Зміст і послідовність виконання завдань. 1.Розгляньте мікропрепарат «Клітини корінця цибулі під час поділу»

1.Розгляньте мікропрепарат «Клітини корінця цибулі під час поділу». Знайдіть клітини на стадії профази, метафази, анафази, телофази. На якій фазі хромосоми видні найкраще?

2.Розгляньте схему будови метафазної хромосоми. Зробіть малюнок, позначте складові частини хромосоми.

3.Розгляньте фотокаріограму здорової людини. Знайдіть гомологічні хромосоми й позначте пари цифрами.

Зробіть висновок, відповівши на питання.

Які особливості будови й функцій хромосом?

Контрольні запитання.

1.Яка хромосома називається рівноплечою, нерівноплечою?

2.Яку роль відіграє видова постійність кількості, розміру і форми хромосом?

3.Як будова хромосоми пов’язана з її функціями?

ЗАНЯТТЯ № 19

Тема. Мейоз.

Мета: вивчити етапи мейозу, його біологічне значення.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. § 18

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §29.

ПЛАН

1. Поняття соматичних і статевих клітин, відмінності їх хромосомних наборів.

2. Мейоз:

- характеристика першого мейотичного поділу;

- характеристика другого мейотичного поділу.

3. Біологічне значення мейозу.

1. В багатоклітинних організмах відокремлюють статеві і нестатеві клітини. Нестатеві клітини називаються соматичними і мають диплоїдний набір хромосом. Статеві клітини мають гаплоїдний набір хромосом.

Процес запліднення організмів супроводжується злиттям ядер статевих клітин (гамет), унаслідок чого кількість хромосом у зиготі подвоюється. Таким чином, повинен існувати механізм, який би забезпечував зменшення кількості хромосом у статевих клітинах порівняно з нестатевими. Саме таким явищем є редукційний поділ – мейоз.

Мейоз – особливий спосіб поділу клітин, у результаті якого кількість хромо-сом зменшується вдвічі й клітини переходять з диплоїдного стану в гапло-їдний. Мейоз відбувається шляхом двох послідовних поділів, інтерфаза між якими вкорочена.

Під час першого поділу починається спіралізація хромосом, однак хрома-тиди кожної з них не розділяються. В подальшому гомологічні хромосоми зближуються, утворюючи пари. Цей процес називається кон’югація гомологічних хромосом. Цей процес поширюється на всю довжину хромосом.

Під час кон’югації може спостерігатися процес кросинговеру – під час якого гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками між своїми хроматидами. В кінці фази гомологічні хромосоми розходяться, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, починається формування веретена поділу.

У метафазі першого мейотичного поділу нитки веретена поділу прикріп-люються до центромер гомологічних хромосом, які лежать по обидва боки від екваторіальної пластини.

Під час анафази 1 гомологічні хромосоми відділяються одна від одної і починають рухатись до протилежних боків клітини. Центромери окремих

хромосом не розділяються і тому кожна хромосома складається з двох хроматид.

Розходження окремих гомологічних хромосом є подією випадковою, що сприяє спадковій мінливості.

У телофазі 1 формується ядерна оболонка. Хромосоми деспіралізуються. Отже, внаслідок першого мейотичного поділу виникають клітини з гаплоїд-ним набором хромосом. Інтерфаза між першим і другим поділами вкоро-чена, молекули ДНК в цей час не подвоюються. А в клітинах багатьох рослин вона відсутня взагалі, тому вони відразу переходять до другого мейотичного поділу.

Під час профази 2 спиралізуються хромосоми, які складаються з двох хроматид, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, починає форму-вання веретена поділу. Хромосоми наближуються до екваторіальної пластинки.

У метафазі 2 завершується спіралізація хромосом і формування веретена поділу. Центромери хромосом розташовуються в один ряд уздовж еквато-ріальної пластинки, і до них приєднуються нитки веретена поділу.

В анафазі 2 діляться центромери хромосом і хроматиди розходяться до полюсів клітини завдяки вкороченню ниток веретена поділу.

Під час телофази 2 хромосоми деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця та ядерна оболонка. Отже,у результаті другого мейотичного поділу число хромосом залишається таким, як і після першого, але кількість ДНК, унаслідок розходження хроматид до дочірніх клітин, зменшується вдвічі. Таким чином, після двох послідовних мейотичних поділів материнської диплоїдної клітини утворюються чотири гаплоїдні дочірні, кожна з яких має однаковий набір генів, але окремі гени різних дочірній клітин можуть перебувати у різних станах (представлені різними алелями). Тобто дочірні клітини, що утворилися, можуть відрізнятися за спадковою інформацією.

3. Біологічне значення мейозу. Якби під час мейозу не зменшувалася кількість хромосом, то в кожному наступному поколінні при злитті ядер статевих клітин вона зростала б удвічі. Завдяки мейозу дозрілі статеві клітини одержують гаплоїдний набір хромосом. При заплідненні відновлюється диплоїдний набір, притаманний даному виду організмів. Значення мейозу полягає в підтриманні сталості хромосомного набору організмів. Так зберігається постійні для кожного виду набір хромосом та кількість ядерної ДНК.

Практична робота

Тема. Порівняння мітозу й мейозу.

Мета: розглянути процеси, які відбуваються в клітині під час мітозу й мейозу, та порівняти їх між собою.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації «Мітоз», «Мейоз», фотографії клітин на різних стадіях мітозу й мейозу.

Хід роботи

1. Розгляньте фотографії клітин на стадії профази мітозу й профази І та профази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

2. Розгляньте фотографії клітин на стадії метафази мітозу й метафази І та метафази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

3. Розгляньте фотографії клітин на стадії анафази мітозу й анафази І та анафази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

4. Розгляньте фотографії клітин на стадії телофази мітозу й телофази І та телофази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

5. Зробіть висновок, у якому вкажіть спільні й відмінні риси мітозу й мейозу.

