Организация и подготовка к промежуточному контролю знаний для 11 профильного класса

Значение биологии в медицине

Биология – это наука о живой природе, которая играет важную роль в медицине. Успехи в области медицины неразрывно связаны с биологическими исследованиями, поэтому врачам необходимо быть в курсе последних достижений в этой области.

Применение биологии в медицине

  1. Генетика

    Генетические исследования позволяют разрабатывать методы для ранней диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний.

  2. Селекция микроорганизмов

    С помощью селекции микроорганизмов получают ферменты, витамины, гормоны, необходимые для лечения многих заболеваний.

  3. Борьба с инфекционными заболеваниями

    Знание закономерностей размножения вирусов, бактерий, и других патогенных организмов необходимо для эффективной борьбы с инфекционными заболеваниями.

  4. Генная инженерия

    Развитие генной инженерии открывает новые перспективы для производства лекарств и других биологических соединений.

Заключение

Изучение биологии является основой для понимания живой природы, что в свою очередь помогает развитию медицины. Понимание принципов биологии позволяет врачам применять современные достижения науки для улучшения профессиональной практики и помощи пациентам.


Разнообразие живых организмов и их свойства

Биология изучает разнообразие живых организмов и их свойства, а также уровни организации живой природы. Все живые организмы классифицируются на прокариотов и эукариотов в зависимости от структуры и наличия ядра.

Уровни организации живой природы

  1. Молекулярный уровень

    Самый мелкий уровень организации, включающий в себя атомы и молекулы.

  2. Клеточный уровень

    Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов.

  3. Организменный уровень

    Клетки объединяются в ткани, органы и системы органов для обеспечения жизнедеятельности организма.

  4. Популяционный уровень

    Популяции различных организмов взаимодействуют друг с другом в естественных экосистемах.

  5. Экосистемный уровень

    Экосистемы включают в себя все взаимосвязи между живыми организмами и их окружающей средой.

Вывод

Изучение разнообразия живых организмов и их свойств позволяет понять уникальность жизни и ее уровни организации. Знание этих принципов важно не только для биологов, но и для всех, кто интересуется природой живых существ.


Взгляды на происхождение жизни

Существует множество различных теорий и гипотез о происхождении жизни на Земле. Одной из самых известных является гипотеза Опарина-Холдейна, которая предполагает, что жизнь возникла в результате химических реакций в условиях древней атмосферы.

Гипотеза Опарина-Холдейна

Согласно этой гипотезе, первичные органические соединения, такие как аминокислоты, образовались в результате химических реакций, вызванных воздействием энергии из вспышек молний и ультрафиолетового излучения на примитивной атмосфере Земли. Позднее эти органические соединения стали основой для развития жизни.

Заключение

Вопрос происхождения жизни остается одним из самых загадочных и интересных для науки. Различные гипотезы и теории помогают нам лучше понять происхождение и развитие жизни на нашей планете.

Происхождение жизни на Земле

В настоящее время существует несколько концепций рассматривающих происхождение жизни на Земле.

Креационизм

Согласно этой концепции, жизнь и все населяющие Землю виды живых существ являются результатом творческого акта высшего существа. Основы креационизма изложены в Библии. Процесс божественного сотворения мира мыслится как место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения.

Гипотеза панспермии

Согласно этой гипотезе, предложной в 1865 г. немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1896 г, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Однако до сих пор нет достоверных факторов, подтверждающих внеземное происхождение живых организмов найденных в метеоритах.

Гипотеза Опарина – Холдейна

В 1924 г. Опарин опубликовал статью, в которой предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отдельны от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Согласно его теории, процесс, приводящий к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

  • Возникновение органических веществ
  • Возникновение белков
  • Возникновение белковых тел

Роль неорганических и органических веществ клетки

Неорганические вещества клетки, такие как вода и соли, играют важную роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества клетки, включая белки, имеют свой химический состав, структуру, свойства и выполняют важные функции в клетке. Белки особенно значимы для клеточных процессов.

Белки: структура, свойства и функции

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В природных белках участвует 20 аминокислот, включая 8 незаменимых для человека. Эти аминокислоты должны поступать с пищей, так как они не могут синтезироваться в организме. Незаменимые аминокислоты включают лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан и метионин.

Структуры белка:

  1. Первичная: линейная структура, определяющая последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
  2. Вторичная: включает закручивание полипептидной цепи в спираль или складывание в гармошку за счет водородных связей.
  3. Третичная: глобулярные и фибриллярные структуры, образованные в результате упаковки или укладки вторичной структуры с помощью дисульфидных связей.
  4. Четвертичная: комплекс из нескольких третичных структур, встречается редко в природе.

