1.Химический состав. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые, но в организмах есть молекулы веществ, характерных только для живого (нуклеиновые кислоты, белки, липиды).
2.Дискретность и целостность. Любая биологическая система (клетка, организм, вид и т.д.) состоит из отдельных частей, т.е. дискретна. Взаимодействие этих частей образует целостную систему (например, в состав организма входят отдельные органы, связанные структурно и функционально в единое целое).
3.Структурная организация. Живые системы способны создавать порядок из хаотичного движения молекул, образуя определенные структуры. Для живого характерна упорядоченность в пространстве и времени. Это комплекс сложных саморегулирующихся процессов обмена веществ, протекающих в строго определенном порядке, направленном на поддержание постоянства внутренней среды - гомеостаза.
4.Обмен веществ и энергии . Живые организмы - открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой. При изменении условий среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды - гомеостаза. Например, продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составили начальное звено в длинной цепи реакций.
5.Самовоспроизведение. Самообновление. Время существования любой биологической системы ограничено. Для поддержания жизни происходит процесс самовоспроизведения, связанный с образованием новых молекул и структур, несущих генетическую информацию, находящуюся в молекулах ДНК.
6.Наследственность. Молекула ДНК способна хранить, передавать наследственную информацию, благодаря матричному принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между поколениями.
7.Изменчивость. При передаче наследственной информации иногда возникают различные отклонения, приводящие к изменению признаков и свойств у потомков. Если эти изменения благоприятствуют жизни, они могут закрепиться отбором.
8.Рост и развитие. Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности развития тех или иных признаков. Реализация информации происходит во время индивидуального развития - онтогенеза. Наопределенном этапе онтогенеза осуществляется рост организма, связанный с репродукцией молекул, клеток и других биологических структур. Рост сопровождается развитием.
9. Раздражимость и движение. Все живое избирательно реагирует на внешние воздействия специфическими реакциями благодаря свойству раздражимости. Организмы отвечают на воздействие движением. Проявление формы движения зависит от структуры организма.
3. Проявления жизни на нашей планете чрезвычайно многообразны. В связи с этим выделяют различные уровни организации живой материи, которые отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни. В основе представлений об уровнях организации лежит принцип дискретности.
Молекулярный уровень. Элементарными единицами этого уровня организации жизни являются химические вещества: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды и др. На этом уровне в основном проявляются такие важнейшие процыццессы жизнедеятельности, как передача наследственной информации, биосинтез, превращение энергии и др. Основная стратегия жизни на молекулярном уровне - способность создавать живое вещество и кодировать информацию, приобретенную в меняющихся условиях среды.
На клеточном уровне организации структурными элементами выступают различные органеллы. Способность к воспроизведению себе подобных, включение различных химических элементов Земли в состав клетки, регуляция химических реакций, запасание и потребление энергии - основные процессы этого уровня. Стратегия жизни на клеточном уровне - вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в живые системы.
Организменный уровень организации присущ одноклеточным и многоклеточным биосистемам (растениям, грибам, животным, в том числе человеку и разнообразным микроорганизмам). У живых организмов проявляются такие свойства, как питание, дыхание, выделение, раздражимость, рост и развитие, размножение, поведение, продолжительность жизни, взаимоотношения с окружающей средой. Все перечисленные процессы в совокупности характеризуют организм как целостную саморегулирующуюся биосистему. Основная стратегия жизни на этом уровне - ориентация организма (особи) на выживание в постоянно меняющихся условиях среды.
Популяционно-видовой уровень организации характеризуется объединением родственных особей в популяции, а популяций - в виды, что приводит к возникновению новых свойств системы. Основные свойства этого уровня: рождаемость, смертность, выживание, структура (половая, возрастная, экологическая), плотность, численность, функционирование в природе. Основная стратегия популяционно-видового уровня проявляется в более полном использовании возможностей среды обитания, в стремлении к возможно более длительному существованию, в сохранении свойств вида и самостоятельном развитии.
На биогеоценотическом (экосистемном) уровне организации основными структурными элементами являются популяции разных видов. Данный уровень характеризуется множеством свойств. К ним относятся: структура экосистемы, видовой и количественный состав ее населения, типы биотических связей, пищевые цепи и сети, трофические уровни, продуктивность, энергетика, устойчивость и др. Организующие свойства проявляются в круговороте веществ и потоке энергии, саморегулировании и устойчивости, автономности, открытости системы, сезонных изменениях. Основная стратегия этого уровня - активное использование всего многообразия окружающей среды и создание благоприятных условий развития и процветания жизни во всем ее многообразии.
Самым высоким уровнем организации жизни является биосферный . Основными структурными единицами этого уровня являются биогеоценозы (экосистемы) и окружающая их среда, т.е. географическая оболочка Земли (атмосфера, гидросфера, почва, солнечная радиация и др.) и антропогенное воздействие. Для этого уровня орган и организации характерны: активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты; биологический круговорот веществ и потоки энергии с входящими в него геохимическими циклами; хозяйственная и этнокультурная деятельность человека. Основная стратегия жизни на биосферном уровне - стремление обеспечить динамичную устойчивость биосферы как самой большой экосистемы нашей планеты.
клеточный ; биология клетки (цитология) - один из осн. разделов совр.биологии, включает проблемы морфологич. организаций клетки, специализации клеток в ходе развития,функций клеточной мембраны, механизмов и регуляции деления клетки. Эти проблемы имеют особенноважное значение для медицины, в частности, составляя основу проблемы рака.
На организменном уровне изучают особь и свойственные ей как целому чертыстроения, физиол. процессы, в т. ч. дифференцировку, механизмы адаптации (акклимации) и поведения, вчастности - нейрогумоарльные механизмы регуляции, функции ЦНС. На органотканевом уровне осн.проблемы заключаются в изучении особенностей строения и функций отд. органов и составляющих ихтканей
Биология - наука о жизни (от греч. биос - жизнь, логос - наука) - изучает закономерности жизни и развития живых существ. Термин «биология» был предложен немецким ботаником Г. Тревиранусом в 1802 г. и французским естествоиспытателем Ж.Ламарком в 1809 г. Биология относится к естественным наукам, так же как химия, физика, астрономия, геология. Современная биология представляет совокупность наук о живой природе. Каждая из биологических наук имеет свои объекты изучения, проблемы и использует различные методы исследования. Биология изучает все формы живых организмов, начиная от вирусов и заканчивая человеком, их строение, функции, развитие, происхождение, связь друг с другом и окружающей средой. Система биологических наук сложна что связано с многообразием форм жизни на Земле. 2
В биологии можно выделить дисциплины, изучающие морфологию, т. е. строение организмов, и физиологию, т. е. процессы, протекающие в живых организмах, и обмен веществ между организмом и средой. К морфологическим наукам относят, например, цитологию, исследующую строение клетки; гистологию - науку о тканях; анатомию - о форме и строении отдельных органов, систем и организма в целом. Различают анатомию человека, животных, растений. Изучением сходства и различий в строении животных занимается сравнительная анатомия. 4
Физиологические науки рассматривают процессы жизнедеятельности (функции) животных и растительных организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Физиологию человека и животных подразделяют на несколько дисциплин, тесно связанных между собой. Выделяют общую физиологию, которая исследует общие закономерности реакции организма и его структур на воздействие факторов внешней среды, и частную специальную, которая изучает механизмы реагирования отдельных классов животных (например, птиц или млекопитающих) или отдельных органов (например, печени или легких) на внешние воздействия. Физиология растений исследует общие закономерности физиолого-биохимических процессов, их сущность и взаимосвязь жизни растения с окружающими условиями. 5
Наука о наследственности и изменчивости живых организмов названа генетикой. В зависимости от объекта исследования выделяют генетику растений, животных, микроорганизмов и человека. Изучением закономерностей индивидуального развития занимается эмбриология. Основная задача экологии - исследование взаимодействия между организмами и окружающей средой, позволяющей им выживать, развиваться и размножаться. Антропология - наука о происхождении человека и его рас. Эта наука не только биологическая, но и социальная, так как понимание биологической эволюции человека невозможно без изучения закономерностей развития человеческого общества. 6
Для современной биологии характерны высокая специализация дисциплин, входящих в нее, и комплексное взаимодействие с другими науками, например химией, физикой, математикой, и появление новых сложных дисциплин. Появление новых химических и физических методов исследования в биологии привело к возникновению таких наук, как биохимия, биофизика, молекулярная биология. Биохимия изучает химический состав живых организмов, превращение веществ в процессе их жизнедеятельности; биофизика - физические свойства и процессы в отдельных органах, тканях, клетках и организма в целом. Молекулярная биология исследует основные свойства и проявления жизни на молекулярном уровне. Молекулярная биология возникла в начале 1950-х гг. ХХ в. как результат накопления знаний о структуре и функциях белков и нуклеиновых кислот. Использование комплексных методов исследования позволило изучить структуры и функции генетического аппарата клеток, механизм реализации генетической информации и т.д. Возникли новые дисциплины, такие как молекулярная генетика, молекулярная вирусология и др. 7
Важное место в биологии занимают как теоретические, так и практические направления исследований. Первые позволяют делать открытия, которые обеспечивают успешное развитие прикладных дисциплин, могут быть использованы человеком в практической деятельности. Учитывая научные достижения и высокие темпы развития биологических наук, можно считать, что с середины ХХ в. начался век биологии. Молекулярно-генетический анализ ДНК применяется для идентификации личности, определения родства и других медицинских целей. Методы генной инженерии используют для получения генетически модифицированных продуктов питания, лечения некоторых заболеваний человека. Биологические науки представляют теоретическую основу медицины, агрономии, животноводства и других отраслей народного хозяйства. Например, знание законов генетики и селекции позволяет выводить новые высокопродуктивные породы животных и более урожайные сорта растений. Открытия, сделанные в генной инженерии, могут быть использованы в биотехнологии (для получения биологически активных веществ, антибиотиков, ферментов, гормональных препаратов и др.), при клонировании. 8
Основные свойства живого Химический состав. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые, но в организмах есть молекулы веществ, характерных только для живого (нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов). Химические вещества, входящие в состав живых организмов, имеют более сложное строение, чем неживая природа. В живых организмах 98 % химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот, водород. В неживой природе кроме кислорода основное значение имеют кремний, железо, магний и др. Химическая организация тесно связана с упорядоченностью структуры и функции любого организма. 9
Основные свойства живого Дискретность и целостность. Жизнь на земле проявляется в виде дискретных форм. Любая биологическая система (клетка, организм, вид и Т.Д.) состоит из отдельных частей, т.е. дискретна. Взаимодействие этих частей образует целостную систему. Например, в состав организма входят отдельные органы, связанные структур но и функционально в единое целое; любой вид организмов включает отдельные особи. Дискретность строения – основа структурной упорядоченности, создающая возможность самообновления и замены некоторых частей системы без нарушения выполняемых ими функций. Например, «изношенные» органеллы клетки (митохондрии и др.) разрушаются и заменяются новыми; нарушения выполняемых ими функций (клеточное дыхание, синтез АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и др.) не происходит. 10
Основные свойства живого Структурная организация. Живые системы способны приводить в порядок хаотичное движение молекул, образуя определенные структуры. Для живого характерна упорядоченность в пространстве и времени. Это комплекс сложных саморегулирующихся процессов обмена веществ, протекающих в строго определенной последовательности, направленной на поддержание постоянства внутренней среды - гомеостаза. Сложность структурной организации живого прослеживается на всех уровнях. Открытые биологические системы неразрывно связаны с внешней средой, влияющей на процессы, протекающие в них. Например, в сложных сообществах организмов, называемых биоценозами, существуют многообразные взаимодействия и взаимозависимости между особями одного и разных видов, а также с окружающей их внешней средой. 11
Основные свойства живого Обмен веществ и энергии. Живые организмы - это открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой. Основу этого обмена составляют взаимосвязанные процессы ассимиляции и диссимиляции, которые происходят на клеточном уровне. Ассимиляция (уподобление) наблюдается в том случае, когда живой организм поглощает из внешней среды необходимые вещества и превращает их в вещества, специфичные для него. Этот процесс требует затраты энергии. При диссимиляции (процессе распада сложных веществ на простые) выделяется энергия, необходимая для реакции биосинтеза и конечные продукты распада. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава всех частей организма. При изменении условий среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды - гомеостаза. Например, продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие нате ферменты, которые составили начальное звено в длинной цепи реакций. 12
Основные свойства живого Самовоспроизведение. Время существования любой биологической системы ограничено. Для поддержания жизни необходим процесс самовоспроизведения, связанный с образованием новых структур, несущих генетическую информацию, которая находится в молекулах ДНК. На молекулярном уровне самовоспроизведение осуществляется на основе матричного синтеза, т.е. новые молекулы синтезируются в соответствии с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул. Живые существа, имея ограниченный срок жизни, размножаясь, оставляют после себя потомство. Размножение организмов всех видов, обитающих на Земле, поддерживает существование биосферы. 13
Основные свойства живого Наследственность. Молекула ДНК хранит и передает наследственную информацию благодаря матричному принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между поколениями. Наследственность - это способность организмов передавать из поколения в поколение при размножении свои признаки, свойства и особенности развития. Изменчивость. Это приобретение организмом новых признаков и свойств. При передаче наследственной информации иногда возникают различные отклонения, которые приводят к изменению признаков и свойств у потомков. Изменчивость обусловливает создание разнообразного материала для отбора наиболее приспособленных организмов к данным условиям среды. Если эти изменения благоприятствуют жизни, они закрепляются отбором. Так появляются новые виды. Наследственная изменчивость способствует эволюции видов. 14
Основные свойства живого Рост и развитие. Живая форма материи характеризуется индивидyaльным и историческим развитием. Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности развития тех или иных признаков. Реализация информации происходит в процессе индивидуального развития - онтогенеза. На определенном этапе онтогенеза осуществляется рост организма (увеличение массы), связанный с репродукцией молекул, клеток и других биологических структур и их дифференцировка (появление различий в структуре и функциях). Рост сопровождается развитием, в результате которого возникает новое качественное состояние объекта, образуются новые структуры, способные выполнять определенные функции. Например, у растений развиваются новые ветви, которые отличаются по структуре от других. В неживой природе, например, рост кристалла происходит за счет добавления подобных структур. Историческое развитие - филогенез - сопровождается образованием новых видов. Таким образом возникло все многообразие живых организмов на Земле. 15
Основные свойства живого Раздражимость и движение. Способность живых организмов избирательно реагировать на внешние воздействия специфическими реакциями называют раздражимостью. Животные более активно реагируют на воздействие внешней среды. Растения реагируют медленнее. Реакция высокоорганизованных животных и человека на раздражение происходит посредством нервной системы и называется рефлексом. Раздражимость - универсальное свойство всех живых существ. Организмы отвечают на воздействие движением. Организмы, не имеющие нервной системы и ведущие прикрепленный образ жизни, в ответ на воздействие раздражителя совершают движения, называемые тропизмами. Например, фототропизм - это реакция на свет у растений. Одноклеточные животные и некоторые клетки многоклеточного организма, например лейкоциты, совершают движения, называемые таксисами. Реакцию на воздействие химических веществ называют хемотаксисом. Неживые объекты реагируют на окружающую среду пассивно. Например, если камень толкнуть, он пассивно сдвинется с места. 16
Основные свойства живого Саморегуляция. Проявление всех основных свойств, характеризующих жизнь, связано с саморегуляцией, т.е. способностью живых биологических систем автоматически поддерживать на определенном постоянном уровне физиологические и другие биологические показатели. При саморегуляции управляющие факторы не воздействуют извне на регулируемую систему, а непосредственно формируются в ней. Механизмы саморегуляции разнообразны и зависят от уровня организации живой материи. Саморегуляция всех процессов жизнедеятельности в организмах осуществляется по принципу обратной связи. Недостаток каких-либо веществ активизирует внутренние ресурсы организма, а их избыток откладывается в запас. Например, повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы - инсулина, уменьшающего содержание сахара в ней. В свою очередь снижение уровня глюкозы в крови замедляет выделение гормона в кровяное русло. Избыток глюкозы под влиянием инсулина превращается в гликоген и откладывается в запас. 17
Уровни организации живой материи Молекулярно-генетический уровень. Любая живая система как бы сложно она не была организована, состоит из биологических макромолекул: белков, нуклеиновых кислот и других органических веществ. На молекулярно-генетическом уровне изучают физико- химические процессы, происходящие в организме (синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, обмен веществ и энергии, копирование генетической информации). Отмечается однообразие дискретных единиц. Четыре азотистых основания входят в состав нуклеиновых кислот. Двадцать аминокислот образуют молекулы белка. Элементарная единица - ген - это участок молекулы ДНК, содержащий определенную генетическую информацию. Элементарное явление - это редупликация (самовоспроизведение) молекул ДНК, которая осуществляется по принципу матричного синтеза. Происходит копирование генетической информации, заключенной в генах, что обеспечивает преемственность и сохранность свойств организмов в последующих поколениях. При редупликации могут возникать различные нарушения, изменяющие генетическую информацию (генные мутации), составляющие основу изменчивости. 18
Уровни организации живой материи Клеточный уровень. Клетка - основная структурная, функциональная и генетическая единица организации всех живых организмов. Элементарное явление - реакции клеточного метаболизма. На клеточном уровне изучают строение клеток и клеточных компонентов. Метаболизм, происходящий на уровне клетки, необходим для осуществления жизни на других уровнях. 19
Уровни организации живой материи Онтогенетический уровень. Элементарной единицей жизни на этом уровне является особь (организм). На онтогенетическом уровне изучают процессы, происходящие в организме, начиная с момента его зарождения и до прекращения жизни: особенности строения, физиологии, механизмы адаптации, поведение и т.д. Изменения, происходящие в течение всего периода индивидуального развития особи, составляют элементарное явление на данном уровне. Характерно многообразие форм, связанное с пространственными комбинациями, которые обусловливают новые качественные особенности организма. Процессы нормального онтогенеза могут быть нарушены необычными воздействиями. Любые физико- химические факторы внешней среды, к которым у организмов нет приспособления, выработанного в процессе эволюции, могут отрицательно влиять на воспроизводство. Например, некоторые химические вещества обладают тератогенным (вызывающим различные уродства) действием. 20
Уровни организации живой материи Популяционно-видовой уровень. Элементарная единица - популяция - это совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию, способных скрещиваться между собой и частично или полностью изолированных от других популяций того же вида. В этой системе происходят элементарные эволюционные преобразования, такие как естественный отбор, мутации. На популяционно-видовом уровне изучают факторы, влияющие на численность популяций, их половой состав, проблемы сохранения исчезающих видов и др. 21
Уровни организации живой материи Биогеоценотический и биосферный уровни. Элементарная структура - биогеоценоз - это исторически сложившиеся устойчивые сообщества растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы, т.е. целостная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. Биосфера представляет совокупность всех биогеоценозов, образующих единый комплекс, охватывающий все явления жизни на планете. Элементарное явление на биосферном уровне связано с круговоротом веществ и энергии, происходящим при участии живых организмов. 22
Все уровни организации живого тесно соединены между собой, что свидетельствует о целостности живой природы. Без биологических процессов, осуществляемых на этих уровнях, невозможны эволюция и существование жизни на Земле. На определенном этапе эволюционного развития появился человек. В его жизни главную роль играют социальные взаимоотношения. Но человек и все человечество - это составная часть биосферы, его здоровье зависит от умения приспосабливаться к меняющимся условиям среды. Если эта способность проявляется недостаточно, то могут возникнуть заболевания, затрагивающие различные уровни организации жизни (клеточный, онтогенетический). 23
Формы существования живой материи Все живые организмы, обитающие на Земле, разделены на две группы. К первой относят вирусы и фаги, не имеющие клеточного строения. Ко второй - все остальные организмы, для которых разнообразные клетки являются основной структурной единицей. 24
Формы существования живой материи Сложные вирусы имеют наружную оболочку, называемую суперкапсидом. Она построена из плазматической мембраны клетки-хозяина. К сложным вирусам относят вирусы герпеса (1), гриппа, СПИДа и др. Вирусы отличаются друг от друга формой капсида и строением оболочки. 26
Клеточные формы Большинство живых организмов, обитающих на Земле, имеют клеточное строение. В процессе эволюции органического мира клетка оказалась единственной элементарной системой, в которой возможно проявление всех закономерностей, характеризующих жизнь. Учитывая особенности строения клеток, все живые организмы делят на прокариоты и эукариоты. 29
Прокариотические клетки. Это организмы с неоформленным ядром, представленные бактериями и сине- зелеными водорослями. Большинство из них имеют малые размеры (до 10 мкм) И округлую, овальную или удлиненную формы клеток. Генетический материал (ДНК) единственной кольцевой хромосомы находится в цитоплазме и не отделен от нее оболочкой. Этот аналог ядра называют нуклеоидом. 30
Эукариотические клетки. Клетка - это основная структурная, функциональная и генетическая единица организации живого, элементарная живая система. Клетка может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. 31
Материи - это условное обозначение, принятое для классификации всех живых организмов на нашей планете. Живая природа Земли поистине разнообразна. Организмы могут принимать различные размеры: начиная от простейших и одноклеточных микробов, переходя к многоклеточным существам, и заканчивая самыми крупными животными на земле - китами.
Эволюция на Земле происходила таким образом, что организмы развивались от простейших (в прямом смысле) к более сложным. Так, то возникая, то исчезая, новые виды совершенствовались в ходе эволюции, принимая все более причудливый облик.
Чтобы систематизировать это невероятное количество живых организмов, и были введены уровни организации живой материи. Дело в том, что, несмотря на различия во внешнем виде и в строении, все организмы живой природы имеют общие черты: они так или иначе состоят из молекул, имеют в своем составе повторяющиеся элементы, в том или ином смысле - общие функции органов; они питаются, размножаются, стареют и умирают. Иными словами, свойства живого организма, несмотря на внешние различия, схожи. Собственно, ориентируясь на эти данные, можно проследить, как проходила эволюция на нашей планете.
2. Надмолекулярный или субклеточный. Уровень, на котором происходит структуризация молекул в органоиды клетки: хромосомы, вакуоли, ядро и т. д.
3. Клеточный. На этом уровне материя представлена в виде элементарной функциональной единицы - клетки.
4. Органно-тканевый уровень. Именно на этом уровне образуются все органы и ткани живого организма вне зависимости от их сложности: головной мозг, язык, почка и др. При этом следует иметь в виду, что ткань - совокупность клеток, объединенных общим строением и функцией. Орган - часть организма, в «обязанности» которой входит выполнение четко определенной функции.
5. Онтогенетический или организменный уровень. На этом уровне различные по функциональности органы объединяются в целостный организм. Говоря иначе, этот уровень представлен уже целостным индивидом любого вида.
6. Популяционно-видовой. Организмы или индивиды, имеющие сходное строение, функции и схожий облик и тем самым относящиеся к одному виду, включаются в одну популяцию. В биологии под популяцией понимают совокупность всех особей данного вида. В свою очередь, все они образуют генетически единую и обособленную систему. Популяция обитает в определенном месте - ареале и, как правило, не пересекается с представителями других видов. Вид, в свою очередь, представляет собой совокупность всех популяций. Живые организмы могут скрещиваться и производить потомство лишь в рамках своего вида.
7. Биоценотический. Уровень, на котором живые организмы объединяются в биоценозы - совокупность всех популяций, проживающих на конкретной территории. Принадлежность к тому или иному виду в этом случае не имеет значения.
8. Биогеоценотический. Этот уровень обусловлен образованием биогеоценозов, то есть совокупности биоценоза и неживых факторов (почва, климатические условия) в той области, где биоценоз обитает.
9. Биосферный. Уровень, объединяющий все живые организмы на планете.
Таким образом, уровни организации живой материи включают в себя девять пунктов. Подобная классификация определяет существующую в современной науке систематизацию живых организмов.
Псковский Государственный Университет
Реферат по дисциплине: «Концепции современного естествознания».
Тема №21: «Уровни организации живой материи».
Факультет: Менеджмент
Группа: 0011-05
Выполнил студент: Кушнир О.В.
Проверил преподаватель: Михайлусова
Т.Н.
Псков. 2013
Содержание:
Введение………………………………………………………… …….....3
стр.
-
Уровни организации живой материи…………………………...…4-5 стр.
Доклеточные формы организации живой материи……………....6-8 стр.
Клетка как морфофункцианальна единица живого……………..9-21 стр.
3.2. Химический состав клетки……………………..…11-14 стр.
3.3. Строение клетки эукариот……………… ………...15-21 стр.
4. Организм как основа целостности живой системы…………… ..22-23 стр.
Заключение…………………………………………………… ………....24 стр.
Приложение…………………………………………………… ………...25 стр.
Список литературы………………………………… …………………...26 стр.
Введение
Как прекрасно почувствовать
единство целого комплекса явлений,
которые при непосредственном восприятии
казались разрозненными. А.Эйнштейн.
Все живые организмы, населяющие
нашу планету, существуют не сами по себе,
они зависят от окружающей среды
и испытывают на себе ее воздействия.
Это точно согласованный комплекс
множества факторов окружающей среды,
и приспособление к ним живых
организмов обуславливает возможность
существования всевозможных форм организмов
и самого различного образования
их жизни.
Экология (от греческого oikos
- жилище, местообитание) - наука, изучающая
взаимосвязи живых организмов в
природе: организацию и функционирование
популяций, биогеоценозов и биосферы
в целом; законы «здорового» состояния
как нормы и основы существования
жизни.
Живая природа представляет
собой сложно организованную, иерархичную
систему. Любая система может рассматриваться
как элемент более высокого уровня организации
и, наоборот, элемент представляет систему
для более низких уровней организации.
То есть каждый уровень является одновременно
и системой и элементом. Например, человек
как организм является системой, состоящей
из элементов-органов, и в то же время он
сам является элементом - членом определенной
популяции людей. Такой подход справедлив
к любому живому объекту.
1. Уровни организации
живой материи
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. Любая живая система, как
бы сложно она ни была организована,
состоит из биологических макромолекул:
нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов,
а также других важных органических
веществ. С этого уровня начинаются
разнообразные процессы жизнедеятельности
организма: обмен веществ и превращение
энергии, передача наследственной информации
и др.
2.
Клеточный уровень.
Клетка - структурная и
функциональная единица размножения
и развития всех живых организмов,
обитающих на Земле. Неклеточных
форм жизни нет, а существование
вирусов лишь подтверждает это правило,
т. к. они могут проявлять свойства
живых систем только в клетках. Именно
в клетке протекают все главнейшие обменные
процессы, такие как биосинтез, энергетический
обмен и др. Поэтому начало биологической
эволюции и появление подлинной жизни
связано именно с возникновением клеточной
оргаизации.
3. Организменный
(органно-тканевый) уровень.
Организм представляет собой
целостную одноклеточную или
многоклеточную живую систему, способную
к самостоятельному существованию.
Многоклеточный организм образован
совокупностью тканей и органов,
специализированных для выполнения
различных функций.
4. Популяционно-видовой
уровень.
Под видом понимают совокупность
особей, сходных по структурно-функциональной
организации, имеющих одинаковый кариотип
и единое происхождение и занимающих
определенный ареал обитания, свободно
скрещивающихся между собой и
дающих плодовитое потомство, характеризующихся
сходным поведением и определенными
взаимоотношениями с другими
видами и факторами неживой природы.
Совокупность организмов одного и того
же вида, объединенная общим местом обитания,
создает популяцию как систему надорганизменного
порядка. В этой системе осуществляются
простейшие, элементарные эволюционные
преобразования.
5. Биогеоценотический
уровень.
Биогеоценоз - сообщество, совокупность
организмов разных видов и различной
сложности организации со всеми
факторами конкретной среды их обитания
- компонентами атмосферы, гидросферы
и литосферы.
6. Биосферный
уровень.
Включает всю совокупность
живых организмов Земли вместе с
окружающей их природной средой.
Термин «биосфера» был
введен в научный оборот австрийским
геологом Эдвардом Зюссом и первоначально
подразумевал совокупность живых организмов,
обитающих на нашей планете. Позднее
было установлено, что биосферу нельзя
рассматривать в отрыве от неживой
природы. Два главных компонента
биосферы- живые организмы и среда
их оитания- непрерывно взаимодействуют
между собой и находятся в
тесном ограническом единстве, образуя
целостную динамическую истему.
Каждый из этих уровней
довольно специфичен, имеет свои закономерности,
свои методы исследования. Даже можно
выделить науки, ведущие свои исследования
на определенном уровне организации
живого. Например, на молекулярном уровне
живое изучают такие науки
как молекулярная биология, биоорганическая
химия, биологическая термодинамика,
молекулярная генетика и т.д. Хотя уровни
организации живого и выделяются,
но они тесно связаны между
собой и вытекают один из другого,
что говорит о целостности
живой природы.
3. Клетка как морфофункцианальная
единица живого
3.1. Изучение клетки.
Клеточная теория
Клетка -основная структурная
и функциональная единица организма.
Долгое время биология
изучала свойства животных и растений
основе их макроскопического строения
(видимого невооруженным глазом). Глубже
в строение и функции организмов
она проникла после открытия их клеточного
строения и изучения клетки как основной
структурной и функциональной единицы.
Размеры клеток обычно порядка
нескольких микрометров 1 мкм - 0,001 мм);
самые мелкие-от 0,5 до 1,2 мкм, что делает
недоступными для изучения невооруженным
глазом. Открытие исследование клетки
тесно связано с изобретением и усовершенствованием
микроскопа.
В 1665 г. английский естествоиспытатель
Роберт Гук с помощью микроскопа
впервые установил «клеточное строение»
на случайно выбранном для наблюдения
растительном объекте -- мертвой Щи,
пробке. Он ввел понятие «клетка» для
обозначения наблюдения в пробке
пустых ячеек, поэтому свойства живой
материи Гук ошибочно связывал с
клеточной стенкой.
В последней трети XVII в. в
работах голландского ученого А..
Левенгука были описаны выдающиеся
открытия, в частности клеточное
строение животных, но только в 30-е годы
прошлого столетия было установлено, что
клетки не полые пузырьки, а заполнены
полужидким содержимым -- «протоплазмой».
В 1831 г. Р. Броун впервые описал ядро.
В 1838 г. немецкий ботаник
М. Шлейден пришел к заключению, что
ядро является обязательным компонентом
всех растительных клеток. Его соотечественник
зоолог Т. Шванн, сопоставив клетки животных
и растительных организмов, сделал
вывод, что все они сходны. Это
дало основание М. Шлейдену и Т. Шванну
сформулировать основное положение
клеточной теории: все растительные
и животные организмы состоят
из клеток, сходных по строению.
В XIX веке были созданы микроскопы
с увеличением в 1200 раз, с хорошим, четким
изображением без искажения. Были открыты
протоплазма и ядро. Знания накапливались,
совершенствовалась техника микроскопирования.
Опираясь на имеющиеся данные и собственные
исследования немецкий ботаник Матиас
Шлейден и зоолог Теодор Шванн в 1839 году
почти одновременно, независимо друг от
друга, пришли к выводу, что клетка является
элементарной единицей строения всех
растительных и животных организмов. М.Шлейден
и Т.Шванн сформулировали основные положения
клеточной теории, которая впоследствии
развивалась многими учеными. Ошибки Шлейдена
и Шванна заключались в следующем:
-
Они считали, что клетка образуется из бесструктурного вещества.
Главная роль в клетке принадлежит ее оболочке.
Наука о клетке называется цитологией (греч. «цитос»-клетка, «логос»-наука). Предмет цитологии - клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли.
В последующий период клеточная теория обогащалась новым содержанием в связи с дальнейшим развитием цитологии.
Основные положения современной клеточной теории:
1. Все живые организмы состоят из клеток. Исключение - вирусы.
2. Клетка - наименьшая единица живого. Вне клетки жизни нет.
3. Клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу.
4. Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток.
5. Активность организма слагается из активности и взаимодействия составляющих его самостоятельных клеток.
6. Клеточное строение всех организмов говорит о единстве их происхождения.
Значение клеточной теории заключается в том, что она доказывает единство происхождения всех живых организмов на Земле.
3.2. Химический состав
клетки
Сходство химического
состава клеток всех организмов служит
доказательством единства живой
природы. Вместе с тем нет ни одного
химического элемента, содержащегося
в живых организмах, который не
был бы найден в телах неживой
природы. Это подтверждает мнение о
единстве материи.
Элементы, входящие в состав
клетки (в %):
Кислород - 65-75
Магний - 0,02-0,03
Цинк - 0,0003
Углерод - 15-18
Натрий - 0,02-0,03
Медь - 0,0002
Водород - 8-10
Кальций - 0,04-2,00
Йод - 0,0001
Азот- 1,5-3,0
Железо - 0,01-0,015
Фтор - 0,0001
Калий - 0,15-0,4
Сера - 0,15-0,20
Фосфор
- 0,20-1,00
Хлор - 0,05-0,10
В состав клеток входят и
неорганические соединения. За исключением
воды, они составляют незначительную
долю по сравнению, с содержанием
органических веществ.
В то время как неорганические
соединения существуют и в неживой
природе, органические соединения характерны
только для живых организмов. В
этом существенное различие между живой
и неживой природой.
Большое значение в жизнедеятельности
клетки имеет вода. Прежде всего
она является растворителем, а все
обменные процессы могут протекать
лишь в растворах. Вода играет важную
роль во многих реакциях, происходящих
в организме, например в реакциях
гидролиза, при которых высокомолекулярные
органические вещества (белки, жиры, углеводы)
расщепляются благодаря присоединению
к ним воды. С помощью воды обеспечивается
перенос необходимых веществ
от одной части организма к
другой. Чем выше биохимическая активность
клетки или ткани, тем выше содержание
в них воды. Велика ее роль и в
теплорегуляции клетки и организма
в целом. Другие неорганические вещества
(соли) находятся в организмах в виде анионов
и катионов в растворах и в виде соединений
с органическими веществами.
В составе клетки органические
вещества представлены белками, углеводами,
жирами, нуклеиновыми кислотами (ДНК и
РНК) и аденозинтрифосфатом (АТФ).
Белки: Это основная составная часть
любой живой клетки. На их долю приходится
50-80 % сухой массы клетки. Химический состав белков чрезвычайно
разнообразен, и в то же время все они построены
по одному принципу. Белок -это полимер,
молекула которого состоит из многих мономеров
- молекул аминокислот. Всего известно-20
различных аминокислот, входящих в состав
белков.
В молекуле того или иного
белка одни аминокислоты могут многократно
повторяться, а другие совсем отсутствовать.
Общее число аминокислот, составляющих
одну молекулу белка, иногда достигает
нескольких сотен тысяч. В результате
молекула белка представляет собой
макромолекулу, т.е. молекулу с очень
большой молекулярной массой.
Белки выполняют в клетке
разнообразные функции. Ферментативная
функция: все биологические реакции
в клетке протекают при участии особых
биологических катализаторов - ферментов,
а любой фермент - белок, ферменты локализованы
во всех органеллах клеток и не только
направляют ход различных реакций, но
и ускоряют их в десятки и сотни тысяч
раз. Каждый из ферментов строго специфичен.
Так, распад крахмала и превращение его
в сахар (глюкозу) вызывает фермент амилаза,
тростниковый сахар расщепляет только
фермент инвертаза и т.д. Многие ферменты
давно уже применяют в медицинской, а также
в пищевой (хлебопечение, пивоварение
и др.). промышленности. уже применяют в
медицинской, а также в пищевой (хлебопечение,
пивоварение и др.) промышленности.
Структурная функция: белки входят в состав всех
мембран, окружающих и пронизывающих клетку.
В соединении с ДНК белок составляет тело
хромосом, а в соединении с РНК - тело рибосом.
Растворы низкомолекулярных белков входят
в состав жидких фракций клеток.
Транспортная
функция: именно с белками связан перенос
кислорода, а также гормонов в теле животных
и человека (его осуществляет белок крови
- гемоглобин).
Двигательная
функция: все виды двигательных реакций
клетки выполняются особыми сократительными
белками, которые обусловливают сокращение
мускулатуры, движение жгутиков и ресничек
у простейших, перемещение хромосом при
делении клетки, движение растений.
Защитная функция: многие белки образуют защитный
покров, предохраняющий организм от вредных
воздействий, например роговые образования
- волосы, ногти, копыта, рога. Это механическая
защита.
Энергетическая
функция: белки могут служить источником
энергии. Расщепляясь до конечных продуктов
распада - диоксида углерода, воды и азотсодержащих
веществ, они выделяют энергию, необходимую
для многих жизненных процессов в клетке.
Углеводы. Это необходимый компонент
любой клетки. В растительных клетках
их значительно больше, чем в животных.
Углеводы содержат только углерод, водород
и кислород. К простейшим углеводам относятся
простые сахара (модосахариды). Они содержат
пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов
углерода и столько же молекул воды. Примерами
моносахаридов могут служить глюкоза
и фруктоза, находящиеся во многих плодах
растений. Кроме растений глюкоза входит
также в состав крови.
Углеводы -своеобразное «топливо»
для живой клетки; окисляясь, они высвобождают
химическую энергию, которая расходуется
клеткой на процессы жизнедеятельности.
Углеводы выполняют и важные строительные
функции, например у растений из них образуются
стенки клеток.
Жиры и липиды: В качестве обязательного компонента
содержатся в любой клетке. Жиры представляют
собой соединение глицерина с различными
жирными кислотами, липиды - эфиры жирных
кислот и спиртов, но не глицерина. Именно
этим кислотам липиды обязаны своим важным
биологическим свойством - не растворяться
в воде. Этим же определяется и их роль
в биологических мембранах клетки. Средний,
липидный, слой мембран препятствует свободному
перемещению воды из клетки в клетку. Жиры
используются клеткой как источник энергии.
Подкожный жир играет важную теплоизоляционную
роль. У животных, особенно у водных млекопитающих.
У животных, впадающих зимой в спячку,
жиры обеспечивают организм необходимой
энергией. Они составляют запас питательных
веществ в сменах и плодах растений.
Нуклеиновые кислоты: Впервые были обнаружены в
ядрах клеток. Существует два типа нуклеиновых
кислот: дезоксирибонуклеиновые (ДНК)
и рибонуклеиновые (РНК), ДНК образуется
и содержится преимущественно в ядре клетки,
РНК, возникая в ядре, выполняет свои функции
в цитоплазме и ядре.
Аденозинтрифосфат
(АТФ): Входит в состав любой клетки,
где он выполняет одну из важнейших функций
- накопителя энергии. Молекулы АТФ состоят
из азотистого основания аденина, углевода
рибозы и трех молекул фосфорной кислоты.
Неустойчивые химические связи, которыми
соединены молекулы фосфорной кислоты
в АТФ, очень богаты энергией (макроэргические
связи): при разрыве этих связей энергия
высвобождается и используется в живой
клетке для обеспечения процессов жизнедеятельности
и синтеза органических веществ.
3.3. Строение клетки
Плазматическая
мембрана (плазмалемма). В основе всех мембран клетки
лежит двойной слой молекул липидов. Их
гидрофобные «хвосты», состоящие из остатков
молекул жирных кислот, обращены внутрь
двойного слоя. Снаружи располагаются
гидрофильные «головки», состоящие из
остатка молекулы спирта глицерина. Липиды
являются основой мембраны, обеспечивают
ее устойчивость и прочность, т.е. выполняют
структурную (строительную) функцию. Эта
функция возможна благодаря гидрофобности
липидов.
К заряженным головкам липидов,
с помощью электростатических взаимодействий
прикрепляются белки. Мембранные белки
выполняют структурные, каталитические
и транспортные функции.
На наружной поверхности
мембраны расположены молекулы углеводов
(олигосахариды), которые выполняют
рецепторные функции.
Функции плазматической
мембраны:
-
Барьерная функция. Мембрана ограничивает проникновение в клетку чужеродных, токсичных веществ.
Регуляторная. Углеводы располагающиеся на поверхности плазматической мембраны выполняют роль рецепторов, воспринимающих действие различных веществ и изменяющих проницаемость мембраны.
Каталитическая. На поверхности мембран располагаются многочисленные ферменты, катализирующие биохимические реакции.
Мембранный транспорт.
-
По гиалоплазме перемещаются различные вещества (и-РНК, т-РНК, аминокислоты, АТФ и др).
В гиалоплазме протекают разнообразные биохимические реакции.
Гиалоплазма обеспечивает химическое взаимодействие всех клеточных структур и объединяет их в одно целое.
В гиалоплазме откладываются разнообразные по химическому составу включения.
Органоиды - это постоянные клеточные структуры, выполняющие определенные функции. В зависимости от строения цитоплазматические органоиды разделяют на мембранные органоиды и немембранные органоиды.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Представляет собой ограниченную мембраной разветвлённую сеть мелких вакуолей (пузырьков), цистерн и канальцев, соединённых между собой. Пронизывает цитоплазму, соединяясь с клеточной и ядерной мембранами и аппаратом Гольджи.
Функции ЭПС:
-
Синтез веществ. На шероховатой ЭПС синтезируются белки, а на гладкой - липиды и углеводы.
Транспортная функция. По полостям ЭПС синтезированные вещества перемещаются в любое место клетки.
Митохондрии. Содержатся во всех аэробных эукариотических клетках. Митохондрии впервые обнаружил в мышечных 1850 г. Митохондрии-микроскопические структуры размером от 0,5(0,3) до 1 мкм в поперечнике и от 2 до 5-7 мкм в длину. Форма их разнообразна: от сферических глыбок (зернышек) до телец нитевидной формы. Число митохондрии в клетке колеблется в широких пределах и зависит от типа тканей и возраста слагающих их клеток. Митохондрии способны перемещаться в клетке. При этом они концентрируются преимущественно возле ядра, хлоропластов и других органелл, где процессы жизнедеятельности наиболее интенсивны.
В митоховдриях осуществляется процесс дыхания. На их внутренних мембранах окисляются пищевые продукты (углеводы, жиры и др.) и накапливается химическая энергия в макроэргических фосфатных связях АТФ. Следовательно, митохондрии можно назвать энергетическими центрами клетки. Число митохондрии в клетке увеличивается путем деления надвое в результате образования перетяжек перпендикулярно их продольной оси.
Лизосомы («лизис» - распад, растворение). Лизосомы - мелкие сферические органоиды, стенки которых образованы одинарной мембраной; содержат литические (расщепляющие) ферменты, которые, могут разрушать белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и другие органические соединения при внутриклеточном пищеварении. Число ферментов в лизосомах так велико, что при освобождении они способны разрушить всю клетку. Образно их называют «органеллами самоубийства».
Большое значение имеет очищение с помощью лизосом полости клетки после отмирания ее протопласта (например, при формировании сосудов и трахеид у растений). По происхождению лизосомы являются производными эндоплазматической сети или аппарата Гольджи.
Функции лизосом:
-
Осуществляют расщепление веществ, поглощенных в результате фагоцитоза и пиноцитоза. Биополимеры расщепляются до мономеров, которые поступают в клетку и используются на ее нужды. Например, они могут быть использованы для синтеза новых органических веществ или могут подвергаться дальнейшему расщеплению для получения энергии.
Разрушают старые, поврежденные, избыточные органоиды. Ращепление органоидов может происходить и во время голодания клетки.
Осуществляют аутолиз (расщепление) клетки (рассасывание хвоста у головастиков, разжижение тканей в зоне воспаления, разрушение клеток хряща в процессе формирования костной ткани и др.).
Функции комплекса Гольджи:
-
В цистернах комплекса Гольджи происходит дальнейшее химическое преобразование и усложнение веществ, поступивших в него из ЭПС. Например, формируются вещества, необходимые для обновления мембраны клетки (гликопротеиды, гликолипиды), полисахариды.
В комплексе Гольджи происходит накопление веществ и их временное «хранение».
Образованные вещества «упаковываются» в пузырьки (в вакуоли) и в таком виде перемещаются по клетке.
В комплексе Гольджи образуются лизосомы (сферические органоиды с расщепляющими ферментами).
Клетка – основная форма организации живой материи, ее элементарная единица. По мнению ученых, первые клетки появились на Земле приблизительно 3,5 млрд лет назад в результате спонтанного объединения молекул белков, нуклеиновых кислот и некоторых других веществ, формирования вокруг этих молекул оболочки. Вне клетки нет жизни. Все организмы, обитающие на Земле, за исключением вирусов, имеют клеточное строение. Но и вирусы проявляют свойства живого, только проникнув в живую клетку.
Клетки, образующие ткани животных и растений, значительно различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Однако все они обнаруживают сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена веществ, в раздражимости, росте, развитии, способности к изменчивости.
Клетки всех типов содержат два основных компонента, тесно связанных между собой, - цитоплазму и ядро. Ядро отделено от цитоплазмы пористой мембраной и содержит ядерный сок, хроматин и ядрышко. Полужидкая цитоплазма заполняет всю клетку и пронизана многочисленными канальцами. Снаружи она покрыта цитоплазматической мембраной. В ней имеются специализированные структуры-органоиды,
присутствующие в клетке постоянно, и временные образования - включения. Мембранные органоиды
: наружная цитоплазматическая мембрана (HЦM), эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии и пластиды. В основе строения всех мембранных органоидов лежит биологическая мембрана. Все мембраны имеют принципиально единый план строения и состоят из двойного слоя фосфолипидов, в который с различных сторон ива разную глубину погружены белковые молекулы. Мембраны органоидов отличаются друг от друга лишь наборами входящих в них белков.Клеточный центр,
или центросома, играет важную роль при делении, клетки и состоит из двух центриолей.
Он встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших. Центриоли в делящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. В делящейся клетке первым делится клеточный центр, одновременно образуется ахроматиновое веретено, ориентирующее хромосомы при расхождении их к полюсам. В дочерние клетки отходит по одной центриоле.
У многих растительных и животных клеток имеются органоиды специального назначения
: реснички,
выполняющие функцию движения (инфузории, клетки дыхательных путей), жгутики
(простейшие одноклеточные, мужские половые клетки у животных и растений и др.).
Включения -
временные элемеаты, возникающие в клетке на определенной стадии ее жизнедеятельности в результате синтетической функции. Они либо используются, либо выводятся из клетки. Включениями являются также запасные питательные вещества: в растительных клетках-крахмал, капельки жира, блки, эфирные масла, многие органические кислоты, соли органических и неорганических кислот; в животных клетках - гликоген (в клетках печени и мышцах), капли жира (в подкожной клетчатке); Некоторые включения накапливаются в клетках как отбросы - в виде кристаллов, пигментов и др.
Вакуоли -
это полости, ограниченные мембраной; хорошо выражены в клетках растений и имеются у простейших. Возникают в разных участках расширений эндоплазматической сети. И постепенно отделяются от нее. Вакуоли поддерживают тургорное давление, в них сосредоточен клеточный или вакуолярный сок, молекулы которого определяют его осмотическую концентрацию. Считается, что первоначальные продукты синтеза - растворимые углеводы, белки, пектины и др. - накапливаются в цистернах эндоплазматической сети. Эти скопления и представляют собой зачатки будущих вакуолей.
Цитоскелет
.
Одной из отличительных особенностей эукариотической клетки является развитие в ее цитоплазме скелетных образований в виде микротрубочек и пучков белковых волокон. Элементы цитоскелета тесно связаны с наружной цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой, образуют сложные переплетения в цитоплазме. Опорные элемеиты цитоплазмы определяют форму клетки, обеспечивают движение внутриклеточных структур и перемещение всей клетки.
Ядро
клетки играет основную роль в ее жизнедеятельности, с его удалением клетка прекращает свои функции и гибнет. В большинстве животных клеток одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (печень и мышцы человека, грибы, инфузории, зеленые водоросли). Эритроциты млекопитающих развиваются из клеток-предшественников, содержащих ядро, но зрелые эритроциты утрачивают его и живут недолго.
Ядро окружено двойной мембраной, пронизанной порами, посредством которых оно тесно связано с каналами эндоплазматической сети и цитоплазмой. Внутри ядра находится хроматин
- спирализованные участки хромосом. В период деления клетки они превращаются в палочковидные структуры, хорошо различимые в световой микроскоп.
Биологически активные вещества - гормоны, ферменты, адреналин, серотонин и т. д. В медицинской практике гормональные препараты используют для лечения заболеваний желез внутренней секреции, при которых функция последних понижена. Так, например, инсулин применяют для лечения сахарной болезни (диабет).
Помимо лечения заболеваний желез внутренней секреции гормоны и гормональные препараты применяются также и при других болезнях: инсулин – при патологическом истощении, заболеваниях печени, шизофрении; тиреоидин – при некоторых формах ожирения; мужской половой гормон (тестостерон) – при раке молочной железы у женщин, женский половой гормон (или синэстрол и стильбестрол) – при гипертрофии и раке предстательной железы у мужчин и др.
Основная часть поверхностного аппарата клетки – плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана, или плазмапемма, ограничивает клетку снаружи, выполняя роль механического барьера. Через нее происходит транспорт веществ внутрь клетки и наружу. Мембрана обладает свойством полу проницаемости. Молекулы проходят через нее с различной скоростью; чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану.
На внешней поверхности плазматической мембраны в животной клетке белковые и липидные молекулы связаны с углеводными цепями, образуя гликокаликс. Углеводные цепи выполняют роль рецепторов. Благодаря им осуществляется межклеточное узнавание. Клетка приобретает способность специфически реагировать на воздействия извне.
Под плазматической мембраной со стороны цитоплазмы имеются кортикальный слой и внутриклеточные фибриллярные структуры, обеспечивающие механическую устойчивость плазматической мембраны.
Билет 8
Похожая информация.