1.Свойства жизни и уровни организации живых систем. Клетка как элементарная структурная и функциональная единица живого. Основные положения клеточной теории.

Самосохранение(СИСТЕМА МЕМБРАН), Саморегуляция(система получения и превращения энергии), Самовоспроизведение(Репликация ,Транскрипция, Трансляция)

Доорганизменный:

Молекулярный

Организменный:

Тканевый

Клеточный

Органный

Организменный

Надорганизменный:

Популяционно-видовой

Биоценотический

Биосферный

Молекулярный уровень. Молекулярный уровень несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни. На этом уровне обнаруживается удивительное однообразие дискретных единиц. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот и 4 одинаковых азотистых основания, входящих в состав молекуnл нуклеиновых кислот. У всех организмов биологическая энергия запасается в виде богатой энергией аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Наследственная информация у всех заложена в молекулах дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), способной к самовоспроизведению. Реализация наследственной информации осуществляется при участии молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК).

На этом уровне осуществляются важнейшие процессы ж/д

Клеточный уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным. В истории жизни на нашей планете был такой период (первая половина протерозойской эры –

2 млрд лет назад), когда все организмы находились на этом уровне организации. Из таких организмов состояли все виды, биоценозы и биосфера в целом.

Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани. Большое сходство между всеми организмами сохраняется на тканевом уровне.

Органный уровень. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. Всего лишь шесть основных тканей входят в состав органов всех животных и шесть основных тканей образуют органы у растений.

---

Организменный уровень. На организменном уровне обнаруживается чрезвычайно большое многообразие форм. Разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также в пределах одного вида, объясняется не разнообразием дискретных единиц низшего порядка - клеток, тканей, органов, а усложнением их комбинаций, обеспечивающих качественные особенности организмов. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений. Каждый вид состоит из отдельных индивидуумов (организмы, особи), имеющих свои отличительные черты. На этом уровне происходит реализация генетической информации.

Популяционно-видовой уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию. Популяция – это надорганизменная живая система, которая является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней начинаются процессы видообразования. Популяция входит в состав биоценозов

Биоценотический уровень. Биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации. Они являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов.

На этом уровне осуществляются вещественно- энергетические круговороты, связаные с ж/д организмов.

Биосферный уровень. Биогеоценозы в совокупности составляют биосферу и обусловливают все процессы, протекающие в ней.

Осуществляется объединение всех круговоротов в единый биосферный.

КЛЕТКА — элементарная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самовоспроизведению и развитию. Нек-рые микроорганизмы, напр, бактерии, многие водоросли, грибы и простейшие, могут состоять из одной клетки. Многоклеточные организмы, к к-рым относятся все высшие растения, животные и человек, построены из большого количества различных клеток, объединенных в ткани и органы.

Клеточная теория:

---

Шлейден ,Шванн(1838-1839)

1. Клетка - наименьшая единица живого.

а) Имеется в виду, что отдельные компоненты клетки (ядро, митохондрии и т.д.) не могут полноценно существовать в изолированном состоянии: в них быстро развиваются процессы аутолиза и дегенерации.

б) В отличие от этого, многие клетки удаётся длительно культивировать в подходящей питательной среде с сохранением их жизнедеятельности.

2. Клетки сходны по общему плану строения (имеют 3 основных компонента):

а) плазматическую мембрану, которая отделяет содержимое клетки от внеклеточной среды,

б) ядро, содержащее наследственный материал (ДНК), связанный с ядерными белками,

в) цитоплазму - внеядерную часть клетки, включающую гомогенную гиалоплазму и многочисленные цитоплазматические структуры.

Исключение составляют эритроциты, которые у млекопитающих лишены ядра

3. Клетки размножаются только путём деления ("каждая клетка - из клетки").

а) Не все клетки способны к делению: многие клетки, выполняющие сложные функции, в процессе своего созревания утратили эту способность.

б) Но появление новых клеток происходит только путём деления таких клеток, которые способны делиться.

4. В организме клетки функционируют не изолированно, а в тесной связи друг с другом, образуя единое целое (ткани, органы, системы органов).

а) Поэтому клетки весьма различны: одни настроены на выполнение одного круга функций, другие - другого.

б) Отсюда - различия структуры клеток и образуемого ими межклеточного вещества.

2. Структурно – функциональная организация про- и эукариотических клеток.

Прокариоты:

Размеры клеток не более 10 мкм, обычно 0,5-3мкм ,отсутствует развитая система мембран, отсутствует клеточный центр, отсутствуют большинство органелл ,отсутствующие органеллы заменяют выросты цитоплазматической мембраны-мезосомы, отсутствует циклоз- движение цитоплазмы ,рибосомы прокариот отличаются от рибосом эукариот ,нет ядра. Есть кольцевая молекула ДНК единственной хромосомы ,лишенная белков гистонов. Оболочка (поверхностный аппарат) клеток прокариот сос¬тоит из плазмалеммы (ПМ) и поверхностных структур (кле¬точная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки).

• 
  Слизистые слои и капсула- Создают дополнительную защиту,
  
• 
  Клеточная стенка (КС)- Придает клетке форму, препятствует ее осмотическому набуханию и разрыву. Через поры КС легко проникают вода, ионы, мелкие молекулы.Основной компонент-муреин.
  
• 
  Жгутики-обеспечивают передвижение.
  
• 
  Ворсинки (пили)- Служат для прикрепления клеток к субстрату или друг к другу; участвуют в транспорте продуктов обмена веществ
  

---

Плазмалемма (ПМ)- Сходна с ПМ эукариот, но в ней больше белков . Содержит группу липидов которых нет в ПМ эукариот. ПМ не способна к эндо- и экзоцитозу.

