Клетка – структурная и функциональная единица организации животных и растительных организмов. Её основные компоненты.
Вопрос 1.
Содержание предмета анатомии, физиологии и гигиены детского организма. Значение изучения этих предметов для правильной организации учебно-воспитательной работы, трудового обучения, совершенствования физ.развития.
Анатомия человека– наука, которая изучает строение организма в связи с его функцией, развитием и влиянием окружающей среды.
Анатомия рассматривает основные этапы развития человека в процессе эволюции, особенности строения отдельных органов и тела в зависимости от возраста.
На современном этапе развития науки отличают топографическую, систематическую, пластическую, сравнительную, функциональную и возрастную анатомию.
Возрастная анатомия ставит целью изучение тела человека, его органов и систем в процессе развития.
Физиология– наука о законах жизнедеятельности организма в целом и его отдельных органов, о процессах, которые происходят в органах, тканях, клетках, о регуляции их функций.
Возрастная физиологияизучает физиологические особенности детей, индивидуальное развитие организма в процессе его роста и старения.
В свою очередь, возрастная физиология оказывает влияние на развитие таких наук, как возрастная психология и педагогика, педиатрия, детская травматология и хирургия, антропология и геронтология.
В зависимости от того, в какой степени учитываются анатомофизиологические особенности детей и подростков, обучение и воспитание являются более или менее педагогически эффективными. Особенно это важно в периоды развития, для которых характерно наибольшее восприятие воздействия тех или иных факторов, а также в периоды повышенной восприимчивости и снижения сопротивляемости организма. Основные физиологические процессы необходимо знать учителю при организации физического и трудового воспитания для использования эффективных методов обучения, для определения оптимального объёма физических и психических нагрузок с целью достижения максимальных оздоровительных результатов, для профилактики детского травматизма.
|
|
|
Большое значение возрастная физиология имеет для понимания возрастных особенностей психологии ребенка. Изучение закономерностей образования механизмов высшей нервной деятельности, развития желез внутренней секреции дает возможность определить специфику осуществления психических и психофизиологических функций на разных этапах онтогенеза. Особенно важным для обучения и воспитания детей и подростков является выявление динамики развития их внимания, мышления, памяти, выдержки, силы воли, восприятия информации.
Возрастная физиология как наука широко использует методы наблюдения, естественного и лабораторного эксперимента, статистические методы и др. Естественный эксперимент является промежуточной формой между наблюдением и лабораторным экспериментом. Его проводят в обычных условиях жизнедеятельности организма, только подбирают их в зависимости от целей и задач исследования. Лабораторный эксперимент проводится в специально организованных условиях.
|
|
|
Гигиена дет.организма изучает взаимодействие организма ребенка с окружающей средой. На этой основе и разрабатываются гигиенические нормативы и требования, направленные на гармоничное развитие и уточнение функциональных возможностей детей и подростков, рационализацию процесса обучения, проведение профилактики заболеваний.
Чувствительность и реактивность детского организма к большинству факторов окружающей среды не такие, как у взрослого человека. Поэтому для детей определяют другие, чем для взрослых гигиенические нормы, которые изменяются с возрастом в зависимости от степени морфофункциональной зрелости органов и систем. Следует учитывать также способы и уровень занятости детей, климатические условия.
Педагог должен знать анатомо-физиологические особенности организма ребенка, гигиенические рекомендации и возрастные нормативы, использовать комплексы оздоровительных мероприятий в ежедневной педагогической деятельности, т. к. от этого во многом зависит сохранение и укрепление здоровья детей и подростков.
|
|
|
Гигиена дет организма пользуется рекомендациями медицинской, педагогической, психологической и технической наук. В свою очередь, она дает для педагогов научно обоснованные гигиенические нормативы по организации учебно-воспитательного процесса, режима дня и отдыха учащихся, условий их питания. Гигиенические требования необходимо учитывать при строительстве и оборудовании школ и детских учреждений. Гигиена разрабатывает также рекомендации по ликвидации или ослаблению вредных факторов окружающей среды и оздоровление условий жизни, обучения и воспитания детей и подростков.
Как наука гигиена дет.организма развивается на базе возрастной физиологии и морфологии и поэтому эти дисциплины изучают совместно.
Охрана здоровья детей, обеспечение оптимальных условий для их роста и развития возможны при наличии у учителей соответствующих знаний по анатомии, физиологии и школьной гигиене. Кроме того, учитель должен иметь необходимые знания по педагогике и психологии. Только сочетание данных наук позволяет правильно решать вопросы охраны и укрепления здоровья школьника, гармонического развития его духовных и физических возможностей.
|
|
|
Знание детской психологии помогает учителю лучше понимать ребенка, учитывать его психическое состояние, целенаправленно влиять на отрицательные моменты в его поведении. Педагогическая психология изучает психику детей в процессе учебно-воспитательной работы с ними.
Естественнонаучной основой педагогической психологии является физиология высшей нервной деятельности. Суммирование данных этих наук позволяет судить о возрастных анатомо-физиологических и психологических особенностях детей и подростков, что помогает учителю успешно осуществлять нравственное, эстетическое, трудовое, умственное и физическое воспитание подросткового поколения.
Вопрос 2.
Клетка – структурная и функциональная единица организации животных и растительных организмов. Её основные компоненты.
Клетка – элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая система.
