Слайд 1Дорогие первокурсники! Поздравляем вас с началом учебного года на кафедре БИОЛОГИИ,
ЭКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ!
Слайд 2Коллектив кафедры биологии, экологии и медицинской генетики
Слайд 3«Клетка – элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая единица»
ГОУ ВПО Пермская государственная
медицинская
академия имени академика Е.А.Вагнера
Кафедра биологии, экологии и медицинской генетики
Слайд 4Тема: «Клетка – элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая единица».
План:
1. Клеточная теория;
2.
Строение клеток прокариот и эукариот.
3. Особенности строения животных клеток:
Слайд 51) Мембрана клетки
2) органоиды общего значения (мембранного и немембранного строения);
3) органоиды
специального значения;
4) включения.
5) ядро
Слайд 6Вопрос 1: ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ.
Слайд 7Антон ван-Левенгук (1632-1723)
Слайд 8Основоположники клеточной теории:
Павел Фёдорович Горянинов – профессор, доктор медицины
Петербургской медико-хирургической академии.
В опубликованной монографии (1837 г.) проводит параллель между растительными и животными клетками
Слайд 9Павел Фёдорович Горянинов
(1796-1865)
Слайд 10Немецкие биологи:
Матиас Шлейден и Теодор
Шванн опубликовали работы
в 1839 г.
Клеточная теория была
подготовлена исследованиями
многих биологов XIX века
(Дютраше, Пуркинье, Броун
и др.)
Слайд 13Основные положения
клеточный теории XIX века:
1. Клеточная структура является общей для
всех тканей растительных и животных организмов;
2. Клетки растений и животных гомологичны по своему развитию и аналогичны по функциональному значению;
3. Новые клетки могут возникать в результате деления исходной материнской клетки.
Слайд 14Основные положения
клеточной теории XX века:
1. Главнейшей формой организации
живых организмов – растений
и
животных – является клетка;
2. Клеточное строение является
основной базой теории эволюции
органического мира, т.к. показывает
общность строения всех
существующих на земле организмов.
Слайд 153. Клеточная организация является
главной, но не единственной формой
проявления жизни (вирусы,
бактериофаги, микроорганизмы
не
имеют клеточного строения);
4. Клетка многоклеточного организма
не является самостоятельной
единицей в организме, а только его
составной морфологической и
функциональной единицей.
Слайд 16
Вопрос 2: СТРОЕНИЕ КЛЕТОК ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ.
Слайд 17
Прокариоты –
1) не имеют обособленного ядра;
2) генетический аппарат представлен единственной
хромосомой, содержащей 1 молекулу ДНК кольцевой формы (нуклеоид), в хромосоме нет гистонов;
3) нет системы мембран.
Слайд 184) отсутствуют митохондрии, пластиды, клеточный центр;
5) мелкие размеры
0,5-3 мкм.
К прокариотам относятся
бактерии и сине-зеленые
водоросли.
Слайд 19
Схема строения бактерии (слева и сине-зеленой водоросли (справа).
Слайд 20Эукариоты (ядерные
организмы) имеют:
1) обособленное ядро;
2) клеточную мембрану;
3) все органоиды и
различные
включения;
4) делятся путем митоза.
Одноклеточные и
многоклеточные организмы.
Слайд 22Схема строения эукариоти-
ческой клетки
Слайд 23II. Химический состав клетки.
В клетках обнаружено ~ 90 химических
элементов таблицы Менделеева.
1)
Макроэлементы:
C, H, N, O, P, Cl, K, Na, Ca, S, Fe и др.
биогенные ~ 40 элементов
2) микроэлементы:
I, Zn, Cu, Mn, Cd, F – 10-4-10-5%
3) ультрамикроэлементы:
Pl, Hg, Au, Ra – 10-6 и больше %
Слайд 24Неорганические вещества – вода и
минеральные соли.
Органические вещества – белки, липиды,
углеводы, нуклеиновые
кислоты.
Вода – Н2О 75-85%
5% связанная вода
95% свободная вода
Функции:
1) универсальный растворитель (гидрофильные и гидрофобные вещества);
2) среда для биохимических и физиологических реакций
Слайд 253) компонент химических реакций (гидролиза);
4) высокая теплоемкость и теплопроводность.
Минеральные соли –
NaCl, KCl, MgCl2 и др.
в растворимом и нерастворимом виде (в костях)
концентрации солей в животной клетке 0,85%.
Функции:
1) поддержание осмотического давления;
2) поддержание кислотно-щелочного равновесия
(pH);
3) Регуляция важнейших биологических
процессов – возбудимость, сократимость,
раздражимость.
Слайд 26Органические соединения.
Белки – определяют основные функции, общую организацию, обуславливают самопостроение и
самовоспроизведение клеток.
Полимеры. Аминокислоты.