ЗАНЯТТЯ № 20

Тема. Обмін речовин і перетворення енергії в клітині.

Мета: розглянути особливості обміну речовин і енергії в клітині.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. §

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §30

ПЛАН

1. Метаболізм.

2. Енергетичний обмін.

3. Пластичний обмін.

1. Обмін речовин та енергії у клітині називають також метаболізмом. Метаболізм здійснюється не лише на клітинному рівні, а й на тканинному й організмовому. Він забезпечує постійність внутрішнього середовища клітин й організму в безперервно змінюваних умовах середовища. Така постійність називається гомеостазам. Обмін речовин складається із двох взаємопов´язаних і протилежних процесів. Це процеси дисиміляції, у яких відбувається розщеплення органічних речовин і виділена енергія використовується для утворення АТФ, і процесів асиміляції, в яких енергія АТФ витрачається на синтез власних необхідних для організму речовин.

2. Енергетичний обмін (катаболізм, дисиміляція) – це сукупність реакцій розщеплення складних органічних сполук до більш простих молекул із виділенням енергії.

Етапи енергетичного обміну:

Енергетичний обмін організмів здійснюється у три послідовних етапи: підготовчий, безкисневий та кисневий.

Підготовчий етап енергетичного обміну у багатьох організмів відбувається у шлунково- кишковому тракті, а також у цитоплазмі клітин. На цьому етапі великі молекули під дією ферментів розщеплюються до мономерів. Ці про-цеси перебігають з вивільненням незначної кількості енергії, яка розсієються у вигляді теплоти.

Безкисневий етап (анаеробне розщеплення)– це найпростіша форма утво-рення та акумулювання енергії в макроенергічних зв’язках молекул АТФ. Деякі організми (безхребетні, мікроорганізми) не можуть використовувати кисень, тому їм властивий лише анаеробний енергетичний обмін.

Найважливішим на безкисневому етапі енергетичного обміну є розщеп-лення молекул глюкози переважно шляхом гліколізу. Його суть полягає в тому, що молекула глюкози розщеплюється на дві молекули піровиноградної ( С3Н4О3) або молочної кислоти (С3Н6О3). Сумарне рівняння гліколізу має такий вигляд:

С2Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 = 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О

Під час гліколізу виділяється близько 200 кДж енергії. Частина (84 кДж витрачається на синтез двох молекул АТФ, а решта (116кДж – розсіюється у вигляді тепла). Таким чином, процес гліколізу енергетично малоефективний, лише 35 % енергії акумулюється у макроергічних зв’язках АТФ. Це поясню-ється тим, що кінцеві продукти гліколізу все ще містять у собі багато зв’яза-ної енергії.

Кисневий етап енергетичного обміну, або клітинне дихання, відбувається в матриксі і на кристах мітохондрій в присутності кисню.

Цей етап може відбуватись лише в аеробних умовах (за наявності кисню). Коли органічні сполуки, які утворились на безкисневому етапі, окислюються в клітинах до кінцевих продуктів СО2 і Н2О. Окиснення сполук пов’язане з відщепленням від них водню і перенесенням його за допомогою особливих речовин – переносників до молекулярного кисню, утворюючи молекулу води.

Аеробне дихання відбувається в мітохондріях і супроводжується виді-ленням великої кількості енергії та акумуляцією її в макроергічних зв’язках молекул АТФ. У внутрішній мембрані мітохондрій розміщений дихальний ланцюг. Його основу утворюють переносники електронів, які входять до складу ферментних комплексів, що каталізують окислювально - відновні реакції.

Процес клітинного дихання можна поділити на три стадії:

1)окисне декарбоксилювання;

2)цикл трикарбонових кислот (цикл Кребса);

3)електронно-транспортний ланцюг.

На першій стадії піровиноградна кислота взаємодіє з коензімом А (КоА), у результаті чого утворюється ацетилкоензим А (ацетил-КоА) з високо-енергетичним зв’язком.

Друга стадія - цикл Кребса. Цей процес відкрив англійський біохімік Ганс Кребс у 1937 році. Він відбувається в матриксі мітохондрій і становить собою послідовне перетворення органічних кислот. На початку циклу піровиноградна кислота (продукт гліколізу) реагує з щавлево-оцтовою кислотою, утворюючи лимонну кислоту. Остання проходить ряд послідовних реакцій, перетворюючись на інші кислоти. В результаті цих перетворень виникає щавлево - оцтова кислота, яка знову реагує з піровино -градною кислотою, і цикл повторюється. В ході циклу від кислот відщеплюється чотири пари атомів водню і дві молекули вуглекислого газу, який залишає мітохондрії і виходить з клітини.

Третя стадія (дихальний ланцюг) починається в мітохондріях з того, що вільний водень (з циклу Кребса) з’єднується з особливою речовиною – НАД (нікотинамід-аденіндинуклеотидом), утворю-ючи сполуку НАД Н (віднов-лена форма). НАД Н згодом окислюються до НАД⁺, Н⁺ та електрона. За допомогою послідовного ряду різних речовин – переносників електронів - вони транспортуються на внутрішню поверхню мембрани мітохондрій, у той час як іони водню накопичуються на зовнішній поверхні. Водночас на внут-рішній поверхні мембрани зменшується концентрація Н. У загальному вигляді рівняння утворення води в останній ланці дихального ланцюга має такий вигляд:

4Н⁺ + 4е^- + О2 = 2Н2О

Окиснення двох молекул молочної кислоти до СО2 і Н2О супровождується виділенням такої кількості енергії, яка забезпечує синтез 36 молекулАТФ. В ході анаеробного етапу енергетичного обміну при розчепленні однієї молекули глюкози утворюються дві молекули АТФ. Таким чином, під час анаеробного і аеробного процесів утворюються 38 молекул АТФ. У ході цих процесів виділяється 2800кДж енергії, з якої 55% запасається у вигляді АТФ, а 45% - розсіюється у вигляді теплоти. Сумарне рівняння цих етапів енергетичного обміну має такий вигляд:

С₆Н₁₂О₆ + 38АДФ + 38Н₃РО₄ + 6О₂ = 38АТФ + 6СО₂ + 44Н₂О

На другому етапі енергетичного обміну синтезується 2 молекули АТФ, на третьому – 36 молекул АТФ. Енергетичний обмін в аеробних клітинах рослин, грибів і тварин відбувається однаково. Це свідчить про їх спорідненість.