Свойства и денатурация белков:

Белковые структуры могут быть нарушены под влиянием различных факторов, таких как высокая температура, химические вещества, облучение и механическое воздействие. Это приводит к денатурации белка. Если воздействие было недолгим и несильным, то происходит обратимая денатурация, а при длительном или сильном воздействии – необратимая денатурация.

Роль и функции белков в клетке:

  1. Двигательная: обеспечивают движение в клетке и в организме, например, сокращение мышц.
  2. Транспортная: участвуют в транспортировке различных химических соединений через кровь.
  3. Защитная: участвуют в защите организма, процессах свертывания крови и выработке антител.
  4. Сигнальная: передают сигналы в клетке и реагируют на внешнюю среду.
  5. Регуляторная: участвуют в регуляции обмена веществ и обеспечивают гомеостаз.
  6. Каталитическая: ускоряют биохимические процессы как ферменты.
  7. Запасающая: служат запасным источником веществ, таких как вода, железо и кислород.
  8. Пищевая: являются основным источником аминокислот для организма.

Органические вещества клетки: углеводы, липиды

Углеводы и липиды также играют важную роль в клеточных процессах. Углеводы классифицируются на моносахариды, дисахариды и полисахариды, и служат важным источником энергии для клетки. Липиды включают жиры, воски, стероиды и фосфолипиды, и участвуют в строении мембран клеток и в хранении энергии.

Органические соединения клетки

Углеводы

Углеводы образованы углеродом и водой и делятся на несколько типов в зависимости от количества мономерных структур в их составе.

Моносахариды

Примеры моносахаридов: глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза, и другие.

Дисахариды

Примеры дисахаридов: сахароза, мальтоза, лактоза.

Полисахариды

Примеры полисахаридов: крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин.

Функции углеводов:

  • Структурная функция: участие в построении клеточных структур.
  • Пластическая функция: хранятся в качестве запаса питательных веществ и входят в состав сложных молекул.
  • Источник энергии: основной источник энергии в клетке.

Липиды

Липиды – это жироподобные вещества, которые нерастворимы в воде, но растворимы в органических неполярных соединениях.

  • Состав: глицерин и жирные кислоты, образующие эфиры.
  • Функции:
    • Структурная функция: строение мембран клеток.
    • Энергетическая функция
    • Запасающая функция: подкожный жир.
    • Регуляторная функция: участие в образовании гормонов.
    • Защитная функция
    • Терморегуляция

ДНК

ДНК состоит из углевода дезоксирибозы, азотистых оснований (Аденин, Тимин, Гуанин, Цитозин) и остатка фосфорной кислоты.

  • Комплементарность: свойство невзаимодействующих генов, формирующих новые признаки.
  • Самоудвоение: происходит перед делением клетки.
  • Функции: хранение и передача наследственной информации, участие в синтезе РНК и белка.

РНК

РНК имеет различные виды и выполняет свои функции в клетке.

АТФ

АТФ – это энергетический носитель, который играет важную роль в клеточных процессах.

Молекулы PНK содержат от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч нуклеотидов.Основная роль РНК – непосредственное участие в биосинтезе белка. Известны три вида клеточных РНК, которые отличаются по местоположению в клетке, составу, размерам и свойствам, определяющим их специфическую роль в образовании белковых макромолекул:информационные (матричные) РНК передают закодированную в ДНК информацию о структуре белка от ядра клетки к рибосомам, где и осуществляется синтез белка;транспортные РНК собирают аминокислоты в цитоплазме клетки и переносят их в рибосому; молекулы РНК этого типа "узнают" по соответствующим участкам цепи информационной РНК, какие аминокислоты должны участвовать в синтезе белка;рибосомные РНК обеспечивают синтез белка определенного строения, считывая информацию с информационной (матричной) РНК.Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков фосфорной кислоты.АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается пластического обмена. Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в химических связях аденозинтрифосфата.Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Цитоплазма и ее органоиды. Митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр, их строение и роль в клетке.

Цитоплазма – отграниченная от внешней среды наружной мембраной, заполняет всю клетку, и в ней располагаются различные органоиды и ядро. Это внутренняя полужидкая среда клетки, которая содержит большое количество воды, а из органических веществ в ней преобладают белки. Основная масса цитоплазмы имеет мелкозернистое строение. Цитоплазма связывает все клеточные органоиды и ядро в одно целое и обеспечивает их взаимодействие друг с другом.Митохондрии – это тельца, разнообразные по своей форме: округлые, овальные, палочковидные, нитевидные. Располагаются митохондрии в цитоплазме клеток, и количество их в разных клетках может варьировать от 2-3 до 1000 и более. Подсчитано, например, что в одной клетке печени млекопитающих содержится около 2500 митохондрий.При электронно-микроскопическом исследовании обнаружено, что каждая митохондрия имеет довольно сложное строение. Внешний покров этого органоида представлен двумя мембранами: наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, наоборот, образует многочисленные складки, которые направлены во внутреннюю полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называются кристами, выростами. У большинства клеток во внутренней полости митохондрии кристы располагаются в поперечном направлении. Некоторые кристы могут разветвляться. В одной митохондрии обычно бывает множество крист, и они плотно прилегают друг к другу, а незначительное пространство, которое остается между ними, заполнено полужидким веществом с мелкозернистым строением.Наружная и внутренняя мембраны митохондрий имеют такое же трехслойное строение, как и наружная мембрана клетки. В их состав входят белки и жиры. На наружной и внутренней мембранах митохондрий и особенно на кристах располагается большое количество разнообразных ферментов. К числу ферментов митохондрий относятся, прежде всего те, с помощью которых осуществляется дыхание клеток, а также синтез особого вещества, которое называется АТФ. Энергия используется клетками при синтезе разнообразных веществ, при выработке тепла, нужного для поддержания температуры тела, при движении и других проявлениях жизнедеятельности.АТФ синтезируется в митохондриях всех клеток, всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии.Лизосомы – небольшие округлые тельца, располагающиеся во всех частях клетки. От цитоплазмы лизосомы отграничены плотной мембраной. Внутри них сконцентрированы ферменты, которые способны расщеплять все пищевые вещества, поступающие в клетку. В одной клетке лизосом может быть много, например несколько десятков, и совокупность лизосом можно образно назвать пищеварительной системой клетки. Лизосомы обнаружены во многих клетках животных, и в последнее время они найдены также и в клетках растений.Рибосомы – это тельца округлой формы. В клетке очень много рибосом и что большинство из них располагается на мембранах эндоплазматической сети. Кроме того, много рибосом свободно располагается в цитоплазме, а также в ядре клетки. В состав рибосом входят белок и рибонуклеиновая кислота (РНК).Рибосомы обнаружены во всех клетках многоклеточных животных и растений, а также в клетках одноклеточных организмов. Это показывает, что рибосомы – обязательный органоид каждой клетки, выполняющий важнейшую биологическую функцию: на рибосомах синтезируется белок. Рибосомы – именно тот органоид клетки, где происходит синтез белковых молекул, т.е. сборка их из молекул аминокислот, имеющихся в цитоплазме и ядре каждой клетки.Белки, синтезированные на рибосомах, накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к тем органоидам клетки, где они потребляются. Основная масса белков синтезируется на рибосомах, сконцентрированных на мембранах шероховатой эндоплазматической сети, и эти два органоида, как отмечено выше, представляют единый аппарат синтеза и транспортировки образующихся в клетке белков.Комплекс Гольджи – органоид клетки, названный так по имени итальянского ученого К. Гольджи, который впервые увидел его в цитоплазме нервных клеток (1898) и обозначил как сетчатый аппарат. Сейчас комплекс Гольджи обнаружен во всех клетках растительных и животных организмов. Форма и размеры его сильно варьируют. Во многих клетках, например в нервных, он имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра, в клетках растений, простейших комплекс Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. В комплекс Гольджи входят три основных структурных компонента: 1) крупные полости, расположенные группами (по 5 – 8); 2) сложная система трубочек, отходящих от полостей; 3) крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах трубочек. Все эти элементы составляют единый комплекс и ограничены мембранами такого же строения, как и наружная мембрана клетки.Комплекс Гольджи выполняет много важных биологических функций: к нему транспортируются по каналам эндоплазматической сети продукты синтетической деятельности клетки, а также различные вещества, поступающие в клетку из внешней среды. Это в первую очередь белки, синтезирующиеся в клетке, секреты белковой природы, вырабатываемые во многих клетках, желток, образующийся в яйцевых клетках при их созревании, полисахариды и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются в элементах комплекса Гольджи, а затем в виде капелек или зерен поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее во внешнюю среду.Клеточный центр состоит из двух очень маленьких телец и особого плотного участка цитоплазмы. Тельца клеточного центра называются центриолями, а уплотненный участок цитоплазмы, в центре которого они находятся. – центросферой. Каждая центриоль имеет форму цилиндра, стенка которого состоит из 9 пар мельчайших трубочек.Клеточный центр обычно располагается вблизи ядра. Такое расположение клеточного центра особенно характерно для клеток многоклеточных животных. Клеточному центру принадлежит важная роль при делении клетки.

Обмен веществ и его функции. Автотрофы, гетеротрофы. Энергетический обмен, его этапы и значение в клетке.

Обмен веществ – совокупность химических реакций для поддержания жизнедеятельности организма.Обмен бывает 2-х типов: пластический (ассимиляция), при котором из мономеров синтезируются более сложные вещества с затратой энергии, и энергетический (диссимиляция), при котором сложные вещества разлагаются до CO2 и Н2О с выделением энергии.Энергетический обмен включает 3 этапа:1.Подготовительный (в пищеварительной система) сложные вещества расщепляются до мономеров (углеводы до глюкозы, белки до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот), затем мономеры всасываются в кровь и разносятся к тканям и органам (при этом выделяемая энергия рассеивается).2. Гликолиз (безкислородный этап) этот этап происходит в цитоплазме клетки. глюкоза дает 2 молекулы ПВК(пировиноградная кислота) и 2 молекулы АТФ.3. Окислительное фосфорилирование (кислородный) проходит на мембране митохондрий. 2 ПВК окисляются до СО2 и Н2О с выделением 36 АТФВ сумме за энергетический обмен 1 молекула глюкозы дает 38АТФ.По типу питания организмы делятся на:1. Автотрофы, которые могут синтезировать органические в-ва из неорганических (хемотрофы используют энергию химических связей, а фототрофы- энергию солнечного света)2. Гетеротрофы используют уже готовые органические вещества.

Пластический обмен у автотрофов. Фотосинтез, его этапы и значение в биосфере. Хемосинтез.

Автотрофы – организмы, которые способны синтезировать органические соединения из неорганический с участием солнечной энергии.Фотосинтез – процесс преобразования энергии света в химическую энергию органических соединений синтезируемых в растениях из углекислого газа и воды. Побочным продуктом фотосинтеза является кислород, который, в свою очередь, обеспечил появление озонового слоя на Земле.Благодаря появлению оз. слоя на суши стали выходить организмы и химический состав воздуха стал для них благоприятным.CO2+H2O+ энергия =C6H12O6+O (дневная фаза фотосинтеза) Для этой фазы характерно то, что энергия солнца преобразуется в энергию АТФ.O+C6H12O6=CO2+H2O+ энергия (Ночная фаза) В данной фазе растение поглощает кислород, при этом происходит окисление органических соединений с выделением углекислого газа и воды.Хемосинтез – это образование органических соединений из неорганических за счет ОВР соединений азота, железа, серы. Хемосинтезом называют процесс образования органических веществ за счет протекания окислительно-восстановительных реакций. Его в природе осуществляют только прокариоты. Хемосинтезирующие бактерии могут использовать для синтеза органических веществ соединения серы, азота и железа. При этом выделяется энергия, которая сначала аккумулируется в связях АТФ, после чего может использоваться клетками бактерий. Поскольку жизнь хемотрофов не зависит от наличия солнечного света, ареал их распространения достаточно широк. К примеру, серобактерии могут жить на больших глубинах, иногда являясь там единственными представителями живых существ. Средой обитания данных прокариот чаще всего является почва, сточные воды и субстраты, богатые определенными химическими соединениями.

Пластический обмен у гетеротрофов. Биосинтез белка, его этапы и их характеристика. Триплетный код биосинтеза белка, понятие о гене, свойства генетического кода.

Основные компоненты клетки. Клеточная оболочка, ее строение и значение. Эндоплазматическая сеть, ее строение, типы и роль в клетке.

Ядро клетки и его строение. Хромосомы, их строение и роль в клетке.

Особенности строения ядра клетки. Ядро эукариотов представляет собой пространство. Это участок измененной цитоплазмы, где содержатся хромосомы или хроматин (в зависимости от фазы существования клетки), ядрышко и кариоматрикс. При этом ядро – это мембранная структура, которая содержит двуслойную билипидную кариолемму, имеющую поры. Посредством последних из него выходят рибосомы, попадающие на шероховатый ретикулум клеточной эндоплазмы. Также через поры ядро покидает информационная РНК.Хромосомы – структуры ядра, содержащая наследственную информацию. Хроматиновые структуры носители ДНК – состоит из участков генов, несущих наследственную информацию и передающихся от предков к потомкам через половые клетки. В хромосомах синтезируются ДНК, РНК, что служит необходимым фактором передачи наследственной информации при делении клеток и построении молекул белка.В клетках человек 46 хромосом (23 пары).

Деление клетки. Амитоз. Митотический цикл клетки. Митоз, фазы митоза и их характеристика. Биологическое значение митоза.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *