Биология клетки, размножение организмов
 Скачать 126.86 Kb.
|
|
Тема: «Биология клетки, размножение организмов» 1. Биология как наука. Связь биологии с другими науками. Место и задачи биологии в подготовке врача. Биология — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой. Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке. Термин "биология" был предложен в 1802 году. В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия. Связь биологии с другими науками. Многообразие живой природы столь велико, что современную биологию нужно представлять как комплекс наук. В связи с бурным развитием науки и техники появляются новые направления изучения живых организмов, появляются новые науки, связанные с биологией. Основные биологические науки: Анатомия – внешнее и внутреннее строение организмов Физиология – процессы жизнедеятельности Медицина – заболевания человека, их причины и методы их лечения Экология – взаимосвязи организмов в природе Генетика – законы наследственности и изменчивости Цитология – наука о клетках (строении, жизнедеятельности и т.д.) Биохимия – биохимические процессы в живых организмах Биофизика – физические явления в живых организмах Селекция – создание новых и улучшение существующих сортов, пород, штаммов. Палеонтология – ископаемые останки древних организмов. Эмбриология – развитие зародышей. В связи с практическими потребностями человека возникают различные направления биологии. Целью преподавания биологии является формирование у студентов умения использовать теоретические знания и практические навыки, полученные при изучении биологии, в своей дальнейшей учебной деятельности на теоретических и клинических кафедрах вуза, в своей профессиональной деятельности. В наше время биология — стандартный предмет в средних и высших учебных заведениях всего мира. Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов. 2. Человек как объект биологии. Значение биологического и социального наследия человека для медицины. Раскрытие этих тем поможет студентам понять существо жизненных процессов и правильно оценить возможности лечебного действия лекарственных веществ на организм человека. Предмет "Биология" в фармацевтических вузах (факультетах) совместно с другими дисциплинами призван, в конечном счете, сформировать специалиста, способного решать общебиологические, медицинские и фармацевтические задачи, связанные с проблемой "Человек и лекарства". 1.Уметь интерпретировать универсальные биологические явления, основные свойства живого (наследственность, изменчивость, раздражимость, обмен веществ и т. д.) в применении к человеку. 2.Знать эволюционные связи (филогенез органов, возникновение пороков развития). 3.Анализировать закономерности и механизмы нормального онтогенеза и интерпретировать их в отношении к человеку. 4.Владеть основами медико-биологического исследования человека. 5.Интерпретировать явления паразитизма. 3. Развития понятия жизнь на современном этапе. Определения понятия «жизнь». Фундаментальные свойства живого. Жизнь - это макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовозобновлению, обмен веществ и тонко регуляторный процесс. Свойства живого: 1.Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот. 2.Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем 3.Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации 4.Большинство химических процессов в организме находятся не в динамичном состоянии 5.Живые организмы способны к росту Признаки живого: 1. Обмен веществом и энергией. 2. Обмен веществ – особый способ взаимодействия живых организмов со средой. 3. Обмен веществ требует постоянного притока некоторых веществ и энергии из вне и выделения некоторых продуктов диссимиляции во внешнюю среду. Организм является открытой системой. 4. Раздражимость – заключается в передаче информации от внешней среды к организму; на основе раздражимости осуществляется. Саморегуляция и гомеостаз. 5. Репродукция – это воспроизведение себе подобных. 6. Наследственность – поток информации между поколениями, в результате чего обеспечивается преемственность. 7. Изменчивость – появление новых признаков в процессе репродукции; основа эволюции. 8. Онтогенез – индивидуальное развитие, реализация индивидуальной программы. 9. Филогенез – историческое развитие, эволюционное развитие осуществляется в результате наследственной изменчивости, естественного отбора и борьбы за существование. 10. Организмы включены в процесс эволюции. 4. Происхождение жизни: гипотеза панспермии и абиогенного происхождения жизни. Главные этапы возникновения и развития жизни. Панспермия — гипотеза о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства так называемых «зародышей жизни» Согласно панспермии, рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами или под действием давления света. Гипотеза панспермии никак не объясняет возникновение жизни, суть этой концепции заключается в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи. Концепция панспермии базируется на двух исходных положениях:1 Вечность жизни. Повсеместность распространения жизни во Вселенной. Абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую. Главные этапы на пути возникновения и развития жизни состоят в: 1) Образовании атмосферы из газов, которые могли бы служить «сырьем» для синтеза органических веществ (метана, оксида и диоксида углерода, аммиака, сероводорода, цианистых соединений), и паров воды; 2) Абиогенном (т.