До складу ядра входять такі компоненти. Структурні компоненти ядра

Ядро

Ядро ( Nucleus) клітини - система генетичної детермінації та регуляції білкового синтезу.

Ядро забезпечує дві групи загальних функцій: одну, пов'язану власне із зберіганням та передачею генетичної інформації, іншу - з її реалізацією, із забезпеченням синтезу білка.

Зберігання і підтримка спадкової інформації як постійної структури ДНК пов'язані з наявністю про репараційних ферментів, які ліквідують спонтанні ушкодження молекул ДНК. В ядрі відбувається відтворення або редуплікація молекул ДНК, що дає можливість при мітозу двом дочірнім клітинам отримати абсолютно однакові в якісному та кількісному відношенні обсяги генетичної інформації.

Іншою групою клітинних процесів, що забезпечуються активністю ядра, є створення власне апарату білкового синтезу (рис. 16). Це не лише синтез, транскрипція на молекулах ДНК різних інформаційних РНК, а й транскрипція всіх видів транспортних та рибосомних РНК. В ядрі відбувається також утворення субодиниць рибосом шляхом комплексування синтезованих в ядерці рибосомних РНК з рибосомних білків, які синтезуються в цитоплазмі і переносяться в ядро.

Отже, ядро ​​не лише вмістилищем генетичного матеріалу, а й місцем, де цей матеріал функціонує і відтворюється. Ось чому випадання чи порушення будь-якої з перерахованих вище функцій згубно для клітини загалом. Все це вказує на провідне значення ядерних структур у процесах синтезу нуклеїнових кислот та білків.

Структура та хімічний склад клітинного ядра

Ядро інтерфазної клітини, що не ділиться, зазвичай одне на клітину (хоча зустрічаються і багатоядерні клітини). Ядро складається з хроматину, ядерця, каріоплазми (нуклеоплазми) та ядерної оболонки, що відокремлює його від цитоплазми (рис. 17).

Хроматин

При спостереженні живих або фіксованих клітин усередині ядра виявляються зони щільної речовини, які сприймають різні барвники, особливо основні. Завдяки такій здатності добре фарбувати цей компонент ядра і отримав назву «хроматин» (від грец. chroma- Колір, фарба). До складу хроматину входить ДНК у комплексі з білком. Такі ж властивості мають і хромосоми, які чітко видно під час мітотичного поділу клітин. У клітинах, що не діляться (інтерфазних), хроматин, що виявляється у світловому мікроскопі, може більш-менш рівномірно заповнювати об'єм ядра або ж розташовуватися окремими глибками.

Хроматин інтерфазних ядер є хромосомами, які, однак, втрачають у цей час свою компактну форму, розпушуються, деконденсуються. Ступінь такої деконденсації хромосом може бути різним. Зони повної деконденсації їх ділянок морфологи називають еухроматином (euchromatinum). При неповному розпушенні хромосом в інтерфазному ядрі видно ділянки конденсованого хроматину, що іноді називається гетерохроматином(heterochromatinum). Ступінь деконденсації хромосомного матеріалу – хроматину в інтерфазі може відображати функціональне навантаження цієї структури. Чим «дифузніше» розподілений хроматин в інтерфазному ядрі (тобто чим більше еухроматину), тим інтенсивнішими в ньому є синтетичні процеси.

Максимально конденсований хроматин під час мітотичного поділу клітин, коли він виявляється у вигляді щільних хромосом. У цей час хромосоми не виконують жодних синтетичних функцій, у яких немає включення попередників ДНК і РНК.

Рис. 17. Ультрамікроскопічна будова ядра інтерфазної клітини. А – схема; Б – електронна мікрофотографія ділянки ядра; 1 - ядерна оболонка (дві мембрани, перинуклеарний простір); 2 – комплекс пори; 3 – конденсований хроматин; 4 – дифузний хроматин; 5 - ядерце (гранулярна та фібрилярна частини); 6 – міжхроматинові гранули РНК; 7 – перихроматинові гранули; 8 – каріоплазма.

Таким чином, хромосоми клітин можуть перебувати у двох структурно-функціональних станах: в активному, робочому, частково або повністю деконденсованому, коли за їх участю в інтерфазному ядрі відбуваються процеси транскрипції та редуплікації, і в неактивному стані метаболічного спокою при максимальній їх конденсованості, коли вони виконують функцію розподілу та перенесення генетичного матеріалу в дочірні клітини.

Спостереження за структурою хроматину за допомогою електронного мікроскопа показали, що як препарати виділеного інтерфазного хроматину або виділених мітотичних хромосом, так і в складі ядра на ультратонких зрізах завжди видно елементарні хромосомні фібрили товщиною 20-25 нм.

У хімічному відношенні фібрили хроматину є складними комплексами дезоксирибонуклеопротеїдів (ДНП), до складу яких входять ДНК та спеціальні хромосомні білки - гістонові та негістонові. У складі хроматину виявляється також РНК. Кількісні відносини ДНК, білка та РНК становлять 1:1,3:0,2. Виявлено, що довжина індивідуальних лінійних молекул ДНК може досягти сотень мікрометрів та навіть сантиметрів. Серед хромосом людини найбільша перша хромосома містить ДНК із загальною довжиною до 7 см. Сумарна довжина молекул ДНК у всіх хромосомах однієї клітини людини становить близько 170 см, що відповідає 6 10^12 г.

У хромосомах існує безліч місць незалежної реплікації ДНК репліконів. ДНК еукаріотичних хромосом є лінійними молекулами, що складаються з тандемно (один за одним) розташованих репліконів різного розміру. Середній розмір реплікону близько 30 мкм. У складі геному людини має зустрічатись понад 50 000 репліконів, ділянок ДНК, які синтезуються як незалежні одиниці. Синтез ДНК як у ділянках окремої хромосоми, і серед різних хромосом йде неодночасно, асинхронно. Так, наприклад, у деяких хромосомах людини (1, 3, 16) реплікація найбільш інтенсивно починається на кінцях хромосом і закінчується (за високої інтенсивності включення мітки) в центромірному районі (див. нижче). Найбільш пізно реплікація закінчується в хромосомах або їх ділянках, що знаходяться в компактному, конденсованому стані. Таким прикладом може бути пізня реплікація генетично інактивованої Х-хромосоми у жінок, що формує в клітинному ядрі компактне тільце статевого хроматину.

Білки хроматину становлять 60-70% його сухої маси. До них відносяться так звані гістони та негістонові білки. Негістонові білки становлять 20% кількості гістонів. Гістони- лужні білки, збагачені основними амінокислотами (головним чином лізином та аргініном). Очевидною є структурна роль гістонів, які не тільки забезпечують специфічне укладання хромосомної ДНК, але й мають значення в регуляції транскрипції. Гістони розташовані по довжині молекули ДНК не рівномірно, а вигляді блоків. До одного такого блоку входять 8 молекул гістонів, утворюючи так звану нуклеосому. Розмір нуклеосоми близько 10 нм. При утворенні нуклеосом відбувається компактизація, надспіралізація ДНК, що призводить до скорочення довжини хромосомної фібрили приблизно в 5 разів. Сама ж хромосомна фібрила має вигляд нитки намист чи чоток, де кожна намистина - нуклеосома (див. рис. 17). Такі фібрили товщиною 10 нм додатково поздовжньо конденсуються і утворюють основну фібрилу елементарну хроматину товщиною 25 нм.

Негістонові білки інтерфазних ядер утворюють усередині ядра структурну мережу, що має назву ядерний білковий матрикс, що є основою, що визначає морфологію і метаболізм ядра.

У ядрах, крім хроматинових ділянок та матриксу, зустрічаються перихроматинові фібрили, перихроматинові та інтерхроматинові гранули. Вони містять РНК і зустрічаються практично у всіх активних ядрах, являють собою інформаційні РНК, пов'язані з білками - рибонуклеопротеїди (інформосоми). Матрицями для синтезу цих РНК є різні гени, розкидані по деконденсованих ділянках хромосомних (точніше, хроматинових) фібрил.

Особливий тип матричної ДНК, а саме ДНК для синтезу рибосомної РНК, зазвичай зібраний в декількох компактних ділянках, що входять до складу ядерників інтерфазних ядер.

Ядрішко

Практично у всіх живих клітинах еукаріотичних організмів в ядрі видно одне або кілька звичайно округлої форми тілець величиною 1-5 мкм, що сильно заломлюють світло - це ядерце, або нуклеол ( Nucleolus). До загальних властивостей ядерця відноситься здатність добре фарбуватися різними барвниками, особливо основними. Така базофілія визначається тим, що ядерця багата на РНК. Ядрішко – найщільніша структура ядра – є похідним хромосоми, одним із її локусів з найбільш високою концентрацією та активністю синтезу РНК в інтерфазі. Воно не є самостійною структурою чи органелою.

В даний час відомо, що ядерце – це місце утворення рибосомних РНК (рРНК) та рибосом, на яких відбувається синтез поліпептидних ланцюгів вже в цитоплазмі.

Утворення ядерців та їх число пов'язані з активністю та числом певних ділянок хромосом - ядерцевих організаторів, які розташовані переважно в зонах вторинних перетяжок; кількість ядерців у клітинах даного типуможе змінюватись за рахунок злиття ядерців або за рахунок зміни числа хромосом з ядерцевими організаторами. При дослідженні фіксованих клітин навколо ядерця завжди виявляється зона конденсованого хроматину, що часто ототожнюється з хроматином ядерного організатора. Цей навколоядерний хроматин, за даними електронної мікроскопії, є інтегральною частиною складної структури ядерця. ДНК ядерцевого організатора представлена ​​множинними (кілька сотень) копіями генів рРНК: на кожному з цих генів синтезується високомолекулярний попередник РНК, який перетворюється на більш короткі молекули РНК, що входять до складу субодиниць рибосоми.

Схему участі ядерців у синтезі цитоплазматичних білків можна представити так: на ДНК ядерцевого організатора утворюється попередник рРНК, який у зоні ядерця одягається білком, тут відбувається складання рибонуклеопротеїдних частинок - субодиниць рибосом; субодиниці, виходячи з ядерця до цитоплазми, беруть участь у процесі синтезу білка.

Ядро неоднорідне за своєю будовою: у світловому мікроскопі можна бачити його тонковолокнисту організацію. В електронному мікроскопі виявляються два основні компоненти: гранулярний та фібрилярний. Діаметр гранул близько 15-20 нм, товщина фібрил - 6-8 нм.

Фібрилярний компонент може бути зосереджений у вигляді центральної частини ядерця, а гранулярний – по периферії. Часто гранулярний компонент утворює нитчасті структури – нуклеолонеми завтовшки близько 0,2 мкм. Фібрилярний компонент ядерців є рибонуклеопротеїдними тяжами попередників рибосом, а гранули - дозрівають субодиниці рибосом. У зоні фібрил можна виявити ділянки ДНК ядерцевих організаторів.

Ультраструктура ядерців залежить від активності синтезу РНК: при високому рівні синтезу рРНК в ядерці виявляється велика кількість гранул, при припиненні синтезу кількість гранул знижується, ядерця перетворюються на щільні фібрилярні тільця базофільної природи.

Дія багатьох речовин (актиноміцин, мітоміцин, ряд канцерогенних вуглеводнів, циклогексімід, гідрооксисечовина та ін) викликає в клітинах падіння інтенсивності низки синтезів і в першу чергу активності ядерців. У цьому виникають зміни у структурі ядерців: їх стиск, відокремлення фібрилярних і гранулярних зон, втрата гранулярного компонента, розпад структури. Ці зміни відбивають ступінь ушкодження ядерцевих структур, пов'язаних переважно з придушенням синтезу рРНК.

Ядерна оболонка

Ядерна оболонка ( Nucleolemma) складається із зовнішньої ядерної мембрани ( m. nuclearis externa) та внутрішньої мембрани оболонки ( m. nuclearis interna), розділених перинуклеарним простором, або цистерної ядерної оболонки ( cisterna nucleolemmae). Ядерна оболонка містить ядерні пори ( pori nucleares).

Мембрани ядерної оболонки у морфологічному відношенні не відрізняються від інших внутрішньоклітинних мембран. Загалом ядерна оболонка може бути представлена ​​як порожнистий двошаровий мішок, що відокремлює вміст ядра від цитоплазми.

