Биология как одна из теоретических основ медицины, ее задачи, объект и методы исследования. Биологические науки
 Скачать 420.16 Kb.
|
|
Биология как одна из теоретических основ медицины, ее задачи, объект и методы исследования. Биологические науки. Важность изучения биологии для медика определяется тем, что биология - это теоретическая основа медицины. Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями, поэтому врач постоянно должен быть осведомлен с новейших достижениях биологии. Теоретические достижения биологии широко применятся в медицине. Так данные генетики позволили разрабатывать методы ранней диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека. Селекция микроорганизмов позволяет получать ферменты, витамины, гормоны необходимые для лечения ряда заболеваний. Знание закономерностей размножения и распространения вирусов, болезнетворных бактерий, простейших, червей необходимо для борьбы с инфекц. и паразитар. заболеваниями Объект: жизнь Задачи: · Они состоят в изучении строения и функции живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой; · раскрытии сущности жизни; · систематизации многообразия живых организмов. Методы: · метод наблюдения и описания — заключается в сборе и описании фактов; · метод измерений — использует измерения характеристик объектов · сравнительный метод — основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов; · исторический метод — изучает ход развития исследуемого объекта; · метод эксперимента — дает возможность изучать явления природы в заданных условиях; · метод моделирования — позволяет описывать сложные природные явления с помощью относительно простых моделей. Изучение закономерностей, процессов и механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации является основой для выделения эмбриологии, генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики. Сведения, получаемые каждой из наук, объединяются, взаимодополняя и обогащая друг друга, поэтому нужно изучать многое в совокпуности. Науки биологии: экология, паразитология, цитология, зоология, ботаника, анатомия, вирусология, иммунология, палеонтология, физиология, гистология, микология, орнитология и тд. Развитие представлений о сущности жизни. Определение жизни. Гипотезы о происхождении жизни. Главные этапы возникновения и развития жизни. Иерархические уровни организации жизни. Жизнь – это способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, важным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей средой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь. Гипотезы о происхождении жизни: Креационизм. Многообразие форм органического мира является результатом сотворения их Богом. Гипотеза панспермии. Жизнь занесена из космоса Гипотеза абиогенеза. Возникновение живого из неживого, но ее опроверг опыт с сосудами Главные этапы возникновения и развития жизни: 1. Образование первичной атмосферы из газов, послуживших “сырьем“ для синтеза органических веществ. 2. Абиогенное образование органических веществ, в том числе мономеров - аминокислот, мононуклеотидов, сахаров. 3. Полимеризация мономеров в полимеры - полипептиды, полинуклеотиды. 4. Образование протобионтов - предбиологических форм сложного химического состава, имеющих некоторые свойства живых существ. 5. Возникновение примитивных клеток - простейших живых форм. 6. Биологическая эволюция возникших живых существ. Молекулярный уровень. Он представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке. Клеточный уровень. Основная единица – клетка, является самостоятельно функционирующий биологической единицей. Тканевой уровень. Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки Органный уровень представлен органами организмов. Организменный уровень. Он представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий. Популяционно-видовой уровень Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций. Биогеоценотический уровень. Он представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни. Биосферный уровень. Он представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой. 3.Клеточная теория, основные ее положения. История становления и современное содержание. Значение клеточной теории в развитии биологии и медицины. Вклад отечественных и зарубежных ученых в учение о клетке. Клеточная теория — это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов. Основные положения: клетка – целостная живая структура, состоящая из органелл; любые клетки (эукариоты, прокариоты) сходны по строению, химическому составу, метаболизму, функциям; клетка – сложная самостоятельная система, способная к саморегуляции, обновлению, воспроизведению; клетки размножаются только бесполым путём – делением; клетки хранят генетическую информацию и передают её потомкам; клетка – СФЕ многоклеточного организма; клетка осуществляет