3. Пластичний обмін (анаболізм, асиміляція) – один із виявів обміну речовин, який охоплює процеси синтезу амінокислот, вуглеводів, білків, нуклеїнових кислот. Пластичний обмін –синтез власних органічних сполук з отриманих поживних речовин, відбувається з використанням енергії, отриманої під час окиснення.

На першому етапі йде синтез проміжних сполук із низькомолекулярних речовин. На другому етапі здійснюється синтез «будівельних блоків» із проміжних речовин. На третьому етапі відбувається синтез макромолекул із «будівельних блоків».

У результаті пластичного обміну синтезуються властиві організму білки, жири, вуглеводи, які в свою чергу ідуть на створення нових клітин, органів, міжклітинної рідини.

Значення пластичного обміну полягає у забезпеченні клітини будівельним матеріалом для створення клітинних структур і органічними речовинами, які використовуються в енергетичному обміні.

Біосинтез вуглеводів. Процесам біосинтезу вуглеводів належить важливе місце серед реакцій пластичного обміну, який відбувається у біосфері. Вуглеводи синтезуються автотрофними організмами, утворюючи гексози з вуглекислого газу і води. Полісахариди в усіх організмах утворюються у результаті ферментативних реакцій. Отже, біосинтез моносахаридів відбувається двома шляхами. Перший властивий автотрофним організмам і веде до відновлення СО2 до глюкози. Другий включає ряд реакцій, завдяки яким зі сполук невуглеводної природи (піровиноградної та молочної кислот, гліцерину, деяких амінокислот) утворюється глюкоза.

Біосинтез ліпідів. Понад 90% енергії, яка запасається в жирах, припадає на жирні кислоти. Біосинтез жирних кислот у клітинах еукаріот починається в цитоплазмі за участю специфічних ферментів. Ці процеси можуть продовжуватися в мітохондріях. Жири є запасною формою ліпідів в організмі. Вони синтезуються в клітинах кишкового епітелію, а також у печінці, підшкірній клітковині, легенях.

Біосинтез ДНК. В основі процесу біосинтезу ДНК лежить явище реплікації – здатності молекул ДНК до самоподвоєння. Під час реплікації ланцюги материнської молекули ДНК розплітаються. У цьому процесі беруть участь ферменти, які роз’єднують подвійну спіраль ДНК і стабілізують розплетені ділянки. Кожен з утворених ланцюгів стає матрицею (основою) для синтезу нового ланцюга дочірньої молекули ДНК. Таким чином, процес реплікації є напівконсервативним, оскільки кожна з двох дочірніх молекул ДНК одержує один ланцюг від материнської молекули, а другий – синтезується на першому. Тому кожна з дочірніх молекул ДНК є точною копією материнської. Синтез другого ланцюга дочірньої молекули ДНК каталізує ферментДНК- полімераза. Коли розділяються ланцюги материнської молекули ДНК, за участю цього ферменту за принцепом компліментарності до нуклеотидів кожного материнського ланцюга приєднуються вільні нуклеотиди. Отже, відповідні поодинокі нуклеотиди розміщуються у певному порядку увздовж матричного ланцюга

Біосинтез РНК. Усі види РНК синтезуються відповідно до послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК за принципом компліментарності ферментами РНК - полімеразами. В клітинах еукаріот є три вида ядерних РНК полімераз та четвертий – у мітохондріях та пластидах. Процес синтезу молекули РНК на матриці ДНК називають транскрипцією. Завдяки їй генетична інформація передається з молекули ДНК на молекулу РНК під час синтезу останньої. Під час синтезу РНК фермент РНК – полімераза просувається вздовж певної ділянки молекули ДНК і діє подібно до застібки-змійки. Фермент роз’єднує подвійну спираль, і позаду нього вздовж кожної нитки розкритої спіралі синтезується РНК. Транскрипція дещо подібна до реплікації ДНК, але між цими процесами існують і принципові відмінності, а саме:

1. Біосинтез РНК каталізує РНК – полімераза, яка використовує лише нуклеотиди, що містять рибозу.

2. Матрицею для синтезу РНК є лише один із ланцюгів молекули ДНК.

3. Замість тиміну у ланцюзі РНК присутній хімічно близький до нього урацил.

4. Реплікація ДНК відбувається лише між двома поділами клітини (в інтерфазі), тоді як іРНК синтезується на будь-якому етапі клітинного циклу.

ЗАНЯТТЯ № 21

Тема. Загальна будова клітин. Цитотехнології.

Мета: розглянути досягнення і перспективи сучасних цитотехнологій.

Література:

План

1. Сучасна клітинна теорія.

2. Сучасні цитотехнології.

1. Основні положення сучасної клітинної теорії.

1. Клітина є елементарною структурною одиницею живого (за винятком неклітинних форм життя). Існують два типи організацій клітин – прокаріотичний і еукаріотичний.

2. Різні клітини схожі за будовою. Це обумовлено їхнею спорідненістю та схожістю функцій, які вони виконують. різноманітність клітин пов’язана з відмінностями прокаріотів та еукаріотів, різним способом життя одноклітинних організмів і функціональною спеціалізацією клітин багатоклітинних еукаріотичних організмів.

