиной гипертермических реакции являются непирогенные агенты. В основе развития гипертермических реакций обычно лежит временное преобладание теплопродукции над теплоотдачей. 7)2-ой закон термодинамики и его применение в биологии. Энтропия и негэнтропия. Второй закон термодинамики Первый закон термодинамики утверждает только о сохранении энергии, но не указывает направления, в котором могут осуществляться термодинамические процессы. Возможное направление термодинамических процессов является предметом второго закона термодинамики. Второй закон термодинамики указывает, что все реальные процессы (в том числе в биологических системах), сопровождаются рассеянием некоторой части энергии в теплоту. Все формы энергии (механическая, химическая, электрическая и т.п.) могут быть превращены в теплоту без остатка. Но сама теплота не может превращаться полностью в другие формы энергии. Не существует двигателя или процесса, который бы преобразовывал теплоту в другую форму энергию с 100% эффективностью. Как известно, рассеяние теплоты означает энергетическое разложение. Теплота - деградированная форма энергии, поскольку термическое движение молекул беспорядочный и вероятностный процесс. Таким образом, энергетическое рассеивание в форме теплоты необратимо. Согласно второму закону термодинамики, каждый реальный процесс, происходящий в термодинамической системе, может осуществляться только в одном направлении. Противоположный процесс, при котором как система, так и окружающая среда возвращались бы в их первоначальные состояния, невозможен. Одна из формулировок второго закон термодинамики (Клазиуса) указывает, что теплота не может передаваться самопроизвольно от тела, обладающего более низкой температурой, телу с более высокой температурой |