Эукариоты:

Эукариотические клетки имеют структурно оформленное ядро , возникли на базе прокариотических клеток благодаря эндосимбиозу разных прокариотических клеток. Размеры от10 до 100 мкм. Основные компоненты-оболочка, цитоплазма, ядро. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах ядра.

Органеллы — постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции.

• мембранные органеллы: митохондрии, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы, пластиды;

• немембранные органеллы: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофибриллы, микрофиламенты.

Специальные органеллы, имеющиеся в цитоплазме только определенных клеток и выполняющие специфические функции этих клеток. Специальные органеллы делятся на:

• цитоплазматические — миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы;

• органеллы клеточной поверхности — реснички, жгутики.

3. Клеточный цикл. Основные варианты клеточного цикла.

Жизненный цикл клетки (ЖЦК) - период существования клетки от ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Жизненный цикл пролиферирующих клеток (способных к делению) складывается из гетерокаталитической интерфазы(выполнение своих функции) и митотического цикла. В митотическом цикле выделяют период подготовки клетки к делению (автокаталитическая интерфаза) и само деление - митоз. Автокаталитическая интерфаза подразделяется на периоды: G1 (пресинтетический), S (синтетический), G2 (постсинтетический).Митоз(Профаза, Метафаза, Анафаза, Телофаза)

Варианты клеточного цикла:

1. Остановка в G0, дифференцировка

2. Остановка в G2, дифференцировка

3. Дробление: G1 отсутствует, S короткий - синхронная репликация, G2 короткий.

4.Деление амитозом

Подготовка к делению (автокаталитическая интерфаза)

• 
  Пресинтетический период(G1)2n2с - Хромосомы однохроматидные, декон-денсированные, при световой микроскопии не выявляются. Накапливаются белки и РНК, увеличивается количество митохондрий.
  

---

• 
  Синтетический период( S)2n4с - Репликация ДНК, хромосомы двухроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляются. Продолжается синтез РНК и белков.
  

• 
  Постсинтетический период (G2)2n4c - Остановка синтеза ДНК, хромосомы двухроматидные, деконденсированные, при световой микроскопии не выявляются. Накапливается энергия, синтезируется РНК и белки, формирующие нити веретена деления.
  

4. Воспроизведение на молекулярном уровне. Репликация ДНК.

Реплика́ция ДНК — это процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, который происходит в процессе деления клетки на матрице родительской молекулы ДНК. При этом генетический материал, зашифрованный в ДНК, удваивается и делится между дочерними клетками. Репликацию ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Хеликаза, топоизомераза и ДНК-связывающие белки расплетают ДНК, удерживают матрицу в разведённом состоянии и вращают молекулу ДНК. Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарных пар оснований и активностью ДНК-полимеразы, способной распознать и исправить ошибку. Репликация у эукариот осуществляется несколькими разными ДНК-полимеразами. Далее происходит закручивание синтезированных молекул по принципу суперспирализации и дальнейшей компактизации ДНК. Синтез энергозатратный.

Цепи молекулы ДНК расходятся, образую репликационную вилку, и каждая из них становится матрицей, на которой синтезируется новая комплементарная цепь. В результате образуются две новые двуспиральные молекулы ДНК, идентичные родительской молекуле.

ФЕРМЕНТЫ и другие БЕЛКИ, обеспечивающие репликацию ДНК:

Геликаза — расплетает двойную спираль ДНК.

Дестабилизирующие белки — выпрямляют цепи ДНК.

ДНК-топоизомераза — разрывает фосфодиэфирные связи в одной из цепей ДНК, снимает напряжение спирали.

РНК-праймаза — обеспечивает синтез РНК-затравки для фрагментов Оказаки.

ДНК-полимеразы — синтез полинуклеотидной цепи в направлении 5' ->3'.

ДНК-лиеаза - сшивает фрагменты Оказаки после удаления РНК-затравки.

5. Воспроизведение на клеточном уровне. Митотический цикл. Митоз.

• 
  Профаза(2n4с) ----Начало конденсации хромосом, они различимы при световой микроскопии, двухроматидные. Демонтаж ядерной оболочки, исчезновение ядрышка, деление центриолей и расхождение их к полюсам клетки, построение веретена деления.
  
• 
  Метафаза(2n4с)----Хромосомы максимально конденсированы, двухроматидные, располагаются в плоскости экватора клетки, хорошо различимы при световой микроскопии. К центромерам прикрепляются нити веретена деления.
  
• 
  Анафаза(4n4с)----Деление центромер, расхождение сестринских хроматид к различным полюсам клетки. Хромосомы максимально конденсированы, однохроматидные, различимы при световой микроскопии.
  
• 
  Телофаза(2n2с)----Хромосомы однохроматидные, деконденсированные, не выявляемые при световой микроскопии. Формирование ядрышка, цитотомия, образование двух дочерних клеток.
  

---

Смотрите также файлы

• Мифы народов мира.docx

• Утопия не может существовать в обществе Равенство это утопия негодяев. Дельфина де Жирарден.docx

• Сибирский институт управления филиал ранхиГС.docx

• Теория принятия решений преподаватель доцент кафедры ису, к т. н. Бушуева Марина Евгеньевна биматричные игры.ppt

• Т. В. Стоянова, на. Тупицкая, Ю. И. Кузьмин курс физики том 4 квантовая механика. Физика твёрдого тела. Атомная и ядерная физика учебник санкт петербург 2014 удк 539. 1 530. 145(075. 8).pdf