3. Клітина є цілісною системою. Усі клітини складаються з окремих компонентів, які спеціалізуються на виконанні певних функцій і мають властиву їм будову. Але будь-яка функція клітини є наслідком взаємоузгодженої роботи цих компонентів.

4. Клітини розмножуються шляхом поділу. Прокаріотам властивий бінарний поділ, а еукаріотам – мітоз і мейоз. Перед поділом у клітини відбувається реплікація ДНК.

5. Багатоклітинні організми є складними комплексами клітин, які об’єднані у тканини й органи.

Цитотехнології

ЗАНЯТТЯ № 22

Тема. Віруси. Будова, життєві цикли вірусів. Небезпечні вірусні хвороби людини

Мета: вивчити особливості будови клітин еукаріотів та прокаріотів, вірусів.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. § 25

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §32 -34.

ПЛАН

1. Характеристика вірусів.

2. Життєвий цикл вірусів

3. Вірусні хвороби.

1. Віруси – неклітинні форми життя.

Відкриття вірусів належать Д.І. Івановському – вченому, який тривалий час працював в Україні, зокрема в Нікітському ботанічному саду. У 1892р. Д.І.Івановський довів існування групи збудників захворювань, які згодом назвали – віруси (від лат. Вірус – отрута).

Віруси складань окреме царство живої природи царство Віра. Від представ-ників інших царств віруси відрізняються тим, що не мають клітинної будови. Віруси поза клітиною хазяїна не проявляють ознак живих організмів: у них відсутні обмін речовин, ріст, розмноження, подразливість. Лише взаємодіючи з синтезуючими апаратами клітин хазяїв, віруси здатні проявляти свою житєдіяльність.

У вірусів є лише один вид нуклеїнової кислоти (РНК чи ДНК, унаслідок чого розрізняють РНК та ДНК – вмісні віруси). У них відсутні власні білок синтезуючі системи: нуклеїнова кислота вірусів здатна викликати синтез вірусних частинок клітиною-хазяїном. Отже, віруси можна визначити як своєрідні неклітинні форми життя, які здатні проникати в живі клітини і лише там здійснювати свої процеси життєдіяльності. Подібно до інших організмів віруси мають власний спадковий матеріал, який кодує синтез вірусних частинок з біохімічного матеріалу клітини-хазяїна, використовуючи її біосинтетичний апарат та енергію.

Вірусні частинки мають розміри від 15 до сотень нанометрів.

Життєвий цикл вірусу складається з двох фаз: позаклітинної, на якій він не проявляє жодних ознак життєдіяльності та внутрішньоклітинної. Вірусні частинки утворюються в клітині-хазяїні та потрапляють у зовнішнє середо-вище після її загибелі. Поза клітиною-хазяїном віруси існують у формі віріонів. Віріон – це нуклеїнова кислота, упакована в спеціальну білкову оболонку – капсид. Залежно від структури і хімічного складу оболонки віруси поділяють на прості та складні. Оболонка простих вірусів складається лише з білкових субодиниць. Складні віруси, на відміну від простих, можуть бути додатково вкритими ліпопротеїдною поверхневою мембраною. Яка становить собою частину плазматичної мембрани клітини-хазяїна, та крім цього включає також глюкопротеїди (наприклад віруси віспи, гепатиту В). кількість білків, з яких складається капсид, невелика. Їх характерною властивістю є здатність до само збирання. Морфологічні форми капсидів не дуже різноманітні. У більшості випадків вони мають форму палички, нитки, кульки або правильного багатогранника, проте, трапляються віруси, які мають і більші складну будову.

За будовою вірусні НК помітно відрізняються від таких клітинних організмів. Вірусні ДНК чи РНК можуть мати вигляд одноланцюгових або дволанцюгових спіралей, що утворюють лінійні чи кільцеві форми.

2. Механізм проникнення вірусу до клітини-хазяїна. Проникнення вірусу в клітину-хазяїна починається із взаємодії вірусної частинки з поверхнею клітини, на якій є особливі рецепторні ділянки. Оболонка вірусу має відповідні прикріпні білки, що впізнають ці ділянки. Саме цим забезпе-чується висока специфічність вірусів стосовно клітин хазяїв: часто віруси вражають лише певний тип клітин певного виду організмів. Якщо вірус прикріплюється не до рецепторних ділянок, а до інших місць поверхні клітини, то її зараження може і не відбутись.

Усередину клітини хазяїна вірус може проникнути різними шляхами. В одних випадках вірусні оболонки зливаються з клітинною мембраною (як у вірусу грипу), в інших – вірусна частинка потрапляє в клітину шляхом піноцитозу. Після чого ферменти клітини-хазяїна розщеплюють її оболонку, звільняючи НК. Після проникнення вірусу в клітину його нуклеїнова кислота передає спадкову інформацію про вірусні білки в білок синтезуючий апарат клітини. У подальшому віруси за допомогою продуктів власної життєдіяль-ності пригнічують синтез білків клітини-хазяїна і стимулюють синтез власних білків. Звільняються вірусні частинки з клітини по-різному. Часто клітина-хазяїн руйнується, звільняючи вірусні частинки.

За своєю природою віруси є облігатними паразитами (обов´язковими) внутрішньоклітинними паразитами.

Віруси розпізнають за наслідками свого розвитку в клітинах хазяїна. Вони руйнують цілі комплекси клітин, спричиняють ураження тканин, що призво-дить до різних захворювань.

3. Хазяїнами вірусів є рослини, тварини та мікроорганізми.