Простые белки Сложные белки
протеины: протеиды:
альбумины гликопротеиды
глобулины липопротеиды
гистоны нуклеопротеиды
фосфопротеиды
хромопротеиды
Слайд 27Функции:
1) ферментативная;
2) строительная;
3) защитная;
4) двигательная;
5)
рецепторная;
6) регуляторная;
7) энергетическая.
Липиды.
Функции:
1) энергетическая;
2) защитная;
3) строительная;
4) источник воды
Слайд 28Углеводы.
Функции:
1) энергетическая;
2) строительная;
3) защитная.
Нуклеиновые кислоты.
Полимеры.
Нуклеотид: пуриновый (А,Г) пиримидиновые
азотистые основания (Ц, У,
Т) +сахар+остаток
фосфорной кислоты.
ДНК: РНК:
ядро ядро
пластиды цитоплазма
митохондрии
клеточный центр
Слайд 29Функции
нуклеиновых кислот:
1) носитель наследственной информации;
2) передача наследственной информации в поколениях;
3)
реализация наследственной информации в синтезе белка.
Слайд 30ВОПРОС 3: ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ.
1. Преимущественно мелкие
5-100 мкм, но
есть и крупные –
яйцеклетки рыб, земноводных
200-300 мкм, яйцо страуса 20 см.;
2. Форма разнообразная, определяется
функцией тканей;
3. Нет пластид;
4. Вакуоли мелкие.
Слайд 32Структурные компоненты:
1. Оболочка – цитолемма, плазмалемма;
2. Цитоплазма;
3. Ядро.
1) Цитолемма 7,5-10 нм
(1нм=10-9м)
Химический состав:
белки – 50-60%
липиды – 40-50%
углеводы – 1,5%
РНК – 0,6-1%
Слайд 33Модели биологической мембраны:
1. Бутербродная (слоистое строение)
Даниелли, Даусон (1931г.)
а) билипидный слой –
гидрофобными
концами обращены друг к другу, а
гидрофильными головками наружу;
б) белковые слои на поверхности
билипидного слоя с внешней и
внутренней стороны.
Слайд 34Модель двуслойной липопротеидной мембраны (а) и схема (б) строения поры в
мембране
Слайд 352. Ковровая – белки и липиды переплетаются друг с другом, как
нити ковра;
3. Мозаичная:
Сингер, Николсон, 1972,
Тройбле, Оверат, 1974.
«Море» липидов, в котором плавают белковые «айсберги»
Слайд 383 группы белков:
1) интегральные (пронизывающие)
2) полуинтегральные (погруженные);
3) периферические.
С внешней стороны мембраны находится надмембранный слой – гликокаликс:
1 – моно- и полисахаридные цепочки,
соединенные с белками и липидами
(гликопротеиды, гликолипиды);
2 – ферменты;
3 – рецепторы.
Слайд 40Функции гликокаликса:
1) внеклеточное расщепление веществ;
2) обладает свойствами антигена;
3) обеспечивает более тесный
контакт клеток между собой;
4) межклеточная смазка;
5) рецепторная;
6) содержит защитные факторы от внешних повреждений: специфические (иммуноглобулины), неспецифические (лизоцим)
Слайд 41Схема строения плазматической мембраны: белки с внешней стороны слоя связаны с
полисахаридами, образуя слой гликокаликса
Слайд 42Функции клеточной мембраны:
1. Разграничительная;
2. Регулирует поступление веществ в клетку (активное и
пассивное);
3. Участвует в выведении из клеток продуктов (секреты, экскреты и др.);
4. Играет важную роль при делении клетки.
Слайд 43Слияние клеточных
мембранных
вакуолей с
плазматической
мембраной
Слайд 44Схема пиноцитоза. Фагоцитоз у амебы.
Слайд 462.Цитоплазма.
Химический состав:
Вода – 75-85 %
Белки – 10-20 %
Липиды – 2-3
%
Углеводы – 1 %
Нуклеиновые кислоты – 3-4 %
Неорганические соединения – 1 %
По физико-химическим свойствам это:
1) коллоидная система;
2) эмульсия;
3) истинный раствор.
Слайд 47Структура цитоплазмы:
1 – Гиалоплазма (матрикс);
2 – Органоиды общего и специального значения;
3
– Включения.
1. Гиалоплазма.
Коллоидная система, способная
переходить из состояния золя в
гель и обратно.
Слайд 48Функции:
1. Объединяет все клеточные структуры и обеспечивает взаимодействие их;
2. Через нее
осуществляется большая часть внутриклеточных транспортных процессов;
3. Идет постоянный поток ионов к цитолемме и от нее;
4. Основное вместилище и зона перемещения АТФ;
5. Зона отложения запасных продуктов – гликогена, жиров и др.
Слайд 49Органоиды
Общего значения Специального значения
Мембранного
Немембранного
строения строения
1) цитоплазматическая 1) рибосомы
сеть; 2) клеточный центр;
2) комплекс Гольджи; 3) микротрубочки.
3) лизосомы;
4) пероксисомы;
5) митохондрии.
Слайд 50I. Органоиды общего значения. Органоиды мембранного строения.
1 - Участвующие в синтезе
веществ.
Цитоплазматическая сеть (ЦПС):
1) гладкая (агранулярная);
2) шероховатая (гранулярная, эргастоплазма).
Гладкая – комплекс внутриклеточных
мембранных структур: множество
канальцев и пузырьков
Слайд 51Стенки канальцев – гладкие
мембраны 4-7,5 нм.
Происходит из гранулярной
цитоплазматической сети.
Гранулярная –
к наружной
стенке канальцев
прикрепляется рибосомы.
Слайд 54Функции ЦПС
Гладкая ЦПС:
участвует в углеводном и жировом обмене:
1) синтез липидов;
2) расщепление
сложных углеводов (гликогена)
Транспортная
Слайд 55Гранулярная ЦПС:
1) Синтез:
белков, выводимых из клетки;
синтез белков мембран и матрикса цитоплазмы.
2)
Сегрегация и изоляция белков от
основных функционирующих белков
клетки;
3) Модификация белков (глюкозирование);
4) Конденсация белков с образованием
секреторных гранул;
Слайд 565) Образование и построение
клеточных мембран;
6) транспортная.
Происхождение:
производные клеточной мембраны;
производные ядерной мембраны.
Слайд 57Комплекс Гольджи
2 типа:
а) диффузный – диктиосомы;
б) сетчатый.
Строение:
1) мембранные мешки (цистерны),
лежащие стопками по 5-10 – диктиосомы;
2) мелкие пузырьки в периферических участках;
3) крупные вакуоли.
Слайд 58Схема строения аппарата Гольджи по данным электронного микроскопа
Слайд 59Внутриклеточный сетчатый аппарат Гольджи
Слайд 60Схема строения диктиосомы:
П – проксимальная часть, Д – дистальная часть,
В – вакуоли, Ц – плоские мембранные цистерны, А – ампулярные расширения цистерн
Слайд 61Аппарат Гольджи в клетках тонкой кишки лягушки
Слайд 62Аппарат Гольджи в клетках спинального ганглия морской свинки: 1 – ядро,
2 – ядрышко, 3 – АГ, 4 – ядра клеток-сателлитов
Слайд 64Микрография аппарата Гольджи, полученная с помощью электронного микроскопа:
а – цистерны АГ
в покровном эпителии ноги прудовика;
Слайд 66Ферменты комплекса Гольджи:
Кислая и щелочная фосфотазы,
пероксидазы, гидралазы и др.
Функции комплекса
Гольджи:
1. Сегрегация и накопление белков, синтезированных в гранулярной ЦПС;
2. Синтез сложных углеводов – полисахаридов;
Слайд 673. Выведение готовых секретов за пределы клетки;
4. Образование лизосом.
Происхождение:
1 – производные
гранулярной ЦПС;
2 – производные ядерной мембраны.
Слайд 68Схема связи ЭС, аппарата Гольджи с образованием и выведением зимогена из
ацинарных клеток поджелудочной железы
Слайд 692 - Органоиды с защитной и пищеварительной функцией.
Лизосомы
Пузырьки (0,2-0,4 мкм),
окружены
однослойной мембраной ~ 7 нм
Ферменты – гидралазы: кислая
фосфотаза, рибонуклеаза,
дезоксирибонуклеаза и др.
(всего ~ 40)
Явление автолиза
Слайд 70Типы лизосом:
1) Первичные – образуются в комплексе Гольджи;
2) Вторичные – образуются
при слиянии первичных лизосом или с фагоцитарными и пиноцитарными вакуолями;
3) Телолизосомы (остаточные тельца) – в них накапливаются непереваренные продукты, меньше ферментов;
4) аутосомы (аутофагосомы) – в них встречаются фрагменты или целые цитоплазматические структуры (митохондрии, ЦПС и др.)
Слайд 71Функции лизосом:
1 – внутриклеточное пищеварение;
2 – освобождают клетки от продуктов распада
(«санитары», «мусорщики»);
3 – выполняют важную роль в защитных реакциях клетки и организма.
Происхождение – образуются в
комплексе Гольджи
Слайд 72Пероксисомы
Пузырьки округлой или овальной формы,
0,3-1,5 мкм, окружены одинарной мембраной.
Ферменты:
1) окисления
аминокислот;
2) каталаза (разрушает Н2О2)
Функции:
1) обезвреживающие реакции;
2) распад жирных кислот
Происхождение – образуются из канальцев
гладкой ЦПС
Слайд 73Схема связи ЭС, аппарата Гольджи с образованием и выведением зимогена из
ацинарных клеток поджелудочной железы