Рис. 18. Будова комплексу пори (схема). 1 – перинуклеарний простір; 2 – внутрішня ядерна мембрана; 3 – зовнішня ядерна мембрана; 4 – периферичні гранули; 5 – центральна гранула; 6 - фібрили, що відходять від гранул; 7 діафрагма пори; 8 - фібрили хроматину.

Зовнішня мембрана ядерної оболонки, що безпосередньо контактує з цитоплазмою клітини, має ряд структурних особливостей, що дозволяють віднести її до власне мембранної системи ендоплазматичної мережі: на ній з боку гіалоплазми розташовані численні рибосоми, а зовнішня ядерна мембрана може прямо переходити в мембрани ендоплазматичної мережі. Внутрішня мембрана пов'язана із хромосомним матеріалом ядра.

Найбільш характерними структурами ядерної оболонки є ядерні пори. Вони утворюються з допомогою злиття двох ядерних мембран. Округлі отвори, що формуються при цьому, пори ( annulus pori) мають діаметр близько 80-90 нм. Ці отвори в ядерній оболонці заповнені складноорганізованими глобулярними та фібрилярними структурами. Сукупність мембранних перфорацій та цих структур називають комплексом пори ( complexus pori) (рис. 18). Такий складний комплекс пори має октагональну симетрію. По межі округлого отвору в ядерній оболонці розташовується три ряди гранул по 8 в кожному: один ряд лежить з боку ядра, інший - з боку цитоплазми, третій розташований між ними в центральній частині пори. Розмір гранул близько 25 нм. Від цих гранул відходять фібрилярні відростки. Фібрили, що відходять від периферичних гранул, можуть сходитися в центрі і створювати перегородку, діафрагму поперек пори ( diaphragma pori). Розміри пір у цієї клітини зазвичай стабільні, як і щодо стабільний розмір ядерних пір клітин різних організмів.

Число ядерних пір залежить від метаболічної активності клітин: чим інтенсивніше синтетичні процеси в клітинах, тим більше часу на одиницю поверхні клітинного ядра. Так, у еритробластів (клітин-попередників ядерних еритроцитів) нижчих хребетних тварин під час інтенсивного синтезу та накопичення гемоглобіну виявляється в ядрі близько 30 ядерних пір на 1 мкм2. Після того, як ці процеси закінчуються, в ядрах зрілих клітин - еритроцитів припиняється синтез ДНК і РНК і кількість пір знижується до 5 на 1 мкм2. У ядерних оболонках повністю зрілих сперматозоїдів пори не виявляються.

З численних властивостей і функціональних навантажень ядерної оболонки слід підкреслити її роль бар'єру, що відокремлює вміст ядра від цитоплазми, що обмежує вільний доступ в ядро ​​великих агрегатів біополімерів, що регулює транспорт макромолекул між ядром і цитоплазмою. Однією з важливих функцій ядерної оболонки слід вважати її участь у створенні внутрішньоядерного порядку – у фіксації хромосомного матеріалу у тривимірному просторі ядра. В інтерфазі частина хроматину структурно пов'язана із внутрішньою ядерною мембраною. Описано випадки примембранної локалізації центромірних та тіломірних ділянок інтерфазних хромосом.

· Будова ядра розглядається в інтерфазі– робочій фазі, коли хромосоми функціонують у проміжку між двома поділами (ядро першим описане серед клітинних структур, оскільки є найбільшою органелою клітинної)

· Форма, розміри та структура ядра зміняться залежно від функціонального стану клітини

· Ядро може рухатися пасивно з рухом цитоплазми (можливий самостійний рух амебоідного типу)

· Включає такі структурні компоненти:

Ядерну оболонку(відокремлює вміст ядра від цитоплазми та формує зв'язок з ЕПС та КГ)

q Складається з двох елементарних мембран по 8 нм завтовшки

q Зовнішня мембранамісцями переходить безпосередньо в мембрану ендоплазматичної мережі (ЕПС), будучи її похідною та комплексу Гольджі (КГ), утворюючи з ними функціонально єдину систему і може бути покрита рибосомами; по хімічному складу та функцій зовнішня та внутрішня мембрани відрізняються одна від одної; мембрани ядра можуть зростати, збільшуючи поверхню або навпаки скорочуватися рахунок мембран ЕПС

q Між зовнішньою та внутрішньою мембранами знаходиться перинуклеарний простір(30 нм) , заповнене рідиною, аналогічною рідині в порожнинах ЕПС

q У місцях злиття обох мембран утворюються численні округлі перфорації, заповнені складною структурою з глобулярних білків – ядерні пори (поровий комплекс), Що мають відносно великі розміри близько 30 - 130 нм; чим молодша клітина і вище інтенсивність метаболізму, тим більше ядерних пір (до 10 6 у сперматозоїді)

q Через пори відбувається регульований транспорт речовин з ядра в цитоплазму і назад (з ядра виходять молекули м-РНК і т-РНК, субодиниці рибосом, а всередину проходять структурні рибосомні та ферментні білки, нуклеотиди (вільно транспортуються лише водорозчинні сполуки, білки та ліпіди) вибірково) , тобто здійснюється виборча проникність ядерної оболонки

q Ядерна оболонка руйнується при розподілі клітини, а потім знову утворюється за рахунок мембран ЕПС і частково з фрагментів старої ядерної оболонки

v Ядра практично всіх еукаріотів мають опорну ядерну платівку – ламіну, яка щільно примикає до внутрішньої мембрани, взаємодіючи з її білковим шаром; ламін має сетеподібну фібрилярну структуру; білки, що входять до її складу беруть участь у руйнуванні ядерної оболонки у процесі розподілу клітини

v Ламіну виконує ключову роль у формуванні та підтримці форми оболонки ядра після поділу клітини та утворенні порового комплексу

Ядерний сік або каріоплазма, нуклеоплазма (матрикс)

q Внутрішнє середовище ядра, що заповнює простір між його структурами (безструктурна, має гелеподібну в'язкість цитозолю, містить опорні білки фібрилярні, біоколоїд)

q Хімічний склад включає білки, що виконують ферментативну та опорну функцію, іони, нуклеотиди, ферменти, амінокислоти, продукти обміну речовин та різні РНК; містить велику кількість гранул - транзитні рибосоми, що йдуть з ядра в цитоплазму

q Під час поділу клітини та розчинення ядерної оболонки змішується з цитоплазмою

q Весь матрикс ядра пронизаний хроматином, Що являє собою вищий ступінь спіралізації ДНК з гістонами білками (під час клітинного поділу хроматин приймає ще більш компактну форму, утворюючи хромосоми)

q Функція каріоплазмиполягає у реалізації взаємозв'язку між усіма структурами ядра, підтримці його форми, організації спадкового матеріалу – ДНК та хроматину

Хроматин- глибки, що специфічно фарбуються основними барвниками, гранули і нитчасті структури лежать в каріоплазмі

q Основу хроматину становлять нуклеопротеїни (40% ДНК і 40% білка), а також деяку кількість РНК та інших хромосомних компонентів (хроматин – є формою існування хромосом в інтерфазному ядрі)

v Розрізняють хромосомні білки двох типів – основні білки, які називаються гістонами(виконують функцію структурування ДНК та регуляції транскрипції) , та гетерогенні білки, кислі, звані негістоновими(специфічні білки-регулятори)

v В основі структури хроматину лежить нуклеосомна нитка, що складається з одиниць, що повторюються нуклеосомі нагадує ланцюжок намиста (III структура молекули ДНК)

v Нуклеосома (елементарна одиниця хроматину) – фрагмент молекули ДНК, комплексований (з'єднаний) з білковим тілом, що складається з 8 молекул гістонових білків – кори(молекула ДНК спірально накручується на білкову кору на довжину двох витків, тому кількість ДНК та гістонів еквівалентна); в хроматині не вся ДНК пов'язана з нуклеосомами, близько 10-13% її довжини вільна від них і утворює сполуки між нуклеосомами - лінкери

v Різні ділянки інтерфазних хромосом мають різний ступінькомпактизації (конденсації); в залежності від стану хроматину виділяють:

Еухроматін- слабко спіралізовані ділянки хроматину, що складаються з генетично активної ДНК, здатні до транскрипції та реалізації генетичної інформації

Гетерохроматин– щільно спіралізована частина хроматину, генетично інертна, нетранскрибована частина ДНК

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

Сутність життя

Жива матерія якісно відрізняється від неживої величезної складністю і високою структурною і функціональною впорядкованістю. Жива і нежива матерія подібні на елементарному хімічному рівні.

Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Твітнути

Всі теми цього розділу:

Мутаційний процес та резерв спадкової мінливості
· У генофонді популяцій відбувається безперервний мутаційний процес під дією мутагенних факторів · Найчастіше мутують рецесивні алелі (кодують менш стійку до дії мутагенних фа

Частота алелей та генотипів (генетична структура популяції)
Генетична структура популяції - співвідношення частот алелів (А та а) та генотипів (АА, Аа, аа) в генофонді популяції Частота алелі

Цитоплазматична спадковість
· Є дані, необ'ємні з погляду хромосомної теорії спадковості А. Вейсмана і Т. Моргана (тобто виключно ядерної локалізації генів); · Цитоплазма бере участь у ре

Плазмогени мітохондрій
· Одна міотохондрія містить 4 - 5 кільцевих молекул ДНК довжиною близько 15 000 пар нуклеотидів · Містить гени: - синтезу т РНК, р РНК та білків рибосом, деяких ферментів аеро

Плазміди
· Плазміди - дуже короткі, кільцеві фрагменти, що автономно реплікуються, молекули ДНК бактерій, що забезпечують нехромосомну передачу спадкової інформації.

Мінливість
Мінливість - загальна властивість всіх організмів набувати структурно - функціональних відмінностей від своїх предків.

Мутаційна мінливість
Мутації - якісні чи кількісні ДНК клітин організму, що призводять до змін їх генетичного апарату (генотипу) · Мутаційна теорія створ

Причини мутацій
Мутагенні фактори (мутагени) - речовини та впливи, здатні індукувати мутаційний ефект (будь-які фактори зовнішнього та внутрішнього середовища, які мають

Частота мутацій
· Частота мутування окремих генів широко варіюють і залежить від стану організму та етапу онтогенезу (зазвичай росте з віком). У середньому кожен ген мутує один раз на 40 тисяч років

Генні мутації (точкові, дійсні)
Причина - зміна хімічної структури гена (порушення послідовності нуклеотидів у ДНК: генні вставки пари або кількох нуклеотидів

Хромосомні мутації (хромосомні перебудови, аберації)
Причини-викликаються значними змінами в структурі хромосом (перерозподіл спадкового матеріалу хромосом) · У всіх випадках виникають в результаті ра

Поліплоїдія
Поліплоїдія - кратне збільшення числа хромосом у клітині (гаплоїдний набір хромосом -n повторюється не 2 рази, а безліч разів - до 10 -1

Значення поліплоїдії
1. Поліплоїдія у рослин характеризується збільшенням розмірів клітин, вегетативних та генеративних органів - листя, стебел, квітів, плодів, коренеплодів та ін. , у

Анеуплоїдія (гетероплоїдія)
Анеуплоїдія (гетероплоїдія) - зміна числа окремих хромосом не кратна гаплоїдному набору (при цьому одна або кілька хромосом із гомологічної пари норма

Соматичні мутації
Соматичні мутації - мутації, що виникають у соматичних клітинах організму · Розрізняють генні, хромосомні та геномні соматичні мутації

Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості
· Відкритий Н. І. Вавіловим на основі вивчення дикої та культурної флори п'яти континентів 5.Мутаційний процес у генетично близьких видів і пологів протікає паралельно, в р.