Віруси рослин. У природних умовах віруси рослин поширюються шляхом прямого контакту або через переносників. Нерідко віруси потрапляють у листок через пошкодження, що виникло внаслідок тертя листків один об одного. Передаванню вірусів можуть сприяти рослини-паразити, багато вірусів переносять комахи. Генетичним матеріалом вірусів рослин найчастіше виступає РНК.

Вірусне зараження рослин зазвичай призводить або до появи жовтих цяточок на листках, або до зморшкуватості чи карликовості листків. Віруси спричиняють і затримання росту рослин, що пізніше призводить до змен-шення врожаю.

Віруси тварин. Віруси є збудниками багатьох небезпечних хвороб тварин. Вони передаються під час безпосереднього фізичного контакту, повітряно-крапельним шляхом. До серйозних вірусних захворювань тварин можна віднести ящур великої рогатої худоби, рожисте запалення очей у свиней, чуму птахів і міксоматоз кролів.

Віруси людини. Понад десять основних груп вірусів можуть спричиняти інфекційні захворювання людини. ДНК - вмісні віруси спричиняють натуральну віспу, герпес, гепатит В, а РНК - вмісні віруси –поліомієліт, гепатит А, гострі застудні захворювання, різні форми грипу, кору, паротиту. Досить поширені в наш час арбовірусні інфекційні захворювання. Природні хазяїни їх збудників –дрібні гризуни та їхні зовнішні паразити. Людині ці віруси передаються через укуси кровосисних комах. Більшість цих вірусів є збудниками енцефалітів і геморагічних пропасниць.

Організм людини, тварин і рослин має захисні механізми, здатні протистояти вірусним інфекціям. Так, у відповідь на проникнення вірусів в організмі виробляються антитела білкової природи (імуноглобуліни). Вони здатні зв’язувати антигени у комплекс антиген-атитело, який знешкоджується імунною системою.у результаті такої взаємодії змінюється структура вірусної оболонки або антитела блокують її прикріпні білки, унаслідок чого вони не можуть зв’язуватись з рецепторними ділянками плазматичної мембрани клітин.

У відповідь на проникнення вірусу в клітину можуть вироблятись захисні білки – інтерферони, що пригнічують розмноження вірусів. На відміну від антитіл, інтерферони не мають специфічності по відношенню до певних видів вірусів. Їх застосовують у лікуванні та профілактиці багатьох вірусних захворювань.

Існує декілька версій походження вірусів. Згідно з однією з гіпотез, віруси утворилися шляхом спрощення бактерій, які перейшли до внутрішньоклітинного паразитизму.

Згідно з іншою точкою зору, віруси утворилися з мобільних генетичних елементів клітин-хазяїна, які набули здатності переміщатися не лише в межах одного геному, а й поза батьківською клітиною. Цілком можливо, що різні віруси мають різне походження, і правильними є обидві гіпотези.

ЗАНЯТТЯ № 23

Тема. Особливості організації прокаріотів. Роль бактерій у природі і житті людини.

Мета: ознайомити студентів із прокаріотичними формами життя.

Література:

План

1. Будова прокаріотів.

2. Різноманіття прокаріотів.

3. Особливості життєдіяльності прокаріотів.

1. Характерною ознакою, за якою клітини живих організмів можна розділити на дві основні типи, є наявність у клітинах ядра. Саме тому живі організми поділяють на еукаріотичні (ядерні) та прокаріоти (до ядерні). Цю ознаку добре видно з допомогою світлового мікроскопа. Дослідження з використанням найсучасніших технологій дозволили виявити набагато більше відмінностей між цими групами.

Прокаріотичні клітини складаються з поверхневого апарата й цитоплазми. До складу поверхневого апарата зазвичай входять плазматична мембрана і клітинна стінка. Але в деяких прокаріотичних організмів клітинна стінка відсутня. Як додаткові елементи до поверхневого апарата у прокаріотів можуть входити бактеріальні джгутики, слизові капсули й різноманітні вирости плазматичної мембрани.

Цитоплазма прокаріотів представлена напіврідким цитозолем, у якому розташовані поодинокі рибосоми, та нуклеоїдом (кільцевою молекулою ДНК). Мембранні органели в цитоплазмі відсутні, але плазматична мембрана клітини може утворювати впинання, які виконують різноманітні функції. Середній розмір клітин прокаріотів – від 0,1 до 10 мкм. Переважна кількість прокаріотів є одноклітинними організмами. Лише деяких з них, наприклад нитчастих ціанобактерій і актиноміцетів, можна назвати багатоклітинними. Розмножуються прокаріоти шляхом поділу. Як правило темпи розмноження є дуже високими.

2. Різноманіття прокаріотів. Сучасні вчені поділяють прокаріотів на два царства – Еубактерії та Архебактерії. До еубактерій відносять бактерії, ціанобактерії та мікоплазми. Будова клітин еубактерій є типовою для прокаріотів, лише мікоплазми втратили клітинну стінку і ззовні вкриті лише однією плазматичною мембраною. Зараз виділяють не менше десяти тисяч видів еубактерій. У несприятливих умовах багато представників еубактерій утворюють спори, стійкі до дії зовнішніх факторів.

Архе бактерій набагато менше – близько п’ятдесяти видів. Вони суттєво відрізняються від еубактерій. У їхній клітинній стінці відсутні пептидоглікани, яких у еубактерій багато. У генетичному матеріалі архебактерій є послідовності, які багато разів повторюються, а в генах наявні некодуючі ділянки –нітрони, що є характерними ознаками еукаріотичних клітин.

Також дуже схожі на еукаріотичні такі процеси в клітинах архебактерій, як реплікація, транскрипція і трансляція. Еубактерії витіснили архебактерії з більшості зручних місць проживання. Тому ці організми трапляються переважно в екстремальних умовах – у солоних та гарячих джерелах, вічній мерзлоті, на великих глибинах океанів і в товщі земної кори.

3. Особливості життюдіяльності прокаріотів. Серед прокаріотів є автотрофи й гетеротрофи. Автотрофні прокаріоти можуть бути хемо- або фотосинтетиками. Фотосинтетики утворюють органічні речовини з використанням енергії світла. Фотосинтез здійснюють ціанобактерії, пурпурні бактерії, зелені бактерії та деякі архебактерії. Хемосинтетики створюють органічні речовини за рахунок енергії хімічних реакцій. Так, нітрифікуючи бактерії окислюють амоніак, сіркобактерії – сірководень, залізобактерії – сполуки феруму.

Гетеротрофних прокаріотів можна поділити на три великі групи: сапротрофи, паразити й симбіонти. Сапротрофи споживають мертву органіку, паразити живляться органічними речовинами живих організмів, завдаючи їм шкоди. Симбіонти також споживають органічні речовини живих організмів, але роблять це на взаємовигідній основі.

Найбільш поширені морфологічні типи прокаріотичних клітин

Значення бактерій у природі. Автотрофні бактерії відіграють дуже важливу роль у природі. Вони утворюють велику кількість органічних речовин, тобто вони є продуцентами. Найбільше значення фото синтетики мають для водних біоценозів, де вони переважно живуть. Проте надмірне розмноження ціанобактерій може призвести до»цвітіння води» й масової загибелі живих організмів унаслідок виділення ними токсичних речовин і продуктів розпаду. А хемосинтетики є основою біоценозів, які функціонують у місцях, що не мають природного освітлення. Це глибини океанів, товща земної кори, печери.

Найважливіша роль гетеротрофних бактерій у тому, що вони є редуцентами –організмами, що розкладають мертву органіку до неорганічних речовин і знову повертають необхідні елементи до кругообігу на нашій планеті.

Але не менш важливе значення гетеротрофних бактерій і як паразитичних та симбіотичних форм. Так, практично всі еукаріоти, які живляться рослинами, використовують симбіотичних бактерій у своїх процесах травлення. На коренях бобових рослин утворюються спеціальні бульбочки, в яких живуть азот фіксуючі бактерії, що забезпечують рослини сполуками Нітрогену, який вони одержують із атмосферного азоту. А паразитичні збудники бактеріальних захворювань є важливим регулятором чисельності всіх видів живих організмів.

Людина також постійно використовує симбіотичні бактерії. крім тих видів, які живуть в людському організмі, широко застосовують бактерії для виготовлення продуктів харчування.

Багато зусиль потребує від людства боротьба з бактеріальними захворюваннями. Саме до бактерій належать збудники таких захворювань, як чума (паличкоподібна бактерія), дифтерія (коринебактерія), холера (вібріон), бактеріальна пневмонія (коки), ангіна (стрептококи, стафілококи), сифіліс (спірохети)

ЗАНЯТТЯ № 24

Тема. Багатоклітинний організм – інтегрована система. Органи багатоклітинних рослин і регуляція їхніх функцій.

Мета: пригадати будову органів рослин та з’ясувати як здійснюється регуляторні функції в організмах рослин.

Література: Загальна біологія (Підруч. Для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М. Є. Кучеренко, та ін. – Генеза, 2000. – 464с.: іл. § 29

ПЛАН

1. Будова і функції багатоклітинних організмів.

2. Органи багатоклітинних рослин.

3. Регуляція функцій в організмах рослин

1. У багатоклітинних організмах клітини диференціюються за особливостями будови та функцій, утворюючи різні типи тканин. Різні тканини входять до складу органів.

2. Орган - це певна структура організму, яка складається з тканин різних типів, але, як правило переважає один із них. Органи різних систем можуть тимчасово об’єднуватись утворюючи функціональну систему органів.

Основними властивостями багатоклітинного організму, як і одноклітинного, є обмін речовин, перетворення енергії, здатності до саморегуляції та розмноження. Будь який організм є відкритою системою: він потребує постійного надходження ззовні енергетичного та пластичного матеріалу. Усі життєві процеси багатоклітинного організму регулюються різноманітними біологічно активними речовинам, а у більшості тварин – ще й нервовою, ендокринною та імунною системами.

Органи багатоклітинних рослин поділяються на вегетативні (корінь, стебло, листя, бруньки) та генеративні (квітки, плоди, насіння). Вегетативні органи забезпечують обмін речовин, рух, ріст, а генеративні - розмноження організмів.

Корінь – це вегетативний орган, який забезпечує закріплення рослини в грунті, всмоктування грунтового розчину солей та його транспорт до над-земних частин рослин, а його видозміни – запасання поживних речовин, прикріплення пагонів до субстратів. Різні види коренів формують кореневу систему.

Пагін складається з осьової частини (стебла), на якому розташовані листки і бруньки. Стебло забезпечує взаємозв’язок органів рослини між собою, транспортує різні речовини, утворює і несе на собі листки та квітки.

Бруньки -це зачаткові пагони. Вегетативні бруньки складаються із зачаткового стебла з конусом наростання та зачаткових листочків. Генеративні – містять зачатки квіток або суцвіть.

3. Функції рослинного організму регулюються за допомогою біологічно активних сполук – фітогормонів, які виробляються спеціалізованими тканинами вищих рослин. До фітогормонів відносять ауксин, цитокініни, гібереліни. Незначні кількості цих сполук можуть значно впливати на різні життєві функції рослин, прискорюючи або гальмуючи їх. Фітогормони транспортуються від місця їхнього утворення до місця дії по провідних тканинах або безпосередньо від однієї клітини до іншої.

За допомогою біологічно активних речовин(фітонцидів, алкалоїдів) рослини можуть впливати на особин свого або інших видів рослин, мікро-організмів, тварин. Фітонциди – це речовини, які виділяються рослинами для пригнічення життєдіяльності інших видів рослин, бактерій, грибів. Алкалоїди – це особливі отруйні речовини, які можуть виділятися деякими рослинами для захисту від фітофагів та паразитів рослин, які також можуть негативно впливати на інші види рослин.

Рослини здатні сприймати зміни довкілля і певним чином на них реагувати. Такі реакції дістали назву тропізмів та настій.

Тропізми – це ростові рухи органів рослин у відповідь на подразник, який має певну спрямованість. Наприклад, фототропізми, геотропізми, хемотропізми.

Настії являють собою рухи органів рослин у відповідь на дію подразників, що не мають певного спрямування (зміна освітленності, температури). Наприклад, фотонастії, термонастії, сейсмонастії (закривання листків комахоїдних рослин як реакція на рухи комахи). Настії можуть бути пов´язані з розтягуванням органів через нерівномірний ріст або зміну тургорного тиску в певних групах клітин унаслідок коливань концентрації клітинного соку.

ЗАНЯТТЯ № 25

Тема. Тканини. Тканини рослин і тварин.

Мета: вивчити будову і функції тканин рослин і тварин.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. § 27,28

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §141 -44

ПЛАН

1. Поняття про тканини.

2. Тканини рослин.

3. Тканини тварин.

1. Поняття про тканини.

У багатоклітинних організмів клітини відрізняються (диференціюються) за будовою та виконуваними функціями, утворюючи тканини.

Тканиною називають групу подібних за будовою клітин, структурно і функціонально пов’язаних між собою.

Тканини виникають у більшості багатоклітинних тварин і вищих рослин, нижчі рослини та гриби тканини не мають.

Тканини тваринних організмів, їхню будову, функції, процеси розвитку вивчає наука гістологія, а рослинних - анатомія рослин. Тканини рослин.

2. Розрізняють такі основні типи тканини рослин: твірні, покривні, провідні, механічні та основні.

Твірна тканина (меристема) –складається з клітин, які мають тоненькі клітинні стінки з незначним умістом целюлози та велике ядро. Вони здатні до поділу та росту. Клітини меристеми дають початок клітинам інших типів тканин. За місцем розташування розрізняють верхівкову, вставну та бічну меристеми.

Верхівкова меристема розташована на верхівці пагона або кореня і забезпечує їхній ріст у довжину. Вставна меристема міститься біля основ міжвузлів стебла деяких рослин(злаків) і також забезпечує їхнє подовження. Бічна меристема міститься всередині стебла або кореня багаторічних рослин, охоплюючи їхню центральну частину у вигляді циліндра. Вона забезпечує ріст цих органів у товщину.

Покривні тканини рослин розташовані на поверхні органів рослин і відмежовують їх від зовнішнього середовища. Розрізняють первинну (епі-дерма, або шкірка) та вторинні покривні тканини. Епідерма складається з одного чи кількох шарів безбарвних живих клітин, які щільно прилягають одна до одної. Зверху епідерма часто вкрита особливим шаром, який запобігає випаровуванню води через її поверхню, - кутикулою. Вона є продуктом секреції епідермальних клітин та складається із соскоподібної речовини. Вторинна покривна тканина виникає замість відмерлої епідерми, а також у глибинних шарах кори. Частина клітин основної тканини, яка входить до складу кори, відновлює здатність до поділу та утворює шар вторинної меристеми – корковий камбій. Назовні він продукує клітини, потовщені стінки яких просочуються жироподібною речовиною і стають непроникними для газів та води, а вміст цих клітин відмирає. Так утворю-ється корковий шар усередину рослини корковий камбій продукує живі клітини основної тканини верхні шари корку легко злущуються, тому корковий камбій зберігає активність упродовж всього існування органа рослини, утворюючи все нові й нові коркові шари.

Провідні тканини забезпечують у рослині два плини речовин: висхідний (розчини мінеральних солей рухаються до надземних частин) і низхідний (синтезовані в листках і зелених стеблах речовини пересуваються до інших органів). Ці потоки, відповідно, забезпечують два типи провідної тканини – ксилема та флоема. Ксилема складається з власне провідних елементів – судин і трахеїд. Елементи ксилеми можуть також виконувати також опорну функцію. в дозрілому стані вміст трахеїд і судин відмирає.

Флоема містить ситоподібні трубки. Це живі клітини, які послідовно сполучаються своїми кінцями.

Судини, трахеїди та ситоподібні трубки разом утворюють судинно- волокнисті пучки (наприклад: жилки листків).

Механічні тканини виконують опорні функції, надаючи рослині пружності та підтримуючи її органи в певному положенні. До них належать коленхіма та склеренхіма. Коленхіма (від гр. клей, налите) – складається з живих клітин із нерівномірно потовщеними стінками. Вона входить до складу первинної кори молодих пагонів переважно дводольних рослин. Склеренхіма (від гр. твердий) – сукупність видовжених мертвих клітин із товстими оболонками, які забезпечують стійкість рослин до стискання, розтягування, згинання.

Основна тканина, або паренхіма – складається з живих клітин, що мають порівняно тоненькі стінки, між якими є великі проміжки – міжклітинники. Залежно від особливостей будови клітин та виконуваних ними функцій розрізняють різні види паренхіми: Фотосинтезуюча паренхіма утворена з клітин, які містять хлоропласти. Вона міститься в зелених органах рослини. В цих клітинах відбувається фотосинтез. Повітроносна паренхіма, або аеренхіма, виконує функції газообміну і проведення газів до різних тканин і тому має добре розвинені міжклітинники. Найкраще розвинута аеренхіма у водяних і болотних рослин. Запасаюча паренхіма є в усіх органах рослин, утворюючи окремі шари (наприклад: серцевина стебел).