е. происходящем без участия организмов) образовании простых органических веществ, в том числе мономеров биологических полимеров — аминокислот, сахаров, азотистых оснований, АТФ и других мононуклеотидов; 3) Полимеризации мономеров в биологические полимеры, прежде всего белки (полипептиды) и нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды); 4) Образовании предбиологических форм сложного химического состава — протобионтов, имеющих некоторые свойства живых существ; 5) Возникновении простейших живых форм, имеющих всю совокупность главных свойств жизни,— примитивных клеток; 6) биологической эволюции возникших живых существ. . 5. Особенности химического состава живых организмов. Биологическое значение химических элементов ( биоэлементы, иерархия клеточной организации). Живые организмы содержат те же химические элементы, что и неживая природа. Клетки организма человека состоят из разнообразных неорганических и органических веществ. Содержание некоторых элементов больше, их называют макроэлементами: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера и др. Микроэлементы в организме содержатся в малых количествах, но тоже играют важную роль, например, йод. В состав клеток входят вода (от 40 до 98% её массы) и минеральные соли. Органические вещества образуются в живых организмах. Важнейшими из них являются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) и витамины. Органические вещества образуют важнейшие структуры клетки и служат источником энергии. Характерной особенностью многих органических веществ является их полимерная структура. Так, крахмал состоит из большого числа молекул глюкозы. Белки в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты. А ДНК несет важнейшую функцию — является хранителем наследственной информации, зашифрованной в виде последовательности нуклеотидов. Эта информация проявляется через структуру белков, которые помимо структурной несут еще одну очень важную функцию — являются катализаторами химических процессов, происходящих в клетке. Жиры не растворяются в воде, поэтому жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран также служат важнейшим источником энергии в организме. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода; многие из них хорошо растворимы в воде и являются основными источниками энергии для осуществления жизненно важных процессов. Нуклеиновые кислоты, образующиеся в клеточном ядре, состоят из углерода, кислорода, водорода и фосфора. Различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (ДНК) находятся в хромосомах и определяют состав белков клетки и передачу наследственных признаков и свойств от родителей к потомству и рибонуклеиновые (РНК) - связаны с образованием характерных для этой клетки белков. Биоэлементы - химические элементы, являющиеся основой органических молекул 6. Вода как первичная среда жизни и ее физико-химические свойства. Биологическая роль воды. Содержание воды в клетке — от 40 до 98% ее массы. Роль воды в клетке: Растворитель для полярных веществ. Среда для транспорта различных веществ. Удерживает тепло (предохраняет организм от перепадов температуры). Температура кипения высока, испарение способствует охлаждению. Плотность при замерзании понижается, поэтому лёд легче воды. Участвует в реакциях обмена веществ. Вода – источник водорода в процессе фотосинтеза. Реакции гидролиза. Недостаток воды является одним из факторов естественного отбора, влияющим на видообразование. Вода — оксид водорода — одно из наиболее распространенных и важных веществ. Поверхность Земли, занятая водой, в 2,5 раза больше поверхности суши. Чистой воды в природе нет, — она всегда содержит примеси. Получают чистую воду методом перегонки. Перегнанная вода называется дистиллированной. Состав воды (по массе): 11 % водорода и 89 % кислорода. Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 0° С (1 г/см3). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0° С и кипит при 100° С. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода — хороший растворитель. Молекула воды — диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород, — отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы. Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: максимальная плотность при 4° С, высокая температура кипения и теплоемкость. С повышением температуры водородные связи разрываются, и полный разрыв наступает при переходе воды в пар. При обычных условиях вода взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединения - кристаллогидраты. 7. Эволюционно - обусловленные уровни организации жизни. Проявления главных свойств жизни на различных уровнях ее организации. 1. Молекулярный уровень. Начальный уровень организации живого. Предмет исследования – молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке. 2. Клеточный уровень. Изучение клеток, выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые другие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы. 3. Тканевый уровень. Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами. 4. Органный уровень. У организмов, начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов. 5. Организменный уровень. Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами. 6. Популяционно-видовой уровень. Организмы одного и того же вида, совместно обитающие в определенных ареалах, составляют популяцию. Сейчас на Земле насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн. видов животных. 7. Биогеоценотический уровень. Представлен совокупностью организмов разных видов, в той или иной степени зависящих друг от друга. 8. Биосферный уровень. Высшая форма организации живого. Включает все биогеоценозы, связанные общим обменом веществ и превращением энергии. 8. Типы клеточной организации. Строение прокариотической и эукариотической клетки. Различают два типа клеточной организации: прокариотический и эукариотический.
9. Гипотезы происхождения эукариотических клеток (симбиотическая, инвагинационная). Современные доказательства симбиотического происхождения эукариот. |