Комбінативна мінливість
Комбінативна мінливість – мінливість, що виникає внаслідок закономірної перекомбінації алелів у генотипах нащадків, внаслідок статевого розмноження

Фенотипова мінливість (модифікаційна чи неспадкова)
Модифікаційна мінливість – еволюційно закріплені пристосувальні реакції організму на зміну довкілля без зміни генотипу

Значення модифікаційної мінливості
1. більшість модифікацій має пристосувальне значення та сприяє адаптації організму до зміни зовнішнього середовища 2. може викликати негативні зміни -морфози

Статистичні закономірності модифікаційної мінливості
· Модифікації окремої ознаки або властивості, що вимірюються кількісно, ​​утворюють безперервний ряд (варіаційний ряд); його не можна побудувати за невимірюваною ознакою або ознакою, сущою

Варіаційна крива розподілу модифікацій у варіаційному ряді
V - варіанти ознаки Р - частота народження варіантів ознаки Мо - мода, або найбільш

Відмінності у прояві мутацій та модифікацій
Мутаційна (генотипова) мінливість Модифікаційна (фенотипічна) мінливість 1. Пов'язана зі зміною гено- та каріотипу

Особливості людини як об'єкта генетичних досліджень
1. Неможливий цілеспрямований підбір батьківських пар та експериментальні шлюби (неможливість експериментального схрещування) 2. Повільна зміна поколінь, що відбувається в середньому через

Методи вивчення генетики людини
Генеалогічний метод · В основі методу лежить складання та аналіз родоводів (введений у науку наприкінці XIX ст. Ф. Гальтоном); суть методу полягає у простеженні нас

Близнюковий метод
· Метод полягає у вивченні закономірностей успадкування ознак у одно- та двояйцевих близнюків (частота народження близнюків становить один випадок на 84 новонароджених)

Цитогенетичний метод
· Полягає у візуальному вивченні мітотичних метафазних хромосом під мікроскопом · Заснований на методі диференціального фарбування хромосом (Т. Касперсон,

Метод дерматогліфіки
· Заснований на вивченні рельєфу шкіри на пальцях, долонях та підошовних поверхнях стоп (тут є епідермальні виступи - гребені, які утворюють складні візерунки), ця ознака успадковує

Популяційно – статистичний метод
· Заснований на статистичній (математичній) обробці даних про успадкування у великих групах населення (популяціях - групах, що відрізняються за національністю, віросповіданням, расам, профес.

Метод гібридизації соматичних клітин
· Заснований на розмноженні соматичних клітин органів і тканин поза організмом у поживних стерильних середовищах (клітини найчастіше отримують зі шкіри, кісткового мозку, крові, ембріонів, пухлин) та

Метод моделювання
· Теоретичну основу біологічного моделювання в генетиці дає закон гомологічних рядів спадкової мінливості Н.І. Вавилова · Для моделювання визначені

Генетика та медицина (медична генетика)
· Вивчає причини виникнення, діагностичні ознаки, можливості реабілітації та профілактики спадкових хвороб людини (моніторинг генетичних аномалій)

Хромосомні хвороби
· Причиною є зміна числа (геномні мутації) або структури хромосом (хромосомні мутації) каріотипу статевих клітин батьків (аномалії можуть виникати на різних

Полісомії за статевими хромосомами
Трисомія - X (синдром Трипло X); Каріотип (47, XXX) · Відомі у жінок; частота синдрому 1: 700 (0,1%) · Н

Спадкові хвороби генних мутацій
· Причина - генні (точкові) мутації (зміна нуклеотидного складу гена - вставки, заміни, випадання, перенесення одного або декількох нуклеотидів; точна кількість генів у людини незв

Хвороби, контрольовані генами, локалізованими на X- або Y-хромосомі
Гемофілія – незгортання крові Гіпофосфатемія – втрата організмом фосфору та нестача кальцію, розм'якшення кісток М'язова дистрофія – порушення структур

Генотипічний рівень профілактики
1. Пошук та застосування антимутагенних захисних речовин Антимутагени (протектори) - сполуки, що нейтралізують мутаген до реакції з молекулою ДНК або знімають її

Лікування спадкових хвороб
1. Симптоматичне та патогенетичне- вплив на симптоми хвороби (генетичний дефект зберігається і передається потомству) n дієтотер

Взаємодія генів
Спадковість - сукупність генетичних механізмів, що забезпечують збереження та надання структурно-функціональної організації виду в ряду поколінь від предків п

Взаємодія алельних генів (одної алельної пари)
· Виділяють п'ять типів алельних взаємодій: 1. Повне домінування 2. Неповне домінування 3. Наддомінування 4. Кодомінірова

Комплементарність
Комплементарність - явище взаємодії кількох неалельних домінантних генів, що призводить до виникнення нової ознаки, яка відсутня в обох батьків

Полімерія
Полімерія - взаємодія неалельних генів, при якому розвиток однієї ознаки відбувається лише під дією кількох неалельних домінантних генів (поліген

Плейотропія (множина гена)
Плейотропія - явище впливу одного гена на розвиток кількох ознак · Причина плейотропного впливу гена в дії первинного продукту

Основи селекції
Селекція (лат. selektio - відбір) - наука та галузь с.-г. виробництва, що розробляє теорію та методи створення нових та покращення існуючих сортів рослин, порід тварини

Одомашнення як перший етап селекції
· Культурні рослини та свійські тварини походять від диких предків; цей процес називають одомашненням або доместикацією · Рухаюча сила доместикації – позову

Центри походження та різноманіття культурних рослин (за М. І. Вавіловом)
Назва центру Географічне розташування Батьківщина культурних рослин

Штучний відбір (підбір батьківських пар)
· Відомі два види штучного відбору: масовий та індивідуальний Масовий відбір - виділення, збереження та використання для розмноження організмів, що володіють

Гібридизація (схрещування)
· Дозволяє поєднувати певні спадкові ознаки в одному організмі, а також позбавлятися небажаних властивостей · У селекції застосовують різні системи схрещування &n

Споріднене схрещування (інбридинг)
Інбридинг - схрещування особин, що мають близький ступінь спорідненості: брат - сестра, батьки - потомство (у рослин найбільш тісна форма інбридингу здійснюється при самоо

Неспоріднене схрещування (аутбридинг)
· При схрещуванні неспоріднених особин шкідливі рецесивні мутації, що перебувають у гомозиготному стані, переходять у гетерозиготне і не надають негативного впливу на життєздатність організму.

Гетерозис
Гетерозис (гібридна сила) – явище різкого збільшення життєздатності та продуктивності гібридів першого покоління при неспорідненому схрещуванні.

Індукований (штучний) мутагенез
· Частота з спектр мутацій різко підвищується при впливі мутагенів (іонізуючих випромінювань, хімічних речовин, екстремальних умов зовнішнього середовища тощо) · Застосування

Міжлінійна гібридизація у рослин
· Полягає в схрещуванні чистих (інбредних) ліній, отриманих в результаті тривалого примусового самозапилення перехрестозапильних рослин з метою отримання максим

Вегетативне розмноження соматичних мутацій у рослин
· Метод заснований на виділенні та відборі корисних соматичних мутацій за господарськими ознаками у кращих старих сортів (можливий тільки в селекції рослин)

Методи селекційно-генетичної роботи І. В. Мічуріна
1. Систематично віддалена гібридизація а) міжвидова: Вишня володимирська х черешня Вінклера = вишня Краса півночі (зимостійкість) б) міжродова

Поліплоїдія
· Поліплоїдія – явище кратного основному числу (n) збільшення числа хромосом у соматичних клітинах організму (механізм утворення поліплоїдів та

Клітинна інженерія
· Культивування окремих клітин або тканин на штучних стерильних поживних середовищах, що містять амінокислоти, гормони, мінеральні солі та інші поживні компоненти (

Хромосомна інженерія
· Метод ґрунтується на можливості заміни або додавання нових окремих хромосом у рослин · Можливе зменшення або збільшення числа хромосом у будь-якій гомологічній парі – анеуплоїдія

Селекція тварин
· Має ряд особливостей порівняно з селекцією рослин, що об'єктивно ускладнюють її проведення 1. Характерно в основному тільки статеве розмноження (відсутність вегетаті

Одомашнення
· Почалося близько 10 - 5 тис. тому в епоху неоліту (послабило дію стабілізуючого природного відбору, що призвело до збільшення спадкової мінливості та підвищення ефективності відбору

Схрещування (гібридизація)
· Існують два методи схрещування: споріднене (інбридинг) та неспоріднене (аутбридинг) · При підборі пари враховують родовід кожного виробника (племінні книги, учи

Неспоріднене схрещування (аутбридинг)
· Може бути внутрішньопородне та міжпорордне, міжвидове або міжродове (систематично віддалена гібридизація) · Супроводжується ефектом гетерозису гібридів F1

Перевірка племінних якостей виробників за потомством
· Існують господарські ознаки, що виявляються тільки у самок (несучість, молочність) · Самці беруть участь у формуванні цих ознак у дочок (необхідно перевіряти самців на ц

Селекція мікроорганізмів
· Мікроорганізми (прокаріоти - бактерії, синьозелені водорості; еукаріоти - одноклітинні водорості, гриби, найпростіші) - широко використовуються в промисловості, сільському господарстві, медиці

Етапи селекції мікроорганізмів
I. Пошуки природних штамів, здатних до синтезу необхідних людині продуктів II.Виділення чистого природного штаму (відбувається в процесі багаторазового пересіювання п

Завдання біотехноглгії
1. Отримання кормового та харчового білка з дешевої природної сировини та відходів промисловості (основа вирішення продовольчої проблеми) 2. Отримання достатньої кількості

Продукція мікробіологічного синтезу
q Кормовий та харчовий білок q Ферменти (широко застосовуються в харчовій, спиртовій, пивоварній, виноробній, м'ясній, рибній, шкіряній, текстильній та ін.

Етапи технологічного процесу мікробіологічного синтезу
I етап – отримання чистої культури мікроорганізмів, що містить лише організми одного виду або штаму · Кожен вид зберігається в окремій пробірці та надходить на виробництво та

Генна (генетична) інженерія
Генна інженерія – це область молекулярної біології та біотехнології, що займається створенням та клонуванням нових генетичних структур (рекомбінантних ДНК) та організмів із заданими н

Стадії одержання рекомбінантних (гібридних) молекул ДНК
1. Отримання вихідного генетичного матеріалу - гена, що кодує цікавий білок (ознака) · Необхідний ген може бути отриманий двома способами: штучний синтез або вид

Досягнення генної інженерії
· Введення генів еукаріотів у бактерії використовується для мікробіологічного синтезу біологічно активних речовин, які в природі синтезуються тільки клітинами вищих організмів · Синтез

Проблеми та перспективи генної інженерії
· Вивчення молекулярних основ спадкових захворювань та розробка нових методів їх лікування, пошук методів виправлення пошкоджень окремих генів · Підвищення опірності орга

Хромосомна інженерія у рослин
· Полягає у можливості біотехнологічної заміни окремих хромосом у гаметах рослин або додавання нових · У клітинах кожного диплоїдного організму є пари гомологічних хромосо

Метод культури клітин та тканин
· Метод являє собою вирощування окремих клітин, шматочків тканин або органів поза організмом у штучних умовах на строго стерильних поживних середовищах з постійними фізико-хімічними

Клоніальне мікророзмноження рослин
· Культивування клітин рослин відносно нескладно, середовища прості та дешеві, а культура клітин невибаглива · Метод культури клітин рослин полягає в тому, що окрема клітина або т

Гібридизація соматичних клітин (соматична гібридизація) у рослин
· Протопласти рослинних клітин без жорстких клітинних стінок можуть зливатися один з одним, утворюючи гібридну клітину, що має ознаки обох батьків · Дає можливість отримувати

Клітинна інженерія у тварин
Метод гормональної суперовуляції та трансплантації ембріонів · Виділення від кращих корів десятків яйцеклітин на рік способом гормональної індуктивної поліовуляції (викликається

Гібридизація соматичних клітин у тварин
· Соматичні клітини містять весь обсяг генетичної інформації · Соматичні клітини для культивування та подальшої гібридизації у людини отримують зі шкіри

Одержання моноклоніальних антитіл
· У відповідь на введення антигену (бактерії, віруси, еритроцити та ін) органімізм продукує за допомогою В – лімфоцитів специфічні антитіла, які являють собою білки, які називають імм

Екологічна біотехнологія
· Очищення води шляхом створення очисних споруд, що працюють з використанням біологічних методів q Окислення стічних вод на біологічних фільтрах q Утилізація органічних та

Біоенергетика
Біоенергетика – напрямок біотехнології, пов'язаний з отриманням енергії з біомаси за допомогою мікроорганізмів · Одним з ефективних методів отримання енергії з біом

Біоконверсія
Біоконверсія - це перетворення речовин, що утворилися в результаті обміну речовин, в структурно споріднені сполуки під дією мікроорганізмів.

Інженерна ензимологія
Інженерна ензимологія – галузь біотехнології, що використовує ферменти у виробництві заданих речовин · Центральним методом інженерної ензимології є іммобілізація

Біогеотехнологія
Біогеотехнологія – використання геохімічної діяльності мікроорганізмів у гірничодобувній промисловості (рудній, нафтовій, вугільній) · За допомогою мікроо

Межі біосфери
· Визначаються комплексом факторів; до загальних умов існування живих організмів відносяться: 1. наявність рідкої води; 2. наявність ряду біогенних елементів (макро- та мікроелемент

Властивості живої речовини
1. Містять величезний запас енергії, здатної виконувати роботу 2. Швидкість протікання хімічних реакцій у живій речовині в мільйони разів швидше звичайних завдяки участі ферментів

Функції живої речовини
· Виконаються живою матерією в процесі здійснення життєдіяльності та біохімічних перетворень речовин у реакціях метаболізму 1. Енергетична – трансформація та засвоєння живим

Біомаса суші
· Континентальна частина біосфери – суша займає 29% (148 млн км2) · Неоднорідність суші виражається наявністю широтної зональності та висотною зональністю

Біомаса ґрунту
· Грунт - суміш органічних і вивітряних мінеральних речовин, що розклалися; мінеральний склад грунту включає кремнезем (до 50%), глинозем (до 25%), оксид заліза, магнію, калію, фосфору

Біомаса Світового океану
· Площа Світового океану (гідросфера Землі) займає 72,2% всієї поверхні Землі · Вода має особливі властивості, важливі для життя організмів – високу теплоємність і теплопровідність.

Біологічний (біотичний, біогенний, біогеохімічний цикл) кругообіг речовин
Біотичний кругообіг речовин – безперервний, планетарний, відносно циклічний, нерівномірний у часі та просторі закономірний розподіл речовин

Біогеохімічні цикли окремих хімічних елементів
· Біогенні елементи циркулюють у біосфері, тобто здійснюють замкнуті біогеохімічні цикли, які функціонують під дією біологічних (життєдіяльність) і геологіч.

Кругообіг азоту
· Джерело N2 - молекулярний, газоподібний, атмосферний азот (не засвоюється більшістю живих організмів, т. к. хімічно інертний; рослини здатні засвоювати лише пов'язаний з

Кругообіг вуглецю
· Головне джерело вуглецю – вуглекислий газ атмосфери та води · Кругообіг вуглецю здійснюється завдяки процесам фотосинтезу та клітинного дихання · Кругообіг починається з ф

Кругообіг води
· Здійснюється за рахунок сонячної енергії · Регулюється з боку живих організмів: 1. поглинання та випаровування рослинами 2. фотоліз у процесі фотосинтезу (розкладання

Кругообіг сірки
· Сірко-біогенний елемент живої матерії; міститься в білках у складі амінокислот (до 2,5%), входить до складу вітамінів, глікозидів, коферментів, є в рослинних ефірних оліях

Потік енергії у біосфері
· Джерело енергії в біосфері – безперервне електромагнітне випромінювання сонця та радіоактивна енергія q 42% сонячної енергії відбивається від хмар, атмосферою пилу та поверхні Землі в

Виникнення та еволюція біосфери
· Жива матерія, а разом з нею і біосфера з'явилася на Землі внаслідок виникнення життя в процесі хімічної еволюції близько 3,5 млрд років тому, що призвела до утворення органічних речовин

Ноосфера
Ноосфера (букв. сфера розуму) – вища стадія розвитку біосфери, пов'язана з виникненням та становленням у ній цивілізованого людства, коли його розум

Ознаки сучасної ноосфери
1. Зростаюча кількість видобутих матеріалів літосфери - зростання розробок родовищ корисних копалин (зараз воно перевищує 100 млрд тонн на рік) 2. Масове споживання

Вплив людини на біосферу
· Сучасний стан ноосфери характеризується все зростаючою перспективою екологічної кризи, багато аспектів якої вже виявляються повною мірою, створюючи реальну загрозу сущ

Виробництво енергії
q Будівництво ГЕС та створення водосховищ викликає затоплення великих територій та переселення людей, підняття рівня ґрунтових вод, ерозію та заболочування ґрунту, зсуви, втрату орних зем.

Виробництво їжі. Виснаження та забруднення ґрунту, скорочення площі родючих ґрунтів
q Орні землі займають 10% поверхні Землі (1,2 млрд. га).

Скорочення природного біологічного розмаїття
q Господарська діяльність людини в природі супроводжується зміною чисельності видів тварин і рослин, вимирання цілих таксонів, зниження різноманітності живого q В даний час

Кислотні опади
q Збільшення кислотності дощів, снігу, туманів внаслідок викиду в атмосферу оксидів сірки та азоту від горіння палива q Кислі опади знижують урожай, гублять природну рослинність

Шляхи вирішення екологічних проблем
· Людина надалі експлуатуватиме ресурси біосфери в дедалі більших масштабах, оскільки ця експлуатація – неодмінна і головна умова самого існування ч

Раціональне споживання та управління природними ресурсами
q Максимально повне та комплексне вилучення з родовищ усіх корисних копалин (через недосконалість технології видобутку із родовищ нафти витягується лише 30-50% запасів q Рік

Екологічна стратегія розвитку сільського господарства
q Стратегічне спрямування - підвищення врожайності для забезпечення продовольством населення без збільшення посівних площ q Підвищення врожайності с\х культур без негативні

Властивості живої матерії
1. Єдність елементарного хімічного складу (98% посідає вуглець, водень, кисень і азот) 2. Єдність біохімічного складу – все живі органи

Гіпотези походження життя Землі
· Існують дві альтернативні концепції про можливість походження життя на Землі: q абіогенез – виникнення живих організмів з речовин неорганічної природи

Стадії розвитку Землі (хімічні причини виникнення життя)
1. Зоряна стадія історії Землі q Геологічна історія Землі почалася понад 6 морд. років тому, коли Земля була розпеченою понад 1000

Виникнення процесу самовідтворення молекул (біогенного матричного синтезу біополімерів)
1. Сталося внаслідок взаємодії коацерватів з нуклеїновими кислотами 2. Усі необхідні компоненти процесу біогенного матричного синтезу: - ферменти - білки - ін.

Передумови виникнення еволюційної теорії Ч. Дарвіна
Соціально-економічні передумови 1. У першій половині ХІХ ст. Англія стала однією з найрозвиненіших у господарському відношенні країн світу з високим рівнем.

· Викладено у книзі Ч. Дарвіна «Про походження видів шляхом природного відбору або збереження сприятливих порід у боротьбі за життя», яка вийшла

Мінливість
Обґрунтування змінності видів · Для обґрунтування положення про мінливість живих істот Ч. Дарвін скористався поширеними

Корелятивна (співвідносна) мінливість
· Зміна структури або функції однієї частини організму обумовлює узгоджену зміну іншої або інших, оскільки організм - цілісна система, окремі частини якої тісно пов'язані між

Основні положення еволюційного вчення Ч. Дарвіна
1. Всі види живих істот, що населяють Землю, ніколи і ніким не були створені, а виникли природним шляхом 2. Виникнувши природним шляхом, види повільно та поступово

Розвиток уявлень про вид
· Аристотель- користувався поняттям виду при описі тварин, яке не мало наукового змісту та використовувалося як логічне поняття · Д. Рей

Критерії виду (ознаки ідентифікації видової власності)
· Значення критеріїв виду в науці та практиці - визначення видової приналежності особин (видова ідентифікація) I. Морфологічний - подібність морфологічних спадщин

Види популяцій
1. Панміктичні - складаються з особин, що розмножуються статевим шляхом, перехресно запліднюються. 2. Клоніальні - з особин, що розмножуються тільки без

Мутаційний процес
· Спонтанні зміни спадкового матеріалу статевих клітин у вигляді генних, хромосомних та геномних мутацій відбуваються постійно протягом усього періоду існування життя під дією мут

Ізоляція
Ізоляція - припинення потоку генів з популяції в популяцію (обмеження обміну генетичною інформацією між популяціями) · Значення ізоляції як фа

Первинна ізоляція
· Не пов'язана прямо з дією природного відбору, є наслідком зовнішніх факторів· Приводить до різкого зниження або припинення міграції особин з інших попул

Екологічна ізоляція
· Виникає на основі екологічних відмінностей існування різних популяцій (різні популяції займають різні екологічні ніші) v Наприклад, форелі озера Севан р

Вторинна ізоляція (біологічна, репродуктивна)
· Має вирішальне значення у формуванні репродуктивної ізоляції · Виникає внаслідок внутрішньовидових відмінностей організмів · Виникла в результаті еволюції · Має два з

Міграції
Міграції - переміщення особин (насіння, пилку, суперечка) та властивих їм алелей між популяціями, що веде до зміни частот алелів та генотипів у їх генофондах · Спільне з

Популяційні хвилі
Популяційні хвилі («хвилі життя») – періодичні та неперіодичні різкі коливання чисельності особин популяції під дією природних причин (С. С. С.).

Значення популяційних хвиль
1. Приводить до ненаправленої та різкої зміни частот алелів та генотипів у генофонді популяцій (випадкове виживання особин у період зимівлі може збільшити концентрацію даної мутації в 1000 р.).

Дрейф генів (генетико-автоматичні процеси)
Дрейф генів (генетико-автоматичні процеси) - випадкове ненаправлене, не обумовлене дією природного відбору, зміна частот алелів та генотипів у м

Результат дрейфу генів (для малих популяцій)
1. Зумовлює втрату (р = 0) або фіксацію (р = 1) алелів у гомозоготному стані у всіх членів популяції поза зв'язком з їх адаптивною цінністю - гомозиготизація особин

Природний відбір – напрямний фактор еволюції
Природний відбір – процес переважного (селективного, вибіркового) виживання та розмноження найбільш пристосованих особин та не виживання чи не розмноження

Боротьба за існування Форми природного відбору
Рухаючий відбір (Описаний Ч. Дарвіном, сучасне вчення розвинене Д. Сімпсоном, англ.).

Стабілізуючий відбір
· Теорію стабілізуючого відбору розробив російський акад. І. І. Шмаьгаузен (1946) Стабілізуючий відбір - відбір, що діє у стабільних

Інші форми природного відбору
Індивідуальний відбір - виборче виживання та розмноження окремих особин, що володіють перевагою у боротьбі за існування та елімінація інших

Основні особливості природного та штучного відбору
Природний відбір Штучний відбір 1. Виник з виникненням життя Землі (близько 3млрд років тому) 1. Виник у не

Загальні ознаки природного та штучного відбору
1. Вихідний (елементарний) матеріал – індивідуальні ознаки організму (спадкові зміни – мутації) 2. Здійснюються за фенотипом 3. Елементарна структура – ​​популяції

Боротьба за існування – найважливіший фактор еволюції
Боротьба за існування - комплекс взаємовідносин організму з абіотичними (фізичні умови життя) та біотичними (стосунки з іншими живими організмами) фак

Інтенсивність розмноження
v Одна особина аскариди виробляє на добу 200 тис. яєць; сіра щур дає 5 послідів на рік по 8 щурів, які стають статевозрілими в тримісячному віці; потомство однієї дафнії за літо

Міжвидова боротьба за існування
· Відбувається між особами популяцій різних видів · Менш гостра, ніж внутрішньовидова, але її напруженість збільшується, якщо різні види займають подібні екологічні ніші та мають з

Боротьба з несприятливими абіотичними факторами довкілля
· Спостерігається у всіх випадках, коли особини популяції виявляються в екстремальних фізичних умовах (зайве тепло, посуха, сувора зима, надмірна вологість, неродючі ґрунти, суворі

Основні відкриття у галузі біології після створення СТЕ
1. Відкриття ієрархічних структур ДНК і білка, у тому числі вторинної структури ДНК - подвійної спіралі та її нуклеопротеїдної природи 2. Розшифровка генетичного коду (його триплетнос

Ознаки органів ендокринної системи
1. Мають відносно невеликі розміри (частки або кілька грам) 2. Анатомічно не пов'язані між собою 3. Синтезують гормони 4. Мають велику мережу кровоносні

Характеристика (ознаки) гормонів
1. Утворюються в залозах внутрішньої секреції (нейрогормони можуть синтезуватися в нейросекреторних клітинах) 2. Висока біологічна активність – здатність швидко та сильно змінювати інт

Хімічна природа гормонів
1. Пептиди та прості білки (інсулін, соматотропін, тропні гормони аденогіпофіза, кальцитонін, глюкагон, вазопресин, окситоцин, гормони гіпоталамуса) 2. Складні білки – тиреотропін, лют

Гормони середньої (проміжної) частки
Меланотропний гормон (меланотропін) – обмін пігментів (меланіну) у покривних тканинах Гормони задньої частки (нейрогіпофіза) – окситрцин, вазопресин

Гормони щитовидної залози (тироксин, трийодтиронін)
До складу гормонів щитовидної залози неодмінно входить йод і амнокислота тирозин (щодня у складі гормонів виділяється 0,3 мг. йоду, отже людина повинна щодня з їжею та водою одержувати

Гіпофункція щитовидної залози (гіпотеріоз)
Причиною гіпотерозів є хронічний дефіцит йоду в їжі та воді.

Гормони коркового шару (мінералкортикоїди, глюкокортикоїди, статеві гормони)
Корковий шар утворений з епітеліальної тканини і складається з трьох зон: клубочкової, пучкової та сітчастої, що мають різну морфологію та функції. Гормони відноситься до стероїдів - кортикостероїди

Гормони мозкового шару надниркових залоз (адреналін, норадреналін)
- Мозковий шар складається з особливих хромафінних клітин, що забарвлюються в жовтий колір, (ці ж клітини розташовані в аорті, місці розгалуження сонної артерії і в симпатичних вузлах;

Гормони підшлункової залози (інсулін, глюкагон, соматостатин)
Інсулін (секретується бета-клітинами (інсулоцитами), є найпростішим білком) Функції: 1. Регуляція вуглеводного обміну (єдиний цукропоніж)

Тестостерон
Функції: 1. Розвиток вторинних статевих ознак (пропорції тіла, мускулатура, зростання бороди, волосся на тілі, психічні особливості чоловіка та ін.) 2. Зростання та розвиток органів розмноження

Яєчники
1. Парні органи (розміри близько 4 см, маса 6-8 гр.), розташовані в малому тазі, по обидва боки матки 2. Складаються з великої кількості (300 -400 тис.) т.з. фолікулів – структу

Естрадіол
Функції: 1. Розвиток жіночих статевих органів: яйцеводів, матки, піхви, молочних залоз 2.Формування вторинних статевих ознак жіночої статі ( статура, фігура, відкладення жиру,

Залізи внутрішньої секреції (ендокринна система) та їх гормони
Ендокринні залози Гормони Функції Гіпофіз: - передня частка: аденогіпофіз - середня частка - задня

Рефлекс. Рефлекторна дуга
Рефлекс – реакція у відповідь організму на подразнення (зміна) зовнішнього і внутрішнього середовища, що здійснюється за участю нервової системи(основна форма діяльності

Механізм зворотного зв'язку
· Рефлекторна дуга не закінчується реакції реакції організму на подразнення (роботою ефектора). Всі тканини та органи мають власні рецептори та аферентні нервові шляхи, що підходять до чуття.

Спинний мозок
1. Найбільш древній відділ ЦНС хребетних (вперше з'являється у головохордових – ланцетника) 2. У процесі ембріогенезу розвивається з нервової трубки 3. Розташовується в кістковому

Скелетно-моторні рефлекси
1. Колінний рефлекс (центр локалізується в поперековому сегменті); рудиментарний рефлекс від тварин предків 2. Ахілов рефлекс (в поперековому сегменті) 3. Підошовний рефлекс (з

Провідникова функція
· Спинний мозок має двосторонній зв'язок з головним мозком (стволовою частиною та корою півкуль); через спинний мозок головний мозок пов'язаний з рецепторами та виконавчими органами тіла · Св

Головний мозок
· Головний та спинний мозок розвиваються у ембріона із зовнішнього зародкового листка – ектодерми · Розташовується в порожнині мозкового черепа · Покритий (як і спинний мозок) трьома оболонками

Продовгуватий мозок
2. У процесі ембріогенезу розвивається з п'ятого мозкового міхура нервової трубки зародка 3. Є продовженням спинного мозку (нижньою межею між ними є місце виходу корінця)

Рефлекторна функція
1. Захисні рефлекси: кашель, чхання, миготіння, блювання, сльозовиділення 2. Харчові рефлекси: ссання, ковтання, соковиділення травних залоз, моторика та перистальтика

Середній мозок
1. У процесі ембріогенезу з третього мозкового міхура нервової трубки зародка 2. Покритий білою речовиною, сіра речовина – усередині у вигляді ядер 3. Має наступні структурні компо

Функції середнього мозку (рефлекторна та провідникова)
I. Рефлекторна функція (всі рефлекси вроджені, безумовні) 1. Регуляція м'язового тонусу при русі, ходьбі, стоянні 2. Орієнтовний рефлекс

Таламус (зорові горби)
· Являє собою парні скупчення сірої речовини (40 пар ядер), вкриті шаром білої речовини, всередині – III шлуночок та ретикулярна формація · Всі ядра таламуса аферентні, почуттів

Функції гіпоталамуса
1. Вищий центр нервової регуляції серцево-судинної системи, проникність кровоносних судин 2. Центр терморегуляції 3. Регуляція водно-сольового балансу орган

Функції мозочка
· Мозок з'єднаний з усіма відділами ЦНС; рецепторами шкіри, пропріорецептрами вестибулярного та рухового апарату, підкіркою та корою великих півкуль · Функції мозочка досліджують пут

Кінцевий мозок (великий мозок, великі півкулі переднього мозку)
1. У процесі ембріогенезу розвивається з першого мозкового міхура нервової трубки зародка.

Кора великих півкуль (плащ)
1. У ссавців та людини поверхня кори складчаста, покрита звивинами та борознами, що забезпечують збільшення площі поверхні (у людини становить близько 2200 см2)

Функції кори великих півкуль
Методи вивчення: 1. Електричне подразнення окремих ділянок (метод «вживлення» електродів у зони мозку) 3. 2. Видалення (екстирпація) окремих ділянок

Сенсорні зони (області) кори великих півкуль
· Представляють собою центральні (кіркові) відділи аналізаторів, до них підходять чутливі (аферентні) імпульси від відповідних рецепторів · Займають невелику частину кор.

Функції асоціативних зон
1. Зв'язок між різними зонами кори (сенсорними та моторними) 2. Об'єднання (інтеграція) всієї чутливої ​​інформації, що надходить у кору з пам'яттю та емоціями 3. Вирішальне з

Особливості вегетативної нервової системи
1. Поділяється на два відділи: симпатичний та парасимпатичний (кожен з них має центральну та периферичну частини) 2. Не має власних аферентних (

Особливості відділів вегетативної нервової системи
Симпатичний відділ Парасимпатичний відділ 1. Центральні ганглії розташовані в бічних рогах грудних і поперекових сегментів спинн.

Функції вегетативної нервової системи
Більшість органів тіла іннервує як симпатична, так і парасимпатична системи (подвійна іннервація).

Вплив симпатичного та парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи
Симпатичний відділ Парасимпатичний відділ 1. Почастішує ритм, збільшує силу серцевих скорочень 2. Розширює коронарні судини се

Вища нервова діяльність людини
Психічні механізми відбиття: Психічні механізми проектування майбутнього - відчутно

Особливості (ознаки) безумовних та умовних рефлексів
Безумовні рефлекси Умовні рефлекси 1. Вроджені видові реакції організму (передаються у спадок) – генетично детерм

Методика виробітку (освіти) умовних рефлексів
· Розроблена І. П. Павловим на собаках при вивченні слиновиділення при дії світлових або звукових подразнень, запахів, дотиків і т. д. (протока слинної залози виводилася назовні через розрив

Умови виробітку умовних рефлексів
1. Індиферентний подразник повинен передувати безумовному (випереджальна дія) 2. Середня сила індиферентного подразника (при малій та великій силі рефлекс може не утворити

Значення умовних рефлексів
1. Лежать в основі навчання, здобуття фізичних та психічних навичок 2. Тонке пристосування вегетативних, соматичних та психічних реакцій до умов з

Індукційне (зовнішнє) гальмування
o Розвивається при дії стороннього, несподіваного, сильного подразника із зовнішнього або внутрішнього середовища v Сильний голод, переповнений сечовий міхур, біль або статеве збудження тор

Згасне умовне гальмування
· Розвивається при систематичному непідкріпленні умовного подразника безумовним v Якщо умовний подразник повторювати через короткі проміжки часу без підкріплення його бе

Взаємовідносини збудження та гальмування в корі великих півкуль
Іррадіація - поширення процесів збудження або гальмування з осередку їх виникнення на інші області кори · Прикладом іррадіації процесу збудження

Причини виникнення сну
· Існують кілька гіпотез та теорій причин виникнення сну: Хімічна гіпотеза – причиною сну є отруєння клітин мозку токсичними продуктами життєдіяльності, образ

Швидкий (парадоксальний) сон
· Настає після періоду повільного сну і триває 10 -15 хв; потім знову змінюється повільним сном; повторюється протягом ночі 4-5 разів. · Характеризується швидкими.

Особливості вищої нервової діяльності
(відмінності від ВНД тварин) · Канали отримання інформації про фактори зовнішнього та внутрішнього середовища називаються сигнальними системами · Виділяють першу та другу сигнальні систем

Особливості вищої нервової діяльності людини та тварин
Тварина Людина 1. Отримання інформації про фактори середовища лише за допомогою першої сигнальної системи (аналізаторів) 2. Конкретне

Пам'ять як компонент вищої нервової діяльності
Пам'ять – сукупність психічних процесів, що забезпечують збереження, закріплення та відтворення попереднього індивідуального досвіду v Основні процеси пам'яті

Аналізатори
· Всю інформацію про зовнішнє і внутрішнє середовище організму, необхідну для взаємодії з нею людина отримує за допомогою органів чуття (сенсорних систем, аналізаторів) v Поняття про аналіз

Будова та функції аналізаторів
· Кожен аналізатор складається з трьох анатомічно та функціонально пов'язаних відділів: периферичного, провідникового та центрального · Пошкодження однієї з частин аналізатора

Значення аналізаторів
1. Інформація організму про стан та зміну зовнішнього та внутрішнього середовища 2. Виникнення відчуттів та формування на їх основі понять та уявлень про навколишній світ,т. е.

Судинна оболонка (середня)
· Знаходиться під склерою, багата на кровоносні судини, складається з трьох частин: передню – райдужку, середню – війне тіло та задню – власне судинну

Особливості фоторецепторних клітин сітківки
Палички Колбочки 1. Кількість 130 млн. 2. Зоровий пігмент-родопсин (зоровий пурпур) 3. Максимальна кількість на п

Кришталик
· Розташований позаду зіниці, має форму двоопуклої лінзи діаметром близько 9 мм, абсолютно прозорий і еластичний. Покритий прозорою капсулою, до якої прикріплюються цинові зв'язки війного тіл.

Функціонування ока
· Зорова рецепція починається з фото хімічних реакцій, що починаються в паличках та колбочках сітківки і полягають у розпаді зорових пігментів під дією квантів світла. Саме це

Гігієна зору
1. Профілактика травм (захисні окуляри на виробництві з об'єктами, що травмують - пил, хімічні речовини, стружки, уламки і т.д.) 2. Захист очей від занадто яскравого світла - сонце, еле

Зовнішнє вухо
· Подання вушною раковиною та зовнішнім слуховим проходом · Вушна раковина – вільно виступає на поверхні голови

Середнє вухо (барабанна порожнина)
· Лежить усередині піраміди скроневої кістки · Заповнено повітрям та повідомляється з носоглоткою через трубку, довжиною 3,5 см. та діаметром 2 мм – євстахієву трубу Функція євстахіїв

Внутрішнє вухо
· Розплагається в піраміді скроневої кістки · Включає кістковий лабіринт, що є складно влаштованими каналами · Всередині кісток

Сприйняття звукових коливань
· Вушна раковина вловлює звуки і направляє їх у зовнішній слуховий прохід. Звукові хвилі викликають коливання барабанної перетинки, які від неї віддаються за системою важелів слухових кісточок (

Гігієна слуху
1. Профілактика травм органів слуху 2. Захист органів слуху від надмірної сили чи тривалості звукових подразнень – т. зв. «шумового забруднення», особливо в умовах шумного вироблення

Біосферний
1. Представлений клітинними органоїдами 2. Біологічні мезосистеми 3. Можливі мутації 4. Гістологічний метод дослідження 5. Початок метаболізму 6.

« Будова еукаріотичної клітини » 9. Органоїд клітини, що містять ДНК 10. Має пори 11. Виконує у клітині компартаментальну функцію 12. Функ

Клітинний центр
Перевірочний тематичний цифровий диктант на тему «Метаболізм клітини» 1. Здійснюється в цитоплазмі клітини 2. Потребує специфічних фермен

Тематичний цифровий програмований диктант
на тему « Енергетичний обмін » 1. Здійснюються реакції гідролізу 2. Кінцеві продукти – СО2 і Н2 Про 3. Кінцевий продукт – ПВК 4. НАД повстана

Кисневий етап
Тематичний цифровий програмований диктант на тему « Фотосинтез » 1. Здійснюється фотоліз води 2. Відбувається відновлення

Метаболізм клітини: Енергетичний обмін. Фотосинтез. Біосинтез білка» 1. Здійснюється у автотрофів 52. Здійснюється транскрипція 2. Пов'язаний з функціонуванням

Основні ознаки царств еукаріотів
Царство Рослин Царство Тварин 1. Мають три підцарства: – нижчі рослини (справжні водорості) – червоні водорості

Особливості видів штучного відбору у селекції
Масовий відбір Індивідуальний відбір 1. До розмноження допускаються безліч особин з найбільш вираженими господарями.

Загальні ознаки масового та індивідуального відбору
1. Здійснюється людиною при штучному відборі 2. До подальшого розмноження допускаються тільки особини з найбільш вираженою бажаною ознакою 3. Може бути багаторазовою

Клітинне ядро ​​складається з оболонки, ядерного соку, ядерця та хроматину. Функціональна роль ядерної оболонки полягає у відокремленні генетичного матеріалу клітини від цитоплазми, а також регуляції взаємодій ядра та цитоплазми. Пронизана ядерна оболонка порами, що забезпечують зв'язок із цитоплазмою. Ядерна оболонка складається з 2 мембран, розділених перинуклеарним простором. Цей простір може повідомлятися з канальцями цитоплазматичної мережі. Основу ядерного соку, або матриксу, становлять білки. Ядерний сік утворює внутрішнє середовище ядра, у зв'язку з чим він відіграє важливу роль у забезпеченні нормального функціонування генетичного матеріалу. У складі ядерного соку присутні нитчасті білки, з якими пов'язане виконання опорної функції, в матриксі знаходяться первинний продукти транскрипції ген інформації. Ядро має одне або кілька ядерців. Воно складається з РНК та білка. Формується на певних ділянках деяких хромосом. Ядрішко – це структура, яка бере участь у синтезі та дозріванні рРНК. Хроматинові структури у вигляді глибок, розсіяних у нуклеоплазмі, є інтерфазною формою існування хромосом клітини. Розрізняють еухроматин та гетерохроматин Головна функція ядра – зберігання та передача спадкової інформації – пов'язана з хромосомами. З іншого боку, ядро ​​бере участь у реалізації цієї інформації з допомогою синтезу білка.

16. Хромосоми – структурні компоненти ядра. Будова, склад, функції. Поняття про каріотип, каріограма

Хромосоми клітини, що не ділиться, мають вигляд довгих тонких ниток. Кожна хромосома перед розподілом клітини складається з двох однакових ниток - хроматид, які з'єднуються між в області перетяжки – центромірами. Хромосоми складаються з ДНК та білків. Оскільки нуклеотидний склад ДНК відрізняється у різних видів, склад хромосом є унікальним для кожного виду. Молекули ДНК забезпечують зберігання та передачу спадкової інформації від клітини до клітини та від організму до організму. Основні функції ядра - зберігання та передача спадкової інформації здійснюється хромосомами Диплоїдний набір хромосом клітини, що характеризується їх числом, величиною та формою, називається каріотипом. Нормальний каріотип людини включає 46 хромосом, або 23 пари: з них 22 пари аутосом і одна пара - статевих хромосом Для того, щоб легше розібратися в складному комплексі хромосом, що становить каріотип, їх мають у вигляді ідіограми. В ідіограмі хромосоми розташовуються попарно в порядку спадної величини, виняток робиться для статевих хромосом. Найбільшій парі присвоєно №1, найдрібнішій - №22. Ідентифікація хромосом лише за величиною зустрічає великі труднощі: ряд хромосом має схожі розміри. Однак останнім часом шляхом використання різного роду барвників встановлена ​​чітка диференціювання хромосом людини за їх довжиною на барвні спеціальними методами і смуги, що не фарбуються. Постійність числа, індивідуальність і складність будови, авторепродукція та безперервність у послідовних генераціях клітин говорять про велику біологічну роль хромосом. Хромосоми справді є зберігачами інформації.

Ядро – постійний компонент всіх клітин багатоклітинних рослин та тварин, а також найпростіших та одноклітинних водоростей. Більшість клітин має одне ядро. Проте є клітини з двома, трьома і навіть із кількома десятками чи сотнями ядер. Такі клітини називаються багатоядерними і зустрічаються, наприклад, серед одноклітинних організмів, а також у печінці та кістковому мозку хребетних тварин.

Форма ядра і часто його розміри залежить від форми клітини. Зазвичай у кулястих клітинах ядро ​​має округлу форму, а клітинах, витягнутих у довжину, ядро ​​також подовженої форми.

Розрізняють два стани ядра: що ділиться і неділиться. Ми розглянемо особливості будови та функції ядер, що не діляться.

Вони розрізняють ядерну оболонку, ядерний сік, чи каріоплазму («каріон» – ядро, грец.),хроматин та ядерця. Хромосоми формуються тільки в ядрах, що діляться, але іноді вони видно і в проміжку між поділами.

Ядерна оболонка.Від цитоплазми ядро ​​відокремлено ядерною оболонкою, яка добре видно світловий мікроскоп у формі контуру, що обмежує ядро. На електронномікроскопічній фотографії, де ядерна оболонка складається з двох мембран: зовнішньої та внутрішньої. Кожна з мембран має типову тришарову будову, таку ж, як зовнішня цитоплазматична мембрана та мембрани інших органоїдів.

Ядерна оболонка не суцільна: в ній є численні пори, які настільки малі, що видно лише за допомогою електронного мікроскопа. Діаметр часу близько 300-500 А. Через пори здійснюється обмін речовин між цитоплазмою і ядром. Зовнішня мембрана ядерної оболонки тісно пов'язана з ендоплазматичною мережею. Під час поділу ядра у більшості клітин ядерна оболонка руйнується.

Ядерний сік (каріоплазма).Ядерний сік – це речовина напіврідкої консистенції, яка знаходиться під ядерною оболонкою та заповнює всю порожнину ядра. У ядерному соку розташовуються ядерця і хроматин, а останнім часом за допомогою електронного мікроскопа в ньому виявлені рибосоми.

Хроматин. У ядрах, що не діляться, хроматин часто буває видно у формі окремих глибок невеликих розмірів або ниток. Ці хроматинові структури містять дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК) та білок.

Хроматин - це той матеріал, з якого утворюються хромосоми при розподілі ядер. У ядрах, що діляться, ДНК зосереджена саме в хромосомах. ДНК – найважливіша частина ядра. У цій речовині міститься спадкова інформація, що передається з покоління до покоління у кожного виду організмів.

Ядрішко.Ядрішко є щільне округле тільце, що знаходиться в ядерному соку. У ядрах різних клітин, а також і в ядрі однієї і тієї ж клітини в різні моменти її життєдіяльності кількість ядерців, їх форма та розміри можуть бути різними. Часто в ядрах міститься лише 1-2 ядерця, але їх може бути 5-7 і більше. Ядерця є тільки в ядрах, що не діляться; під час поділу вони зникають, а ядрах дочірніх клітин утворюються заново.

До складу ядерця входять РНК та білки. Найважливіша функція ядерця полягає в тому, що в ньому відбувається формування рибосом,які потім виходять із ядра в цитоплазму. Це означає, що рибосоми, що знаходяться на мембранах ендоплазматичної мережі і вільно лежать у цитоплазмі, утворюються в ядерці. Рибосоми, що у ядерці, здійснюють синтез білків.

Взаємодія ядра та цитоплазми.Цитоплазма і ядро ​​клітини знаходяться у тісному взаємозв'язку один з одним. Якщо з клітки видалити ядро, то цитоплазма неминуче загине. У свою чергу, ядро ​​не може існувати без цитоплазми навіть протягом короткого часу. Для життя клітини необхідна взаємодія ядра, цитоплазми та всіх її органоїдів як єдиного цілого. Будь-яке ушкодження викликає зрештою загибель клітини. У ній немає структурних компонентів, здатних до тривалого самостійного існування. Клітина – це елементарна цілісна жива система.

Одноклітинні організми

На відміну від клітин багатоклітинних організмів, що утворюють різноманітні органи та тканини, одноклітинні організми (найпростіші, одноклітинні водорості, бактерії) мають багато своєрідних рис будови. Насамперед, тіло їх складається лише з однієї клітини. А будь-який одноклітинний організм одночасно є і клітиною, і цілим організмом, що веде самостійне існування.

Найпростіші та одноклітинні водорості.Найпростіші, або одноклітинні, тварини (амеби, евгени, інфузорії та ін), а також одноклітинні водорості (хламідомонада, хлорела та ін) мають типову клітинну будову: вони мають ядро, обмежене ядерною оболонкою, у них добре розвинені і всі органоди відомі для клітин багатоклітинних організмів. Багато форм, що відносяться до цих двох груп одноклітинних, мають добре розвинені органоїди руху у вигляді вій і джгутиків, мають ротовий отвір, через який їжа проходить всередину клітини (згадайте, як харчується інфузорія туфелька), та інші органоїди, що забезпечують всі процеси життя . Всі ці пристрої забезпечують самостійне існування найпростіших у різноманітних умовах зовнішнього середовища.

Бактерії. Бактеріальні клітини характеризуються насамперед найбільш дрібними розмірами. Деякі бактерії з округлою формою тіла досягають лише 0,2 мкму діаметрі.

За рядом ознак будови бактеріальні клітини відрізняються від клітин найпростіших і багатоклітинних організмів. До таких ознак належить насамперед відсутність типового ядра, яке у бактерій позбавлене ядерної оболонки. Ядерні елементи, що містять ДНК, розташовуються безпосередньо в цитоплазмі та часто мають неправильну розгалужену форму. У бактерій органоїди цитоплазми, наприклад, ендоплазматична мережа, мітохондрії мають більш просту будову, ніж у клітинах інших організмів.

Усе це є доказом простішого будови бактеріальних клітин проти найпростішими і клітинами багатоклітинних організмів. Незважаючи на порівняльну простоту будови, бактерії – організми, що знаходяться на клітинному рівні організації. Вони, подібно до найпростіших і одноклітинних водоростей, представляють велику групу клітин-організмів, які ведуть самостійне існування і пристосовані до різноманітних довкілля.

Неклітинні організми

Детальне вивчення тонкої структури клітин показало, що клітинна теорія знайшла блискуче підтвердження у будові всіх багатоклітинних та одноклітинних організмів. Лише одна група живих істот не може бути охоплена клітинною теорією, тому що організми, що належать до неї, не мають клітинної будови і представляють тому неклітинну форму існування живої матерії.

Віруси. Неклітинні організми звуться вірусів («вірус» – отрута лат.).Електронно-мікроскопічне вивчення показало, що за будовою віруси сильно відрізняються від клітин. Існування вірусів відкрив російський вчений Д. та Івановський у 1892 р. Віруси значно менше бактерії. Наприклад, розміри вірусу грипу 800 А. Віруси здатні жити і розмножуватися лише у клітинах рослин, тварин та людини і не можуть вести самостійне існування. Віруси викликають багато небезпечних захворювань і завдають шкоди здоров'ю людини та шкоди народному господарству. Віруси – збудники таких захворювань, як грип, кір, поліомієліт, віспа. Вони викликають захворювання рослин, наприклад мозаїчну хворобу тютюну. Листя хворих рослин стає строкатим, так як віруси тютюнової мозаїки руйнують хлоропласти і ділянки листа з зруйнованими хлоропластами стають безбарвними. Відомі також віруси, які поселяються у клітинах бактерій. Такі віруси називаються бактеріофагами або просто фагами (фагос - пожирає, грец.).Бактеріофаги повністю руйнують бактеріальні клітини і тому можуть бути використані для лікування бактеріальних захворювань, наприклад, дизентерії, черевного тифу, холери.

Будова вірусів найбільш детально вивчена на прикладах вірусу тютюнової мозаїки та бактеріофагів. Вірус тютюнової мозаїки існує у формі окремих частинок, кожна з яких має паличкоподібну форму і є циліндром з порожниною всередині. Стінка циліндра утворена молекулами білка, а всередині, під цією білковою оболонкою, розташовується тяж РНК, згорнутий у формі спіралі.

У довжину частки вірусу досягають 3000 А, тому їх можна бачити тільки за допомогою електронного мікроскопа. Частинки вірусу поселяються в клітинах листя тютюну і часто утворюють скупчення як кристалів шестигранної форми. Ці кристали видно у світловий мікроскоп.

Будівлю бактеріофага розглянемо з прикладу форм, які поселяються у клітинах кишкової палички. Такий бактеріофаг за формою тіла нагадує пуголовок.

Довжина його близько 2000 А. Тіло бактеріофага складається з голівки, хвостика та кількох хвостових відростків. Зовні головка та хвостик покриті білковою оболонкою. Усередині головки знаходиться ДНК, а всередині хвостика проходить канал. Коли бактеріофаг проникає в клітину кишкової палички, спочатку він прикріплюється до її поверхні, а потім розчиняє оболонку бактерії в тому місці, де сталося прикріплення. ДНК бактеріофага проходить у канал хвостика і впорскується в клітину бактерії через отвір, що утворився в її оболонці. Далі у кишкової палички, зараженої бактеріофагом, починає синтезуватися ДНК бактеріофага, а не власна ДНК бактерії, і зрештою бактерія гине.

Такою є будова вірусів, яка дійсно сильно відрізняється від будови клітин. Це дає право вважати, що віруси – неклітинні істоти. Їх будова значно простіша за будову клітини.

Еволюція клітини.Існування організмів, що не мають клітинної будови, є підтвердженням того, що клітини не завжди були такими, якими ми їх бачимо та вивчаємо зараз, а пройшли тривалий шлях еволюції. Ймовірно, в процесі розвитку життя спочатку з'явилися якісь неклітинні організми, будова яких була значно простішою, ніж будова найпростіших, відомих нам одноклітинних організмів. Потім, на наступному етапі розвитку виникли клітинної форми існування живої матерії. Це, ймовірно, були якісь ще дуже просто організовані одноклітинні форми, які на наступній, більше високого ступеняеволюції дали початок багатоклітинним організмам.

Хімічний склад клітини

Жива клітина характеризується активною хімічною діяльністю. У ньому одночасно протікають тисячі хімічних реакцій. Речовини із довкілля безперервним потоком надходять у клітину, і безперервно ж відпрацьовані продукти виносять із клітини в довкілля. В одних ділянках клітини речовини зазнають глибокого розпаду, в інших ділянках із простих низькомолекулярних речовин утворюються складні високомолекулярні сполуки.

Хімічна діяльність клітини є основою її життя, головною умовою її розвитку та функціонування.

Хімічний склад клітини. У різних клітин виявляється подібність у будові, а й у хімічному складі. Це свідчить про спільність походження клітин.

Дані про елементарний склад клітин представлені таблиці 1.

Таблиця 1. Елементарний склад клітин

Як очевидно з таблиці, до складу клітин входить багато різних елементів. Зі 104 елементів періодичної системи Менделєєва у клітинах виявлено близько 60. Слід підкреслити, що жива клітина складається з тих же елементів, що й неживі об'єкти. Це вказує на зв'язок та єдність живої та неживої природи.

Елементи, що входять до складу клітини, зручно поділити на три групи. У першу групу входять 4 елементи: кисень, вуглець, водень та азот. Зміст цих елементів у клітині найбільше. На частку припадає майже 98% всього складу клітини. Наступну групу утворюють елементи, вміст яких у клітині обчислюється десятими та сотими частками відсотка. Таких елементів 8: калій, сірка, фосфор, хлор, магній, натрій, кальцій та залізо. У сумі вони становлять приблизно 1,9%. До третьої групи належать решта елементів. Вони містяться у клітині у винятково малих кількостях (менше 0,01%). Їх називають, тому мікроелементів.

На атомному рівні відмінностей між хімічним складом органічного та неорганічного світу немає. Відмінності виявляються більш рівні організації – на молекулярному. Звісно, ​​в повному обсязі сполуки, які у клітині, специфічні живої природи. Такі речовини, як вода та солі, поширені і поза живим. Але в організмах і продуктах їх життєдіяльності вже давно виявлено присутність великої кількості вуглецевмісних сполук, характерних тільки для організмів. Ці з'єднання і називаються, тому органічними.Зміст основних хімічних сполук, виявлених у клітинах, представлено таблиці 2.

Таблиця 2. Зміст основних хімічних сполук у клітинах

Вода

З таблиці видно, що серед речовин клітини першому місці стоїть вода. Вміст води у різних клітинах коливається; зазвичай вона становить близько 80% їхньої маси. Високий вміст води у клітині – необхідна умова її життєвої активності. Чим вищий вміст води в клітині, тим інтенсивніша її життєдіяльність. Так, в клітинах, що швидко ростуть, ембріонів людини і тварин міститься близько 95% води. У клітинах дорослого організму води до 80%, а до старості знижується до 60%. Високоактивні клітини мозку містять близько 85% води, а малоактивних клітинах жирової тканини вміст води вбирається у 40%. Смерть внаслідок позбавлення води настає раніше ніж від відсутності їжі. Втрата понад 20% маси за рахунок води для людини є смертельною.

Роль води у клітині велика і різноманітна. Вода визначає багато фізичних властивостей клітин – їх обсяг, пружність. Дуже істотна роль води як розчинника. Багато речовин надходять у клітини у водному розчині, і у водному розчині відпрацьовані продукти виводяться з клітин. Більшість хімічних реакцій, що протікають у клітині, може йти лише у водному розчині. Далі вода безпосередньо бере участь у багатьох хімічних реакціях клітини. Так, наприклад, розщеплення білків, жирів, вуглеводів та інших речовин відбувається внаслідок хімічної взаємодії цих речовин із водою. Нарешті, вода відіграє істотну роль у розподілі та віддачі тепла у клітці.

Біологічна роль води визначається особливостями її внутрішньомолекулярної структури, полярністю молекул, здатністю утворювати водневі зв'язки. Цими властивостями пояснюється, зокрема, висока питома теплоємність води, що має значення для регуляції тепла в клітині. При охолодженні чи підвищенні температури довкілля тепло поглинаємось чи виділяється завдяки розриву чи новоутворенню водневих зв'язків між молекулами води. Таким чином, коливання температури всередині клітини, незважаючи на різкі її зміни у зовнішньому середовищі, пом'якшуються. Особливостями внутрішньомолекулярної структури води пояснюються і її видатні властивості як розчинника. У воді розчиняються дуже багато речовин: солі, різні органічні речовини – білки, вуглеводи і т.д. , чим енергія тяжіння між молекулами води. гідрофільними(«гідро» – вода, «філео» – люблю, грец.).Існує велика група речовин, які важко або практично майже зовсім нерозчинні у воді. До них відноситься більшість неполярних речовин: жири, ліпоїди, каучук, парафін та ін. Енергія тяжіння молекул води до неполярних молекул виявляється меншою, ніж енергія водневих зв'язків. Речовини, у яких енергія тяжіння до води особливо слабка та розчинність відповідно дуже низька, називаються гідрофобними,(«гідро» – вода, «фобос» – страх, грец.).

Нерозчинність гідрофобних речовин у воді використовується клітиною: до складу клітинних мембран входять неполярні речовини (ліпоїди), що обмежують перехід води із зовнішнього середовища в клітину і назад, а також з одних ділянок клітини в інші.

Неорганічні складові клітини

З хімічних елементів, що входять до складу клітин, частина бере участь у побудові органічних сполук, інша частина у вигляді неорганічних речовин. З вуглецю, водню та кисню складаються вуглеводи та жири. У всі білки та нуклеїнові кислоти, крім цих елементів, входить азот. Багато білків містять сірку. Фосфор - складова частина нуклеїнових кислот, залізо входить до складу гемоглобіну, магній міститься в хлорофілі, йод бере участь у побудові молекули тироксину (гормону щитовидної залози), кобальт входить до складу вітаміну B 12 і т.д.

З неорганічних речовин клітини більшість перебуває у вигляді солей. Найбільш важливі з катіонів: К + , Na +, Ca 2+ і Mg 2 +, з аніонів: НРО 2 4 -, Н 2 РО 4 - С1- НСО 3 ~.

Зміст катіонів і аніонів у клітині та середовищі її проживання, зазвичай, різко по-різному. Так, усередині клітини досить висока концентрація калію та дуже мала натрію. Навпаки, у середовищі, що оточує клітину, – у плазмі крові, у морській воді– мало калію та досить висока концентрація натрію. У м'язових клітинах калію в 30 разів більше, ніж у крові, а натрію в 10 разів менше, ніж у крові. Поки клітина жива, ця різниця в концентрації К+ та Na+ між клітиною та середовищем стійко утримується. Після смерті клітини вміст К+ та Na+ у клітині та середовищі швидко вирівнюється. Наявність у клітині та у навколишньому середовищі неорганічних іонів має важливе значення для нормального функціонування клітини. За відсутності іонів клітина втрачає збудливість та гине.

Мінеральні речовини містяться у клітині у розчиненому, а й у твердому стані; зокрема, міцність та твердість кісткової тканини, а також раковин молюсків зобов'язані присутності в них нерозчинного фосфорнокислого кальцію.

Якщо в середовищі, що оточує клітину, містяться в недостатній кількості елементи Р, Fe, Mg, мікроелементи I, Co, Zn та ін, то порушується утворення важливих сполук: нуклеїнових кислот, гемоглобіну, хлорофілу, тироксину, вітаміну B 12 і т.д. . - І в результаті виникають різні захворювання, затримка зростання та розвитку.



Ядро – обов'язкова частина клітин еукаріотів. Це основний регуляторний компонент клітини. Воно відповідає за зберігання та передачу спадкової інформації, керує всіма обмінними процесами у клітині . Чи не органоїд, а компонент клітини.

Ядро складається з:

1) ядерну оболонку (ядерну мембрану), через пори якої здійснюється обмін між ядром клітини та цитоплазмою.

2) ядерний сік, або каріоплазму,- напіврідку, слабо фарбується плазматичну масу, що заповнює всі ядра клітини і містить у собі інші компоненти ядра;

3) хромосоми, які у ядрі, що не поділяється, видно тільки за допомогою спеціальних методів мікроскопії. Сукупність хромосом клітини називається до аріотипом.Хроматин на пофарбованих препаратах клітини є мережею тонких тяжів (фібрил), дрібних гранул або глибок.

4) одне або кілька сферичних тілець - ядерців, що є спеціалізованою частиною ядра клітини і пов'язані з синтезом рибонуклеїнової кислоти та білків.

два стани ядра:

1. інтерфазне ядро ​​– має ядер. оболонку-каріолему.

2. ядро ​​при поділах клітини. присутній лише хроматин у різному стані.

ядерця включають дві зони:

1. внутрішня-фібрилярна-молекул білка і пре РНК

2. зовнішня-гранулярна-формують субодиниці рибосом.

Оболонка ядра і двох мембран, розділених перинуклеарным простором. Обидві вони пронизані численними порами, завдяки яким можливий обмін речовин між ядром і цитоплазмою.

Основні компоненти ядра - хромосоми, утворені з молекули ДНК та різних білків. У світловому мікроскопі вони добре помітні лише під час клітинного поділу (мітозу, мейозу). У клітині, що не ділиться, хромосоми мають вигляд довгих тонких ниток, розподілених по всьому об'єму ядра.

Основні функції клітинного ядра такі:

1. зберігання інформації;
2. передача інформації в цитоплазму за допомогою транскрипції, тобто синтезу переносної інформації та-РНК;
3. передача інформації дочірнім клітинам при реплікації - розподілі клітин та ядер.
4. регулює біохімічні, фізіологічні та морфологічні процеси у клітині.

У ядрі відбувається реплікація- подвоєння молекул ДНК, а також транскрипція– синтез молекул РНК на матриці ДНК. У ядрі ж синтезовані молекули РНК зазнають деяких модифікацій (наприклад, у процесі сплайсингз молекул матричної РНК виключаються незначні, безглузді ділянки), після чого виходять у цитоплазму . Складання рибосомтакож відбувається в ядрі, у спеціальних утвореннях, які називаються ядерцями. Компартмент для ядра - каріотека - утворений за рахунок розширення і злиття один з одним цистерн ендоплазматичної мережі таким чином, що у ядра утворилися подвійні стінки за рахунок вузьких компартментів ядерної оболонки, що оточують його. Порожнина ядерної оболонки називається - люменомабо перинуклеарним простором. Внутрішня поверхня ядерної оболонки підстилається ядерною ламіною- твердою білковою структурою, утвореною білками-ламінами, до якої прикріплені нитки хромосомної ДНК. У деяких місцях внутрішня та зовнішня мембрани ядерної оболонки зливаються та утворюють так звані ядерні пори, через які відбувається матеріальний обмін між ядром та цитоплазмою.

12. Двомембранні органоїди (мітохондрії, пластиди). Їх будова та функції.

Мітохондрії - це структури округлої або паличкоподібної, часто розгалуженої форми товщиною 0,5 мкм і довжиною зазвичай до 5-10 мкм.

Оболонка мітохондрій складається з двох мембран, що розрізняються за хімічним складом, набором ферментів та функцій. Внутрішня мембранаутворює вп'ячування листоподібної (кристи) або трубчастої (тубули) форми. Простір, обмежений внутрішньою мембраною, становить матрикс органели. У ньому за допомогою електронного мікроскопа виявляються зерна діаметром 20-40 нм. Вони накопичують іони кальцію та магнію, а також полісахариди, наприклад, глікоген.
У матриксі розміщено свій апарат біосинтезу білка органели. Він представлений 2-6 копіями кільцевої та позбавленої гістонів (як у прокаріотів) молекули ДНК, рибосомами, набором транспортних РНК (тРНК), ферментами редуплікації ДНК, транскрипції та трансляції спадкової інформації. Головна функціямітохондрій полягає в ферментативному вилученні з певних хімічних речовин енергії (шляхом їх окислення) і накопиченні енергії в формі, що біологічно використовується (шляхом синтезу молекул аденозинтрифосфату -АТФ). Загалом цей процес називається окисним фосфорилюванням. Серед побічних функцій мітохондрій можна назвати участь у синтезі стероїдних гормонів та деяких амінокислот (глутамінова).

Пластиди – це напівавтономні (можуть існувати відносно автономно від ядерної ДНК клітини) двомембранні органоїди, характерні для еукаріотних фотосинтезуючих організмів. Розрізняють три основні типи пластид: хлоропласти, хромопласти та лейкопласти.Сукупність пластид у клітці називаютьпластидомом . Кожен їх цих типів за певних умов може переходити один до одного. Як і мітохондрії, пластиди містять власні молекули ДНК. Тому вони також здатні розмножуватися незалежно від поділу клітини. Пластиди характерні лише рослинних клітин.

Хлоропласти.Довжина хлоропластів коливається не більше від 5 до 10 мкм, діаметр - від 2 до 4 мкм. Хлоропласти обмежені двома мембранами. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня має складну складчасту структуру. Найменша складка називається т ілакоїдом. Група тилакоїдів, покладених на зразок стопки монет, називається г раною. Грани зв'язуються один з одним сплощеними каналами - ламелами.У мембрани тилакоїдів вбудовані фотосинтетичні пігменти та ферменти, що забезпечують синтез АТФ. Головним фотосинтетичним пігментом є хлорофіл, який обумовлює зелений колір хлоропластів.

Внутрішній простір хлоропластів заповнений крутий. У стромі є кільцева гола ДНК, рибосоми, ферменти циклу Кальвіна, зерна крохмалю. Усередині кожного тилакоїда знаходиться протонний резервуар, відбувається накопичення Н+. Хлоропласти, також як мітохондрії, здатні до автономного розмноження шляхом поділу надвоє. Хлоропласти нижчих рослин називають хроматофор.

Лейкопласти. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня утворює нечисленні тілакоїди. У стромі є кільцева «гола» ДНК, рибосоми, ферменти синтезу та гідролізу запасних поживних речовин. Пігментів відсутні. Особливо багато лейкопластів мають клітини підземних органів рослини (коріння, бульби, кореневища та ін.) .). Амілопласти-синтезують та накопичують крохмаль , елайопласти- олії , протеїнопласти- Білки. В тому самому лейкопласті можуть накопичуватися різні речовини.

Хромопласти.Зовнішня мембрана гладка, внутрішня або гладка, або утворює одиничні тилакоїди. У стромі є кільцева ДНК та пігменти - каротиноїди, що надають хромопластам жовте, червоне або помаранчеве забарвлення. Форма накопичення пігментів різна: у вигляді кристалів, розчинених у ліпідних краплях та ін. Хромопласти вважаються кінцевою стадією розвитку пластид.

Пластиди можуть взаємно перетворюватися один на одного: лейкопласти – хлоропласти – хромопласти.

Одномембранні органоїди (ЕПС, апарат Гольджі, лізосоми). Їх будова та функції.

Канальцеваі вакуолярна системиутворені сполученими або окремими трубчастими або сплощеними (цистерна) порожнинами, обмеженими мембранами і клітини, що розповсюджуються по всій цитоплазмі. У названій системі виділяють шорсткуі гладку цитоплазматичну мережу. Особливість будови шорсткої мережі полягає у прикріпленні до її мембран полісом. В силу цього вона виконує функцію синтезу певної категорії білків, переважно видаляються з клітини, наприклад секретуються клітинами залоз. В області шорсткої мережі відбувається утворення білків та ліпідів цитоплазматичних мембран, а також їх складання. Щільно упаковані в шарувату структуру цистерни шорсткої мережі є ділянками найбільш активного синтезу білка і називаються ергастоплазмою.

Мембрани гладкої цитоплазматичної мережі позбавлені полісу. Функціонально ця мережа пов'язана з обміном вуглеводів, жирів та інших речовин небілкової природи, наприклад, стероїдних гормонів (у статевих залозах, кірковому шарі надниркових залоз). По канальцях і цистернах відбувається переміщення речовин, зокрема секретованого залізистою клітиною матеріалу, від місця синтезу в зону упаковки гранули. У ділянках печінкових клітин, багатих структурами гладкої мережі, руйнуються та знешкоджуються шкідливі токсичні речовини, деякі ліки (барбітурати). У бульбашках і канальцях гладкої мережі поперечно-смугастої мускулатури зберігаються (депонуються) іони кальцію, що відіграють важливу роль у процесі скорочення.

Комплекс Гольджі-є стопкою плоских мембранних мішечків, які називаються цистернами. Цистерни повністю ізольовані одна від одної та не з'єднуються між собою. По краях від цистерн відгалужуються численні трубочки та бульбашки. Від ЕПС іноді відшнуровуються вакуолі (бульбашки) з синтезованими речовинами, які переміщуються до комплексу Гольджі і з'єднуються з ним. Речовини, синтезовані в ЕПС, ускладнюються та накопичуються у комплексі Гольджі. Функції комплексу Гольджі :1- У цистернах комплексу Гольджі відбувається подальше хімічне перетворення та ускладнення речовин, що надійшли до нього з ЕПС. Наприклад, формуються речовини, необхідні оновлення мембрани клітини (глікопротеїди, гліколіпіди), полісахариди.

2- У комплексі Гольджі відбувається накопичення речовин та їх тимчасове «зберігання»

3- Утворені речовини "упаковуються" у бульбашки (у вакуолі) і в такому вигляді переміщаються по клітині.

4- У комплексі Гольджі утворюються лізосоми (сферичні органоїди з ферментами, що розщеплюють).

Лізосоми- дрібні сферичні органоїди, стінки яких утворені одинарною мембраною; містять літичні(Розщеплюючі) ферменти. Спочатку лізосоми, що відшнурувалися від комплексу Гольджі, містять неактивні ферменти. За певних умов їх ферменти активізуються. При злитті лізосоми з фагоцитозною або піноцитозною вакуолю утворюється травна вакуоля, в якій відбувається внутрішньоклітинне перетравлення різних речовин.

Функції лізосом :1- Здійснюють розщеплення речовин, поглинених у результаті фагоцитозу та піноцитозу. Біополімери розщеплюються до мономерів, які надходять у клітину та використовуються на її потреби. Наприклад, вони можуть бути використані для синтезу нових органічних речовин або можуть бути піддані подальшому розщепленню для отримання енергії.

2- руйнують старі, пошкоджені, надлишкові органоїди. Розщеплення органоїдів може відбуватися під час голодування клітини.

Вакуолі- сферичні одномембранні органоїди, що являють собою резервуари води та розчинених у ній речовин. До вакуолів відносяться: фагоцитозні та піноцитозні вакуолі, травні вакуолі, бульбашки, що відшнуровуються від ЕПС та комплексу Гольджі Вакуолі тваринної клітини - дрібні, численні, але їх обсяг не перевищує 5% всього обсягу клітини. Їхня основна функція - транспорт речовин клітиною, здійснення взаємозв'язку між органоїдами.

У клітині рослин частку вакуолей доводиться до 90% обсягу. У зрілій рослинній клітині вакуоль одна займає центральне положення. Мембрана вакуолі рослинної клітини – тонопласт, її вміст – клітинний сік. Функції вакуолей у рослинній клітині: підтримка клітинної оболонки у напрузі, накопичення різних речовин, у тому числі відходів життєдіяльності клітини. Вакуолі поставляють воду для процесів фотосинтезу. Можуть входити:

Запасні речовини, які можуть використовуватися клітиною (органічні кислоти, амінокислоти, цукру, білки). - речовини, що виводяться з обміну речовин клітини та накопичуються у вакуолі (феноли, дубильні речовини, алкалоїди та ін.) - фітогормони, фітонциди,

Пігменти (фарбувальні речовини), які надають клітинному соку пурпуровий, червоний, синій, фіолетовий колір, а іноді жовтий або кремовий. Саме пігменти клітинного соку забарвлюють пелюстки квіток, плоди, коренеплоди.

14. Нембранні органоїди (мікротрубочки, клітинний центр, рибосоми). Їх будова та функції.Рибосома - Немембранний органоїд клітини, що здійснює біосинтез білка. Складається з двох субодиниць - малої та великої. Рибосома складається з 3-4 молекул р-РНК, що утворюють її каркас, та кількох десятків молекул різних білків. Рибосоми синтезуються в ядерці. У клітині рибосоми можуть розташовуватись на поверхні гранулярної ЕПС або в гіалоплазмі клітини у вигляді полісом. Полісома -це комплекс і-РНК та кількох рибосом, які зчитують з неї інформацію. Функція рибосом- Біосинтез білка. Якщо рибосоми розташовуються на ЕПС, то білки, що синтезуються ними, використовуються на потреби всього організму, рибосоми гіалоплазми синтезують білки на потреби самої клітини. Рибосоми прокаріотів дрібніші, ніж рибосоми еукаріотів. Такі ж дрібні рибосоми знаходяться в мітохондріях та пластидах.

Мікротрубочки - порожнисті циліндричні структури клітини, що складаються з нескоротного білка тубуліна. Мікротрубочки не здатні до скорочення. Стінки мікротрубочки утворені 13 нитками білка тубуліна. Мікротрубочки розташовуються у товщі гіалоплазми клітин.

Вії та джгутики - Органоїди руху. Головна функція - пересування клітин або переміщення вздовж клітин навколишньої рідини або частинок. У багатоклітинному організмі вії характерні для епітелію дихальних шляхів, маткових труб, а джгутики - для сперматозоїдів Вії та джгутики відрізняються тільки розмірами - джгутики довші. В їх основі - мікротрубочки, розташовані за системою 9(2) + 2. Це означає, що 9 подвійних мікротрубочок (дуплетів) утворюють стінку циліндра, в центрі якого розташовуються 2 одиночні мікротрубочки. Опорою вій і джгутиків є базальні тільця. Базальне тільце має циліндричну форму, утворене 9 трійками (триплетами) мікротрубочок, у центрі базального тільця мікротрубочок немає.

Кл еточний центр - Мітотичний центр, постійна структура майже всіх тварин і деяких рослинних клітин, визначає полюси клітини, що ділиться (див. Мітоз) . Клітинний центр зазвичай складається з двох центріолей – щільних гранул розміром 0,2-0,8 мкм,розташованих під прямим кутом один до одного. При утворенні мітотичного апарату центріолі розходяться до полюсів клітини, визначаючи орієнтування веретена поділу клітини. Тому правильніше К. ц. називати мітотичним центром, відображаючи цим його функціональне значення, тим більше, що лише в деяких клітинах К. ц. розташований у її центрі. У результаті розвитку організму змінюються як становище До. ц. у клітинах, і форма його. При розподілі клітини кожна з дочірніх клітин отримує кілька центріолей. Процес їхнього подвоєння відбувається частіше наприкінці попереднього клітинного поділу. Виникнення низки патологічних форм поділу клітини пов'язані з ненормальним розподілом До. ц.