3.Тканини тварин. У багатоклітинних тварин розрізняють епітеліальні, м’язові, нервові, сполучні тканини.

Епітеліальні тканини, або епітелій, покривають тіло, вистеляють його порожнини та порожнини внутрішніх органів. Вони утворюють суцільні пласти, які складаються з одного або багатьох шарів клітин, щільно прилеглих одна до одної. Міжклітинна речовина в епітеліальних тканинах розвинена слабко. Клітини епітелію полярні. Вони часто пошкоджуються і тому в них добре розвинута здатність до регенерації епітеліальні тканини виконують розмежувальну, захисну, секреторну, газообмінну, екскреторну та всисну функції. За формою клітин розрізняютьплоский, кубічний та циліндричний епітелій.

М’язові тканини здатні до скорочення у відповідь на збудження. Їх поділяють на (поперечносмугасті) та не посмуговані(гладенькі). Вони побудовані з м’язових клітин, в основі яких лежать зорієнтовані у певному порядку пучкиміофібрил – ниток, що складаються зі скоротливих білків (актину, міозину). Непосмугована м’язова тканина побудована з клітин невеликих розмірів, які найчастіше мають веретеноподібну форму і лише одне ядро. Їхні міофібрили тоненькі, позбавлені позбавлені по смугованості. Скорочення не посмугованих м’язів дуже повільні, вони здатні до сильного розтягнення. Непосмуговані м’язи входять до складу оболонок внутрішніх органів хребетних тварин. Посмугована м’язова тканина побудована з багатоядерних, видовжених, великих за розмірами клітин. Їхні міофібрили мають вигляд поперечних смуг, бо в них правильно чергуються світлі та темні диски зі скоротливих білків. Ці м’язи здатні скорочуватись значно швидше ніж непосмуговані. Розрізняють посмуговані скелетні та серцеві м’язові тканини.

Нервова тканина. Має здатність до збудження під впливом певних чинників та його проведення. В ній виникають нервові імпульси, що мають електричну природу. Вони проводяться в різних напрямках (від рецепторів до центральної нервової системи і навпаки). Нервова тканина складається з нервових клітин (нейронів) і допоміжних клітин (гліоцитів). Які разом утворюють нейроглію. Нейрони є основною елементарною структурно-функціональною одиницею нервової системи. Вони здатні сприймати подразнення, перетворювати їх у нервові імпульси та проводити останні. Нейрони складаються з тіла та відростків – аксонів та дендритів. У дозрілому стані нейрони не здатні до поділу.

Аксон – видовжений (до 1м), розгалужений на кінці відросток нейрона, по якому імпульси надходять від його тіла до інших нейронів або органів.

Дендрит –коротенький інколи видовжений, дуже розгалужений відросток нейрона, по якому збудження проводиться до тіла нервової клітини від рецепторів або інших нервових клітин.

У нервовій тканині розрізняють сіру речовину, яка складається з тіл нейронів і коротеньких дендритів, та білу, побудовану з відростків нейронів, укритих світлою мієліновою оболонкою,- нервів. На відміну від нейронів, клітини нейроглії зберігають здатність до поділу. Вони виконують функції: заповнюють проміжки між нейронами, відміжовуюючи їх один від одного, а також нейрони від інших органів і тканин; по них до нейронів надходять поживні речовини; вони складають опору для нейронів й утворюють електроізолюючі оболонки навколо їхніх відростків; здатні синтезувати деякі речовини, необхідні для функціонування нервової системи. Окремою функцією нервової системи є секреція спеціалізованими нервовими клітинами біологічно активних сполук- нейрогормонів.

Сполучні тканини складаються з маси міжклітинної речовини та розкиданих у ній клітин. Їх поділяють на впорядковану та невпорядковану. До впорядкованої сполучної тканини належать сухожилки, зв’язки, склера. Їхні волокна утворюють пучки, зорієнтовані в певних напрямках. Ці тканини виконують опорно- рухову та захисну функції.

В у невпорядкованій сполучній тканині міжклітинна речовина складається з безструктурної органічної маси та безладно розкиданих пучків волокон(колаген). Розрізняють щільну та пухку невпорядковані сполучні тканини.

До сполучної тканини належать також кров, лімфа, міжклітинна речовина. Основні їх функції полягають у підтриманні сталості фізико - хімічних властивостей внутрішнього середовища організму (гомеостазу), у транспорті поживних речовин, продуктів обміну, газів, забезпеченні захисних реакцій, а також гуморальної регуляції роботи внутрішніх органів(транспорт гормонів) До рідких сполучних тканин належать кров та лімфа хребетних, гемолімфа членистоногих, порожнинні рідини інших безхребетних. У них містяться різні типи клітин: еритроцити, лейкоцити, тромбоцити.

У жировій сполучній тканині переважають клітини, що мають багато жирових включень. Основні функції цієї тканини – запасання поживних речовин та теплоізоляція. Жирова сполучна тканина є місцем зберігання метаболічної води.

Ретикулярна сполучна тканина у хребетних це особливий вид сполучної тканини, що складає основу кровотворних органів; вона також входить до складу слизових оболонок кишечнику, селезінки, лімфатичних вузлів. В цій тканині розташовані стовбурні клітини, з яких виникають формені елементи крові. Стовбурні клітини також знаходяться в інших видах сполучної тканини та в епітелії: вони зумовлюють здатність цих тканин до регенерації

Кісткова та хрящова тканини входять до складу опорно- рухового апарату. Їхня міжклітинна речовина дуже щільна та міцна. В кістковій тканині переважають неорганічні сполуки. А в хрящовій – органічні речовини.

ЗАНЯТТЯ № 26

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Ізмаїльський технікум механізації та електрифікації сільського господарства

«Затверджую»

Заступник директора з НР

_________

«___» ________ 2013 р.

Інструкційна карта

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: