УРОК - КОНФЕРЕНЦИЯ

Цитология: вчера, сегодня, завтра…

Цели урока. 1) 1)Обобщить и углубить знания: - Об этапах становления клеточной теории - О современных методах цитологии - О строении и функциях основных частей клетки 2) Охарактеризовать особенности эукариотической и прокариотической клеток. 3) Рассмотреть основные направления развития прикладной цитологии.

Цитология – (от греч. кytos – клетка), наука изучающая структуру и функции клетки.

История изучения клетки

Этапы становления цитологии

Микроскоп (трубка) 1590 г. Голландия. Ханс Янсон изобрел первый микроскоп

Роберт Гук Ввел в науку термин «клетка».

Антони ван Левенгук Сконструировал микроскоп, дающий увеличение в 270 раз.

Роберт Броун. Открыл ядро в протоплазме растительной клетки.

Карл Бер В 1827 году описал яйцеклетки млекопитающих и сделал заключение, что животные организмы начинают свое развитие с одной клетки.

Маттиас Шлейдан и Теодор Шванн г. Создание клеточной теории.

Рудольф Вирхов Выдвинул формулу «Всякая клетка происходит из другой клетки…»

30-е годы ХХ века. Создание электронного микроскопа.

Основные положения современной клеточной теории. Клетка – элементарная живая система, основа строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального развития организма. Вне клетки жизни нет. Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток. Клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу. Рост и развитие многоклеточного организма - следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток. Клеточное строение организмов – свидетельство того, что все живое имеет единое происхождение.

Современные методы изучения клеточных структур.

Световой микроскоп (Световая микроскопия) Электронный микроскоп (Электронная микроскопия)

Метод дифференциального центрифугирования

Метод меченых атомов Флуоресцентная микроскопия

Метод рентгеноструктурного анализа Расположение атомов в кристалле.

Клеточные структуры и их функции.

Типы клеточной организации Прокариотический Царство Дробянки П/ц Эубактерии П/ц Цианеи П/ц Архебактерии Эукариотический Царство Растения Царство Животные Царство Грибы

ЭУКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА ЯдроЦитоплазма ГиалоплазмаОрганоидыВключения Твердые кристаллы гранулы Жидкие капли Поверхностный аппарат

Компоненты эукариотической клетки Мембранного строения Эндоплазматическая сеть (ЭПС) аппарат Гольджи митохондрии лизосомы пластиды ядро плазмалемма вакуоли Немембранного строения рибосомы клеточный центр реснички жгутики микрофиламенты клеточные включения хромосомы

Цитоплазма. Животная клеткаРастительная клетка

Мембранные органеллы клетки

Мембрана Белки Интегральные белки Периферические белки Полуинтегральные белки УглеводыФосфолипиды

1)Отделение клеточного содержимого клетки от внешней среды; 2)Регуляция обмена веществ между клеткой и средой; 3)Отделение клетки на компартаменты («отсеки»); 4)Место локализации «ферментативных конвейеров»; 5) Обеспечение связи между клетками в тканях многоклеточных организмов; 6) Распознавание сигналов.

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ ШЕРОХОВАТАЯ (ГРАНУЛЯРНАЯ) ГЛАДКАЯ (АГРАНУЛЯРНАЯ) Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой – с наружной ядерной мембраной. Функции: 1)Транспорт веществ из одной части клетки в другую; 2)Разделение цитоплазмы клетки на «отсеки»; 3)Синтез углеводов и липидов (гладкая ЭПС); 4)Синтез белков (шероховатая ЭПС); 5)Место образования аппарата Гольджи.

Аппарат (комплекс) Гольджи обнаружен итальянским исследователем Камилло Гольджи в 1898 году в нервных клетках. Представляет собой стопки упрощенных «цистерн» с расширенными краями. С ними связана система мелких одномембранных пузырьков. Каждая стопка обычно состоит из 4 – х – 6 – ти «цистерн». Структурная единица – диктиосома.

Электронно- микроскопические исследования помогли установить ультраструктуру комплекса Гольджи.

1)Накопление белков, липидов, углеводов; 2)Модификация поступивших органических веществ; 3)«Упаковка» в мембранные пузырьки белков, липидов, углеводов; 4) Секреция белков, липидов, углеводов; 5) Синтез углеводов и липидов; 6) Место образования лизосом.

В 1955 году в клетках печени крысы были открыты особые пузырьки, которые отличались от других компонентов клетки биохимическими свойствами. Эти пузырьки были названы лизосомами. Лизис – расщепление веществ с помощью ферментов.

1)Разрушают структуры клетки при их старении; 2)Приближаются по значению к пиноцитозным или фагоцитозным вакуолям и изливают в их полость своё содержимое; 3)Переваривают различные органические частицы; 4)Обеспечивают дополнительным «сырьем» химические и энергетические процессы. 5)Переваривают некоторые органоиды.

Полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах.

1)Накопление и хранение воды; 2)Регуляция водно – солевого обмена; 3)Поддержание тургорного давления; 4)Накопление водорастворимых метаболитов, запасных питательных веществ; 5) Окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян.

Митохондрии

Функции митохондрий: 1) Синтез АТФ. 2) Кислородное расщепление органических веществ.

ПЛАСТИДЫ ХЛОРОПЛАСТЫ (зеленые пластиды) ЛЕЙКОПЛАСТЫ (бесцветные пластиды) ХРОМОПЛАСТЫ (окрашенные пластиды)

ХЛОРОПЛАСТЫ

Функция хлоропластов: 1) Фотосинтез.

ЛЕЙКОПЛАСТЫ Бесцветные пластиды в клетках растений. Образуются в запасающих тканях и клетках эпидермиса.

Функции лейкопластов: 1) Синтез. 2) Накопление и хранение питательных веществ.

ХРОМОПЛАСТЫ Окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов

Функция хромопластов : 1) Окрашивание цветков и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

Лейкопласты Хлоропласты Хромопласты

Строение ядра

Хроматин = ДНК (30-45%) + гистоновые белки (30-50%) + негистоновые белки (4-33%)

ЯДРО КариолеммаКариоплазма ЯдрышкоХроматин

Функции ядра: 1) Хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления. 2) Регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков. 3) Место образования субъединиц рибосом.

Хромосомы. Самостоятельная ядерная структура, имеющая плечи и первичную перетяжку Самостоятельная ядерная структура, имеющая плечи и первичную перетяжку

Функции хромосом: 1) Хранение наследственной информации. 2) Передача генетического материала от материнской клетки к дочерним.

Немембранные органеллы клетки.

Рибосомы

1) Сборка полипептидной цепочки (синтез белка). Функции рибосом:

Цитоскелет.

Функции цитоскелета: 1) Определение формы клетки. 2) Опора для органоидов. 3) Образование веретена деления. 4) Участие в движениях клетки. 5) Организация тока цитоплазмы.

Клеточный центр

Функции клеточного центра: 1) 1)Обеспечение расхождения хромосом к полюсам клетки во время митоза или мейоза. 2) Центр организации цитоскелета.

Органоиды движения

Прокариотическая клетка

Строение прокариотической клетки

Животная клетка Клетка гриба Растительная клетка

Прикладная цитология

Современные аспекты микробиологии

Микробы – съедобны?!

Бактерии – это рекордсмены клеточного деления.

«Жаркое по-домашнему» из микробов

Микробы против вредителей. Чистая вода благодаря работе микробов.

Биогаз спасает тропические леса.

Канцерогенез.

Патологические образования, возникающие вследствие нарушения механизмов контроля деления, роста и дифференцировки клеток.

По смертности рак занимает второе место после сердечно-сосудистых заболеваний, по страху, который он внушает людям, - первое. Многие тысячи исследователей стремятся понять его причины, найти путь к его профилактике и лечению. Десятки институтов и сотни лабораторий во всём мире работают над этими проблемами, обеспечивая успех в понимании канцерогенеза и медленный, но неуклонный прогресс в профилактике и лечении рака.

Клетки не контролируют клеточное деление Клетки способны к дифференцировке Структура опухоли напоминает ткань, от которой она произошла Опухоль растет медленно, постепенно сдавливая прилежащие структуры и ткани, не проникая в них Как правило, хорошо поддаются хирургическому лечению, Редко рецидивируют Полная утрата контроля над делением и дифференцировкой клеток Различают высоко, средне, мало и недифференцируемые опухоли Быстрый и агрессивный рост опухоли Способность прорастать в окружающие органы и ткани, кровеносные и лимфатические сосуды с образованием метастаз. Как правило, трудно поддаются хирургическому лечению, Часто рецидивируют

Биотехнология. Перспективы развития.

В культивационном сосуде крошечная роза, возникшая в результате клонирования Новые растения из пробирки Клонирование растений

Клонирование животных

Первое клонированное животное - мышь – появилось в 1981 году. Самый знаменитый клон – овца Долли – «родилась» в 1996 году. КогдаГдеКлоны 2001СШАкошка Никки 2002Китайкролик 2003Италияжеребенок 2003СШАолень 2005Италия14 поросят 2005СШАсобака 2005Южная Кореяафганская борзая Снаппи 2006Южная Кореяволчицы исчезающего вида

ИНТЕРФЕРОН

Домашнее задание Повторение главы 2, п (Беляев Д.К., Общая биология. – М.: Просвещение, 2011.) 2. Подготовить сообщения на тему: а) Стволовые клетки. Перспектива использования. б) Генномодифицированные продукты.

Список используемой литературы Беляев Д.К., общая биология. – М: Просвещение; Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., Общая биология. – М.:Дрофа, Грин Н., Стаут У., Тейлор Д., Биология в 3 т. – М.: Мир, Реннеберг Р., Реннеберг И., От пекарни до биофабрики. – М.: Мир, Пименова И.Н., Пименов А.В., Лекции по общей биологии. – Саратов: Лицей, 2003.

6. Абелев Г.И., Канцерогенез. Молекулярно- клеточные основы// Биология в школе. – Васильев Ю.М., Социальное поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток// Соровский образовательный журнал Новикова Т.А., Генная инженерия бактерий // Биология в школе. – Белоконева О.С., Праматерь всех клеток // Биология в школе,