Какими свойствами обладает клетка как элементарная единица живого

Дайте определение наукам «анатомия», «физиология» и «гигиена». Раскройте значение анатомии, физиологии и гигиены в организации образовательного процесса. Выявите их связь с психологией, антропологией, медициной и другими науками.

Эти науки являются разделами биологии и изучают строение и функции организма человека, условия сохранения его здоровья, гигиенические аспекты охраны окружающей среды.

Анатомия – изучает форму и строение органов и составляемых ими систем человеческого тела в связи с выполняемыми функциями.

Физиология – наука изучающая функции целостного организма, т.е. процессы жизнедеятельности организма и составляющих его органов и отдельных частей.

Гигиена – рассматривает условия жизни и труда на здоровье человека. Она разрабатывает мероприятия по созданию благоприятных условий быта, труда и отдыха, обеспечивает сохранение здоровья.

И строение, и функции органов взаимосвязаны, их понимание невозможно в отрыве друг от друга.

Знание анатомии, функций органов и систем позволяет обосновать гигиенические условия труда и отдыха, меры профилактики заболеваний.

Гигиена изучается в тесной взаимосвязи с анатомией и физиологией.

Анатомия, физиологи и гигиена тесно взаимосвязаны и составляют основу медицины, их знания способствуют предупреждению и лечению больного человека.

Знание строения тела человека и функций позволяет создать рацион питания, систему физических и спортивных упражнений, способствующих развитию личности.

Дайте определение понятиям «средний мозг» и «мозжечок». Опишите их строение и функции. Оцените значение среднего мозга и мозжечка в развитии и жизнедеятельности организма.

Значение среднего мозга велико для регуляций тонуса скелетных мышц, осуществления защитных рефлексов в ответ на сильные зрительные и слуховые раздражения, а также ориентировочных реакций (синхронный поворот головы и глаз в сторону источника света).

Средний мозг состоит из: крыши мозга и ножек мозга. Крыша среднего мозга представлена четверохолмием, в котором выделяют верхние и нижние бугры. В толще ножек выделяют парные скопления ядер, получивших названия черная субстанция и красное ядро.

Через средний мозг проходят восходящие пути к промежуточному мозгу и мозжечку и нисходящие пути из коры больших полушарий, подкорковых ядер продолговатого и спинного мозга.

Мозжечок расположен над стволом мозга и связан с его отделами 3-мя парами ножек. У мозжечка выделяют два небольших по размеру полушария, покрытых корой мозжечка.

Основным функциональным значением мозжечка состоит в поддержании равновесия тела, регуляции и координации движений тела, придание им плавности, точности и соразмерности.

Мозжечок программирует автоматическое выполнение движений, что становится возможным благодаря его связям со спинным мозгом, стволом и корой больших полушарий.

Назовите уровни организации живой системы. Дайте описание каждого уровня. Аргументируйте утверждение: «Клетка – универсальная единица живой материи».

Уровни организации живой материи:

1. Молекулярный. 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. Клетка – структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

3. Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии – от момента зарождения до прекращения существования – как живая система. На этом уровне возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.

4. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция – над организменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования – процесс микроэволгоции.

5. Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов ‘и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

6. Биосферный. Биосфера – совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Клетка – элементарная единица живого.

Живому свойственен ряд совокупных признаков, таких, как способность к воспроизведению (репродукции), росту, использование и трансформация энергии, метаболизм (ассимиляция и диссимиляция), возбудимость, раздражимость, изменчивость и др. Такую совокупность признаков можно обнаружить на клеточном уровне. Нет меньшей единицы живого, чем клетка. Клетка в целом является наименьшей единицей, обладающей всеми свойствами живого. Клетки всех живых организмов сходны.

Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки.

Действительно, клетка – это единица функционирования в многоклеточном организме. Но клетки объединены в функциональные системы, в ткани и органы, которые находятся во взаимной связи друг с другом. В клетке содержится вся генетическая информация о строении и функциях организма.

Химический состав клетки. Содержание разных элементов в клетке различно. Так, углерод, кислород, азот и водород составляют основу клетки – почти 98% ее содержимого. Другие элементы присутствуют в ней в небольших количествах: сера- 0.15- 0.2% ,цинк – 0.003%, йод – 0.000001%.

Самое распространенное неорганическое вещество в живом организме – вода, ее содержание в среднем составляет до 80% массы тела. Прежде всего вода определяет физические свойства клетки, ее объем, упругость. Многочисленные химические реакции проходят именно в водной среде, так как вода – хороший растворитель. Сама вода тоже участник многих химических реакций.

В незначительных количествах входят в состав живых организмов и минеральные соли: они составляют до 1% массы клетки. Самые распространенные – это соли натрия и калия, они обеспечивают выполнение такой важной функции организма, как раздражимость. Соли кальция придают прочность костной ткани, раковинам многочисленных моллюсков.

Только в живых организмах содержатся органические вещества: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Белки – 50 % сухой массы клетки. Белок гемоглобин переносит кислород, именно он придает крови красный цвет.

Важную роль в организме играют и углеводы. Это хорошо известные всем глюкоза, сахароза, клетчатка, крахмал. Основная функция углеводов – энергетическая. «Сжигая» глюкозу, организм получает энергию, необходимую для идущих в нем процессов.

Жиры выполняют в организме ряд функций. Они дают организму до 30% необходимой ему энергии. У некоторых животных жиры накапливаются в больших количествах и предохраняют организм от потери тепла.

Нуклеиновые кислоты (от латинского «нуклеус» – ядро) ответственны за хранение и передачу наследственных признаков. Они входят в состав хромосом – особых структур, расположенных в клеточном ядре.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник

2. Клетка – элементарная единица живого организма

Все живое состоит из клеток как отдельных единиц и размножается из клеток, поэтому клетка считается мельчайшей единицей всего живого. Клетка обладает всеми признаками живого, ей свойственны раздражимость, обмен веществ, самоорганизация и саморегуляция, передача наследственных признаков. Клетка – это сложное, самоорганизующееся образование органоидов, являющееся микроносителем жизни, так как в каждой клетке заключена генетическая информация, достаточная для воспроизведения всего организма. Все организмы состоят из одной или многих клеток. Размеры клеток варьируются от 0,1 мкм до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе).

Жизнь каждой клетки подчинена деятельности всего организма в целом. Клетки многоклеточных организмов неспособны к существованию в открытой среде, за исключением одноклеточных организмов – бактерий, простейших водорослей, грибов. Составляющие клетку части лишены жизненных способностей. Клетки, выделенные из различных тканей живых организмов и помещенные в специальную питательную среду, могут расти и размножаться. Такая способность клеток широко используется в исследовательских и прикладных целях.

Несмотря на большое разнообразие и существенные различия во внешнем виде и функциях, все клетки состоят из трех основных частей – плазматической мембраны, контролирующей переход вещества из окружающей среды в клетку и обратно, цитоплазмы с разнообразной структурой и клеточного ядра, содержащего носитель генетической информации – ДНК (см. рис. 7.7). Все животные и некоторые растительные клетки содержат центриоли – цилиндрические структуры диаметром около 0,15 мкм, образующие клеточные центры. Обычно растительные клетки окружены оболочкой – клеточной стенкой. Кроме того, они содержат пластиды – цитоплазматические органоиды (специализированные структуры клеток), нередко содержащие пигменты, обусловливающие их окраску.

Какими свойствами обладает клетка как элементарная единица живого

Окружающая клетку мембрана состоит из двух слоев молекул жироподобных веществ, между которыми находятся молекулы белков. Главная функция клетки – обеспечить передвижение вполне определенных веществ в прямом и обратном направлениях к ней. В частности, мембрана поддерживает нормальную концентрацию некоторых солей внутри клетки и играет важную роль в ее жизни: при повреждении мембраны клетка сразу гибнет, в то же время без некоторых других структурных компонентов жизнь клетки может продолжаться в течение некоторого времени. Первым признаком умирания клетки являются начинающиеся изменения в проницаемости ее наружной мембраны.

Внутри клеточной плазматической мембраны находится цитоплазма, содержащая водный соляной раствор с растворимыми и взвешенными ферментами, (как в мышечных тканях) и другими веществами. В цитоплазме располагаются разнообразные органеллы – маленькие органы, окруженные своими мембранами. К органеллам, в частности, относятся митохондрии – мешковидные образования с дыхательными ферментами. В них превращается сахар и высвобождается энергия. В цитоплазме есть и небольшие тельца – рибосомы, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты (РНК), с помощью которых осуществляется синтез белка. Внутриклеточная среда достаточно вязкая, хотя 65–85% массы клетки составляет вода.

Во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий, содержится ядро, а в нем – хромосомы – длинные нитевидные тельца, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты и присоединенного к ней белка.

В многоклеточном организме все сложные проявления жизни возникают в результате согласованной активности составляющих его клеток.

Жизненно важными функциями клетки являются подвижность, раздражимость, метаболизм и размножение. Подвижность клетки выражается во внутриклеточной циркуляции содержимого клетки, перетекании, биении крошечных протоплазматических выростов, сократимости. Раздражимость определяется способностью клетки воспринимать стимул и реагировать на него импульсом или волной возбуждения. Это наиболее свойственно нервным клеткам организмов. Метаболизм включает все превращения вещества и энергии, происходящие в клетках.

Важнейшей функцией клетки является ее размножение путем деления и образования дочерних клеток. По мере роста клетки ухудшается питание её отдельных элементов, способность управления внутренними процессами клетки снижается, клетка приходит в неустойчивое состояние. Далее происходит деление клетки на две дочерние, как выход из неустойчивого состояния, новообразованные клетки обретают устойчивость до момента следующего деления. При делении дочерней клетки передается полный набор хромосом, несущих генетическую информацию. Поэтому перед делением число хромосом в клетке удваивается и при делении каждая дочерняя клетка получает по одному их набору. В любом организме на протяжении всей его жизни идёт процесс замены старых клеток на образующиеся новые. Средний срок жизни клеток человека – один-два дня, а общее количество клеток – примерно 1015. Именно способность воспроизводить самих себя, а не только способность расти и питаться и позволяет считать клетки мельчайшими единицами живого.

Основные структурные различия между животными и растительными клетками немногочисленны. Во-первых, животные клетки, в отличие от растительных (исключая низшие растения), содержат небольшие тельца – центриоли, расположенные в цитоплазме. Во-вторых, как уже говорилось, клетки растений имеют в своей цитоплазме белковые образования – пластиды, которых нет у животных. И в-третьих, клетки растений обладают упомянутой ранее клеточной стенкой, благодаря которой они сохраняют свою форму. Животные клетки располагают лишь тонкой плазматической мембраной и поэтому способны двигаться и менять форму.

В зависимости от типа клеток все организмы делятся на две группы – прокариот и эукариот. К прокариотам относятся бактерии, а к эукариотам – все остальные организмы: простейшие, грибы, растения и животные. Эукариоты могут быть одноклеточными и многоклеточными. Предполагается, что первыми организмами, появившимися около 4–3,5 млрд. лет назад, были прокариоты.

Раздел: Биология
Количество знаков с пробелами: 25970
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 2

… изменении химических свойств элементов и их соединений. Формой отображения Периодического закона является таблица – периодическая система химическмх элементов. 2. Космологические модели вселенной Космология – это раздел астрономии, изучающий Вселенную как целое и включающий в себя учение о строении и эволюции всей охваченной астрономическими наблюдениями части вселенной. Более полутора …

и биологии сейчас нет ничего более настоятельного, нежели тотальная расшифровка нуклеотидного состава ДНК, что это напрямую может решить главные загадки и проблемы генетики и биологии Глава 1. Предмет генетики 1.1. Современные представления о гене Подобно тому, что в физике элементарными единицами вещества являются атомы, в генетике элементарными дискретными единицами наследственности и …

… , в нервных клетках возникает слабый электрический сигнал – нервный импульс, который может распространяться по клеточным мембранам. Роль органических соединений в осуществлении функций клетки. Главная роль в осуществлении функций клетки принадлежит органическим соединениям. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Белки. Белки представляют собой …

… 0,05 – 0,10 Кальций Магний Натрий Железо Цинк Медь Йод Фтор 0,04 – 2,00 0,02 – 0,03 0,02 – 0,03 0,01 – 0,015 0,0003 0,0002 0,0001 0,0001 Содержание в клетке химических соединений Соединения (в %) Неорганические Органические Вода Неорганические вещества 70 – 80 1,0 – 1,5 Белки Углеводы Жиры Нуклеиновые кислоты 10 – 20 0,2 …

Источник

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ИНКЛЮЗИВНОГО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Социологии и журналистики

Реферат по дисциплине:

Концепции современного естествознания

На тему:

« Современные проблемы цитологии и роль клетки в развитии живого. Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живого »

Выполнила:

Студент группы КН-0118

Леонова М. С.

Проверила:

Ст. преподаватель кафедры математики

Труб Н.В.

Оценка

Москва 2018

Содержание

Введение…………………………………………………………..3

Глава 1. Цитология как наука, её становление и задачи……..4

Клетка – элементарная единица живого организма……..7

Роль клетки в эволюции живого…………………………………10

Основные проблемы цитологии…………………………………12

Глава 2. Предмет генетики. Что изучает генетика?………………15

2.1 Современные представления о гене………………………………16

2.2 Основные понятия и методы генетики……………………………16

2.3 Проблемы и методы исследования генетики…………………18

2.4 Основные этапы развития генетики………….…………………….20

Глава 3. Роль воспроизводства в развитии живого..………………………24

Заключение………………………………………………………………………….28

Список литературы…………….………………………….30

Введение

Одной из наиболее важных новых дисциплин является цитология, наука о клетках. Современная цитология – наука комплексная. Она имеет самые тесные связи с другими биологическими науками, например, с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой. Цитология – одна из относительно молодых биологических наук, ее возраст около 100 лет, хотя само понятие клетки было введено в обиход учёными гораздо раньше.

Мощным стимулом к развитию цитологии послужили разработка и совершенствование установок, приборов и инструментов для исследований. Электронная микроскопия и возможности современных компьютеров наряду с химическими методами дают все последние годы новые материалы для исследований. Генетика, превратившая биологию XX века в точную научную дисциплину, непрерывно поражает воображение «широких слоев» научной и околонаучной общественности новыми направлениями и все новыми и новыми открытиями и достижениями. На протяжении тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения полезных свойств растений и выведения высокопродуктивных пород домашних животных.

Ученые стали осознавать важность законов наследственности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что наследственные признаки передаются из поколения в поколение через сперматозоиды и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в себе “задатки” того огромного множества признаков, из которых слагается каждый отдельный организм.

Глава 1. Цитология как наука, её становление и задачи

Цитология – раздел биологии, наука о клетках, структурных единицах всех живых организмов, ставит перед собой задачи изучения строения, свойств, и функционирования живой клетки.

Изучение мельчайших структур живых организмов стало возможным лишь после изобретения микроскопа – в 17 веке. Термин «клетка» впервые предложил 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635–1703). Рассматривая тонкие срезы высушенной пробки, он обнаружил, что они «состоят из множества коробочек». Каждую из этих коробочек Гук назвал клеткой. В 1674 году голландский учёный Антони ван Левенгук установил, что вещество, находящееся внутри клетки, организовано.

рис. срез пробковой ткани
под микроскопом

Рисунок Роберта Гука, изображающий срез пробковой ткани под микроскопом (из книги «Микрография», 1664 год)

Однако бурное развитие цитологии началось только во второй половине 19 в. по мере развития и усовершенствования микроскопов. В 1831 Р. Броун установил существование в клетке ядра. Вскоре после открытия Броуна несколько ученых убедились в том, что ядро погружено в полужидкую протоплазму, заполняющую клетку. Первоначально основной единицей биологической структуры считали волокно. В 1838–1839 гг. немецкие учёные М. Шлейден (1804–1881) и Т. Шванн (1810–1882) практически одновременно выдвинули идею клеточного строения. Утверждение о том, что все ткани животных и растений состоят из клеток, составляет сущность клеточной теории. Шванн предложил термин «клеточная теория» и представил эту теорию научному сообществу. Согласно клеточной теории, все растения и животные состоят из сходных единиц – клеток, каждая из которых обладает всеми свойствами живого. Вначале при изучении деталей строения клеток приходилось полагаться главным образом на визуальное исследование мертвого, а не живого материала. Необходимы были методы, которые позволяли бы сохранять протоплазму, не повреждая ее, изготавливать достаточно тонкие срезы ткани, проходящие и через клеточные компоненты, а также окрашивать срезы, чтобы выявлять детали клеточного строения. Такие методы создавались и совершенствовались в течение всей второй половины 19 в.

Фундаментальное значение для дальнейшего развития клеточной теории имела концепция генетической непрерывности клеток. В 1858 Р. Вирхов сформулировал закон генетической непрерывности в афоризме («Каждая клетка из клетки»). Когда была установлена роль ядра в клеточном делении, В. Флемминг (1882) перефразировал этот афоризм, провозгласив: «каждое ядро из ядра». Одним из первых важных открытий в изучении ядра было обнаружение в нем интенсивно окрашивающихся нитей, названных хроматином. Последующие исследования показали, что при делении клетки эти нити собираются в дискретные тельца – хромосомы, что число хромосом постоянно для каждого вида, а в процессе клеточного деления, или митоза, каждая хромосома расщепляется на две, так что каждая клетка получает типичное для данного вида число хромосом.

До конца 19 в. было сделано два важных заключения. Одно состояло в том, что наследственность есть результат генетической непрерывности клеток, обеспечиваемой клеточным делением. Другое – что существует механизм передачи наследственных признаков, который находится в ядре, а точнее – в хромосомах. Было установлено, что благодаря строгому продольному расщеплению хромосом дочерние клетки получают совершенно такую же (как качественно, так и количественно) генетическую конституцию, как исходная клетка, от которой они произошли.

Второй этап в развитии цитологии начинается с 1900 гг., когда были ясно сформулированы законы наследственности, открытые австрийским учёным Г.И. Менделем в 19 в. Из цитологии выделяется отдельная дисциплина – генетика, наука о наследственности и изменчивости, изучающая механизмы наследования и гены, как носители наследственной информации, заключённые в клетках. Основой генетики явилась хромосомная теория наследственности – теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, т.е. преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом.

Новые методы, особенно электронная микроскопия, применение радиоактивных изотопов и высокоскоростного центрифугирования, появившиеся после 1940-х годов, позволили достичь еще больших успехов в изучении строения клетки. На данный момент цитологические методы активно используются в селекции растений, в медицине – например, в изучении злокачественных образований и наследственных заболеваний.

Клетка – элементарная единица живого организма

Все клетки состоят из трех основных частей – плазматической мембраны, контролирующей переход вещества из окружающей среды в клетку и обратно, цитоплазмы с разнообразной структурой и клеточного ядра, содержащего носитель генетической информации – ДНК (см. рис. 7.7). Все животные и некоторые растительные клетки содержат центриоли – цилиндрические структуры, образующие клеточные центры. Обычно растительные клетки окружены оболочкой – клеточной стенкой. Они содержат пластиды – цитоплазматические органоиды (специализированные структуры клеток), нередко содержащие пигменты, обусловливающие их окраску.

рис. строение животной и растительной клеток

Окружающая клетку мембрана состоит из двух слоев молекул жироподобных веществ, между которыми находятся молекулы белков. Главная функция клетки – обеспечить передвижение вполне определенных веществ в прямом и обратном направлениях к ней. Мембрана поддерживает нормальную концентрацию некоторых солей внутри клетки: при повреждении мембраны клетка сразу гибнет, в то же время без некоторых других структурных компонентов жизнь клетки может продолжаться в течение некоторого времени. Первым признаком умирания клетки являются начинающиеся изменения в проницаемости ее наружной мембраны.

Внутри клеточной плазматической мембраны находится цитоплазма, содержащая водный соляной раствор с растворимыми и взвешенными ферментами. В цитоплазме располагаются разнообразные органеллы – маленькие органы, окруженные своими мембранами. К органеллам относятся митохондрии – мешковидные образования с дыхательными ферментами. В них превращается сахар и высвобождается энергия. В цитоплазме есть и небольшие тельца – рибосомы, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты, с помощью которых осуществляется синтез белка. Внутриклеточная среда достаточно вязкая, 65–85% массы клетки составляет вода.

Основные структурные различия между животными и растительными клетками немногочисленны. Во-первых, животные клетки, в отличие от растительных (исключая низшие растения), содержат небольшие тельца – центриоли, расположенные в цитоплазме. Во-вторых, клетки растений имеют в своей цитоплазме белковые образования – пластиды, которых нет у животных. И в-третьих, клетки растений обладают клеточной стенкой, благодаря которой они сохраняют свою форму. Животные клетки располагают лишь тонкой плазматической мембраной и поэтому способны двигаться и менять форму.

Источник