Вводная: Молекулярный и клеточный уровни организации биологических систем
Кафедра биологии
Курс биологии с экологией для стоматологического факультета МГМСУ
План-конспекты лекций
ЛЕКЦИЯ № 1
Вводная: Молекулярный и клеточный уровни организации биологических систем.
| Биология -как наука | Современная биология представляет собой комплекс наук, изучающая биологические системы на всех уровнях и во всех проявлениях жизни. |
| Задачи биологии. | Раскрытие сущности жизни, её закономерностей, определение места и роли человека, в природе, раскрытие его биосоциальной сущности. |
| Объекты изучения биологии. | Структурная организация и свойства биологических систем на всех уровнях организации. Центральным объектом изучения в медицинском ВУЗе является человек. |
| Биология и медицина. | Биология является теоретической основой медицины. Знание общебиологических закономерностей расширяет возможности диагностической и лечебной деятельности врача.(И.В. Давыдовский). |
| Сущность жизни. | Развитие представлений о сущности жизни. Критический анализ витализма, механицизма. Определения жизни данные Аристотелем, Биша, А.И.Опариным, А.Н.Колмогоровым, М.В.Волькенштейном. Системный подход в понимании сущности жизни- как способе существования открытых биологических систем в пространстве и во времени. |
| Основные свойства биологических систем. | Единый принцип структурной организации, способность к самообновлению, самоорганизации и снижению энтропии /негэнтропия/; способность к саморегуляции; поддержанию гомеостаза; способность к самовоспроизведению; способность поддерживать неравновесное состояние со средой; способность достижения многообразия жизни из различных сочетаний одних и тех же элементов; раздражимость, движение, рост, наследственность, изменчивость, ритмичность, структурированность, дискретность и целостность, многоуровневость и иерархичность, индивидуальное и историческое развитие /онтогенез и филогенез/. |
| Эволюционно обусловленные уровни организации живых систем. | Молекулярно-генетический, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Их характерис- тика и иерархия. |
| Краткая история развития учения о клетке. Создание клеточной теории. | В 1609 г. был изобретен микроскоп. Первое микроскопическое исследование среди профессиональных ученых принадлежит Р.Гуку, который в книге "Микрография ..." (1665 г.) описал клетку и установил факт широкого распространения клеточного строения среди растений. В начале XIX в. Г.Линк и К.Рудольфи описали оболочку растительной клетки, назвав ее вегетативной мембраной. Начиная с 30-х годов XIX в, школой чешского ученого Я.Пуркинье детально описаны животные клетки. Открыто ядро. В 1838 г. немецкие ученые Т.Шванн и М. Шлейден создали крупнейшее научное обобщение XIX в. - клеточную теорию. Было показано, что ткани всех организмов состоят из клеток, принципиально сходных между собой (принцип гомологичности). Б 1857 г. Р.Вирхов сформулировал принцип цитогенеза - каждая клетка от клетки, В XX в. получены доказательства того, что клетка является открытой, целостной, универсальной и в то же время элементарной живой системой, обеспечивая все необходимые свойства жизни: самообновление, самовоспроизведение и саморегуляцию. В процессе жизни клетки дифференцируются и находятся в тесном единстве с окружающей средой. |
| Концепция о минимальной клетке. | Возникла в 50-х годах XX в. и характеризует минимальный набор структур, необходимых для жизнедеятельности клетки: система внешних и внутренних мембран, аппарата самовоспроизведения и обмена энергии. |
| Деление клеток на прокариотические и эукариотические. Некоторые адап- . тации бактерий к защитным механизмам в ротовой полости человека. | Все клетки делят на про- и эукариотические. Они формируют организмы - прокариоты (бактерии, сине-зеленые водоросли и др.) и эукариоты (растения, животные, грибы). Выделяют неклеточные формы жизни - вирусы и фаги. Принципиальные отличия - размеры, строение поверхностного аппарата, ядра, элементов цитоплазмы. Прокариоты удобные объекты для научных исследований. Прокариоты - паразиты эукариот (бактерии и их капсульные полисахариды) . Муреиновый слой клеточной стенки грамотрицательных бактерий ( , ) покрыт снаружи слоем мягких липидов, что защищает их от лизоцима слюны, слез. Липидный слой придает устойчивость к пенициллину. Наличие капсулы - устойчивость к фагоцитам. |
| Происхождение про- и эукариотических клеток. | 2 гипотезы происхождения эукариотических клеток: 1)Эукариотические клетки - это результат усложнения строения прокариотических клеток. 2)По теории эндосимбиоза гетеротрофные эукариоты возникли в результате проникновения аэробных прокариот в клетку примитивного предшественника (так возникли митохондрии). Автотрофные эукариоты возникли в результате последующего внедрения в клетку фитосинтезирущих прокариот (так возникли хлоропласты). |
| Клетка как целостная система. | Это результат длительной эволюции, жесткого отбора, многочисленных адаптаций. Мембранные и немембранные структуры клетки формируют единую более или менее сложно устроенную интегрированную и адаптированную живую систему. Поверхностный аппарат, элементы цитоплазмы и ядерный аппарат - основные части клетки. Поверхностный аппарат - связь с внешней и внутренней окружающей средой, слоистость строения: I) надмембранные структуры: гликокаликс, клеточная стенка; 2) плазматическая мембрана - жидкостно-мозаичная модель; 3) субмембранные структуры - микрофибриллы, микротрубочки, скелетные фибриллы. Свойства и функции поверхностного аппарата: разграничительная, транспортная, барьерная, рецепторная, электрическая, опорная регуляторная. Обезболивающий эффект при местной анестезии в хирургической стоматологии связан с взаимодействием препарата с рецептором мембраны Nа-канала. В результате блокируется ток ионов Na и нарушается восприятие и передача биотоков. Элементы цитоплазмы (органеллы, гиалоплазма, включения …) обеспечивают реализацию генетической программы клетки, энергетические, метаболические, посреднические и репродуктивные свойства клетки. Ядерный аппарат благодаря хромосомам обеспечивает хранение биологической информации и точного самоудвоения генетической информации и ее разделения между двумя дочерними клетками„ |
| Уровни упаковки ДНК в хромосоме эукариот. | Нуклеосомная нить, фибрилла с d = 25 мм, хромомеры, хромонема, хромотида. У прокариот ДНК упакована без гистонов. |
ЛЕКЦИЯ №2