рост, развитие, обмен веществ и энергии в многоклеточном организме; специализированные клетки формируют ткани, из которых состоят взаимосвязанные органы; клетка является доказательством единства всего живого мира История создания клеточной теории началась в 1655 году, когда британский учёный Р. Гук впервые открыл термин «клетка». Своими работами он стал вдохновителем Левенгука на создание микроскопа, что стало толчком в развитии цитологии. Позже ученые Линк и Молднхоуэр обнаруживают в клетках наличие самостоятельных стенок, то, что позже станет известно как мембрана. А в 1830 году Роберт Броун впервые описывает ядро клетки. Большой вклад в развитие клеточной теории был сделан немецкими учеными Т. Шванном и М. Шлейденом, которые в частности сформулировали основные постулаты клеточной теории: Все без исключения организмы состоят из клеток, которые растут и развиваются по одним и тем же законам. Общий принцип развития элементарных частей организма – клеткообразование. Каждая клетка представляет собой сложный биологический механизм и является своего рода отдельным индивидом. Совокупность же клеток образует ткани. В клетках происходят разные процессы, такие как возникновение новых клеток, увеличение клеток в раз мерах, утолщение их стенок и так далее. Правда, Шванн и Шлейден ошибочно полагали, что клетки образуются из некого «неклеточного вещества». Эта идея впоследствии была опровергнута другим известным немецким биологом Р. Вирховым, который доказал, что «всякая клетка может происходить исключительно из другой клетки». Это положение стало также одним из важных частей клеточной теории. В 1874 г. русским ботаником И. Д. Чистяковым было открыто деление клетки — митоз, и, таким образом, подтвердилось предположение Р. Вирхова. Современное содержание: Клеточная структура является и главной, но не единственной формой существования жизни. Так как помимо клеток есть еще и вирусы (открытые русским ученым Дмитрием Ивановским в 1892 году), которые, по сути, клетками не являются, но только свои свойства могут проявлять внутри клеток, проникая в них как паразит. Существует два типа клеток: прокариотические, не имеющие ограниченного мембранами ядра и эукариотические, имеющие ядро, мембрану, все как положено порядочной клетке. К эукариотическим клеткам относятся клетки растений и животных, к клетками прокариотическим – клетки бактерий и архебактерий. . Также догматическая клеточная теория прошлого игнорировала особенности неклеточных структур в организме, и даже порой признавала их неживыми. На самом же деле в организме помимо собственно клеток есть многоядерные надклеточные структуры (синцитин, симпласты), безядерное межклеточное вещество, обладающее к тому же способностями к метаболизму. Современная клеточная теория занимается активным изучением этих элементов, так удалось выяснить, что синцитин и симпласты являются продуктом слияния клеток, а внеклеточное вещество образовалось в результате секреции клеток. Значение клеточной теории. Клеточная теория позволила понять, как зарождается, развивается и функционирует живой организм, то есть создала основу эволюционной теории развития жизни, а в медицине – понимания процессов жизнедеятельности и развития болезней на клеточном уровне – что открыло немыслимые ранее новые возможности диагностики, лечение заболеваний. 4. Клетка: определение. Основные типы организации клеток: про- и эукариотические клетки, общие черты и различия. Теория происхождения эукариотических клеток, ее доказательства. Неклеточные формы жизни. Клетка — элементарная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов. Клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение.
Происхождение эукариот могло быть связано с вынужденной эволюцией прокариотических организмов в атмосфере, которая стала содержать кислород. Существует несколько гипотез о путях возникновения эукариотических клеток. Наиболее популярная — симбиотическая гипотеза (симбиогенез). Согласно ей, эукариоты произошли в результате объединения в одной клетке разных прокариот, которые сначала вступили в симбиоз, а затем, все более специализируясь, стали органоидами единого организма-клетки. Как минимум симбиотическое происхождение имеют митохондрии и хлоропласты (пластиды вообще). Клеткой-хозяином мог быть относительно крупный анаэробный гетеротрофный прокариот, похожий на амебу. В отличие от других, он мог приобрести способность питаться путем фаго- и пиноцитоза, что позволяло ему захватывать других прокариот. Они не все переваривались, а снабжали хозяина продуктами своей жизнедеятельности). В свою очередь, получали от него питательные вещества. Митохондрии произошли от аэробных бактерий и позволили клетке-хозяину перейти к аэробному дыханию, которое не только намного эффективней, но и облегчает существование в атмосфере, содержащей достаточно большое количество кислорода. В такой среде аэробные организмы получают преимущество над анаэробными. Позже в некоторых клетках поселились похожие на ныне живущих синезеленых водорослей (цианобактерий) древние прокариоты. Они стали хлоропластами, дав начало эволюционной ветви растений. В пользу симбиотического происхождения эукариот говорит то, что митохондрии и хлоропласты имеют собственную ДНК, причем кольцевую и не связанную с белками (также обстоит дело у прокариот). Однако в генах митохондрий и пластид есть интроны, чего нет у прокариот. Пластиды и митохондрии не воспроизводятся клеткой с нуля. Они образуются из ранее существующих таких же органелл путем их деления и последующего роста Неклеточные формы жизни. Вирусы не имеют клеточного строения. Они представляют собой простейшую форму жизни на нашей планете. Вирусы — переходная форма между живой и неживой материей. Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Вирусы — это внутриклеточные паразиты, и вне клетки они не проявляют никаких свойств живого (не растут, не питаются, не вырабатывают энергии, у них нет обмена веществ). От неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами: способны воспроизводить себе подобные формы (размножаться); обладают наследственностью и изменчивостью. Устроены вирусы очень просто. Они состоят из генетического материала (РНК или ДНК), заключённого в белковую оболочку, которую называют капсид. Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю деятельность клетки на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков. До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка её лопается, и вирусы выходят из клетки хозяина. 5. Основные структурные компоненты клетки. Структура и функция цитоплазмы. Органеллы животной и растительной клетки: определение, классификация. Включения: определение, виды. К основным компонентам клетки относят ядро, цитоплазму и цитоплазмаетическую мембрану, котоая состоит из двойного слоя липидов и белков. Цитоплазма – это все внутреннее содержимое клетки за исключением ядра: гиалоплазма, органоиды и включения. Гиалоплазма – это жидкая часть цитоплазмы. Функции: обеспечение взаимодействия между всеми структурами цитоплазмы, осуществляет гликолиз, биосинтез белков и мономеров. Органиоды – это постоянные струтуры цитоплазмы, имеющие определенное строение и функции. Органиоды деляться на два вида: общего назначения и специального. К органоидам обшего назначения относят ЭПС, КГ, митохондрии, пластиды, рибосомы. К органоидам специального назначения относят жгутики, реснички, микроворсинки, миофибриллы и нейрофибриллы. Также органиоды классифицируют по строение на мембранные и немембранные. Мембранные органиоды делятся еще на две группы: на одномембранные, к которым относят ЭПС, КГ, лизосомы и вакуоли и двумембранные, к которым относят митохондрии и пластиды. К немембранным органоидам относятся рибосомы, клеточный центр и цитоскелет. ЭПС – это система мембранных полостей, которые пронизывают цитопламзы, она бывает гранулярной, то есть содержит рибосомы на своей поверхности, и гладкой – без. Функции: синтез веществ (белков, липидов и углеводов), транспорт веществ и деление клетки на отсеки. КГ – это система плоских мембранных полостей, образующих стопку, по краям которой отпочковываются пузырьки. Функции: накопление веществ от ЭПС, упаковка и выведения веществ, образование лизосом и обновление плазмолеммы. Лизосомы – это мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты. Делятся на первичные, которые содержат только ферменты, и вторичные, которые содержат ферменты и субстра. Функции: внутриклеточное вищеварение, уничтожение дифективных органелл, вирусов и бактерий. Вакуоли – мембарнные поости, заполненные водными растворами (клеточным соком). Функция: поддержание тургора клетки, хранение запасных веществ. Митохондрии. Двумембранные оргоноиды, у которых наружная мембрана гладкая, а внутренная образует складки – кристы, внутренним содержимым которых является матрикс. Функции: синтез АТФ. Произошли путем симбиоза. Пластиды – двумембранные органоиды линзовидной формы. Бывают 3 типов: хлоропласты – зеленые, содержат хлорофилл, хромопласты – красные и орнажевые пластиды, которые придают окраску плодам, лейкопласты – бесцветные пластиды, которые находятся в корнях и хранят питательные вещества. Рибосомы – самые мелкие органоиды. Состоят из двух субъединиц: большой и малой, которые синтезируются в ядрышке. Клеточный центр – органоиды, которые участвуют в делении клетки, формируют полюса и веретно деления. Цитоскелет: микротрубочки, состоящие из белка тубулина, которые поддерживают форму клеток, участвуют в транспорте, образуют веретно деления, и филаменты – это белковые нити. Реснички и жгутики – выросты на поверхности клетки, которые отвечают за движение и создание тока жидкости. |