Клетка является элементарной, т.е. наименьшей, самостоятельной единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов. Все живые организмы состоят из клеток (исключение составляют вирусы).
Клетка является генетической единицей, так как имеет ядро, содержащее ДНК, в которой записана информация о строении и функциях клетки. При делении клетки эта информация наследуется дочерними клетками.
Клетка является структурно-функциональная биологическая система: живая клетка включает в себя подсистемы – органеллы, органеллы выполняют определенные функции и в тоже время они все вместе обеспечивают жизнедеятельность клетки.
Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: прокариоты (про – до, карион – ядро), или предъядерные и эукариоты (эу – настоящие, карион – ядро), или ядерные.
Основные компоненты прокариотической клетки: оболочка, цитоплазма. Оболочка состоит из плазмалеммы и поверхностных структур (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки).
Плазмалемма имеет толщину 7,5 нм и с наружной части образована слоем белковых молекул, под которым находятся два слоя молекул фосфолипидов, а далее располагается новый слой молекул белка. В плазмалемме имеютсяканалы, выстланные белковыми молекулами, через эти каналы осуществляется транспорт различных веществ, как в клетку, так и из нее.
Основной компонент клеточной стенки – муреин. В него могут быть встроены полисахариды, белки (антигенные свойства), липиды. Придает клетке форму, препятствует ее осмотическому набуханию и разрыву. Через поры легко проникают вода, ионы, мелкие молекулы.
Цитоплазма прокариотической клетки выполняет функцию внутренней среды клетки, в ней находятся рибосомы, мезосомы, включения и молекула ДНК.
Рибосомы – органоиды бобовидной формы, состоят из белка и РНК более мелкие (70S-рибосомы), чем у эукариот. Функция – синтез белка.
Мезосомы – система внутриклеточных мембран образующие складчатые впячивания, содержат ферменты дыхательной цепи (синтез АТФ).
Включения: липиды, гликоген, полифосфаты, белки, запасные питательные вещества
Молекула ДНК. Одна гаплоидная кольцевая двухцепочечная суперконденсированная молекула ДНК. Обеспечивает хранение, передачу генетической информации и регуляцию жизнедеятельности клетки.
Типичная клетка эукариот состоит из трех составных частей – оболочки, цитоплазмы и ядра. Основу клеточной оболочкисоставляетплазмалемма (клеточная мембрана) иуглеводно-белковая поверхностная структура.
1. Плазмалемма эукариот отличается от прокариотической меньшим содержанием белков.
2.Углеводно-белковая поверхностная структура. Животные клетки имеют небольшую белковую прослойку(гликокаликс). У растений поверхностная структура клетки –клеточная стенкасостоит из целлюлозы (клетчатки).
Функции клеточной оболочки: поддерживает форму клетки и придает механическую прочность, защищает клетку, осуществляет узнавание молекулярных сигналов, регулирует обмен веществ между клеткой и средой, осуществляет межклеточное взаимодействие.
Цитоплазма состоит изгиалоплазмы (основное вещество цитоплазмы),органоидов и включений. В гиалоплазме содержатся 3 типа органоидов:
двумембранные (митохондрии, пластиды);
одномембранные (эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы);
немембранные (клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты, рибосомы, включения).
1. Гиалоплазма представляет собой коллоидный раствор органических и неорганических соединений. Гиалоплазма способна к перемещению внутри клетки – циклозу. Основные функции гиалоплазмы: среда для нахождения органоидов и включений, среда для протекания биохимических и физиологических процессов, объединяет все структуры клетки в единое целое.
2. Митохондрии («энергетические станции клеток»). Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеютскладки – кристы. Между внешней и внутренними мембранами находится матрикс. В матриксе митохондрий содержатся молекулы ДНК, мелкие рибосомы и различные вещества.
3. Пластиды характерны для растительных клеток. Различают три вида пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
I. Хлоропласты – зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез. Хлоропласт имеет двухмембранную оболочку. Тело хлоропласта состоит из бесцветногобелково-липидного стромы, пронизанной системой плоских мешочков (тилакоидов) образованных внутренней мембраной.Тилакоиды образуютграны. В строме содержатся рибосомы, крахмальные зерна, молекулы ДНК.
II. Хромопласты придают разным органам растения окраску.
III. Лейкопласты запасают питательные вещества. Из лейкопластов возможно образование хромопластов и хлоропластов.
4. Эндоплазматическая сеть представляет собой разветвленную систему трубочек, каналов и полостей. Различаютнегранулярную (гладкую) и гранулярную (шероховатую) ЭПС. На негранулярной ЭПС находятся ферменты жирового и углеводного обмена (происходит синтез жиров и углеводов). Награнулярной ЭПС располагаются рибосомы, осуществляющие биосинтез белка. Функции ЭПС: механическая и формообразующая функции; транспортная; концентрация и выделение.
5. Аппарат Гольджи состоит из плоских мембранных мешочков и пузырьков. В животных клетках аппарат Гольджи выполняет секреторную функцию. В растительных он является центром синтеза полисахаридов.
6. Вакуоли заполнены клеточным соком растений. Функции вакуолей: запасание питательных веществ и воды, поддержаниетургорного давления в клетке.
7. Лизосомы – мелкие органоиды сферической формы, образованы мембраной, внутри которой содержатся ферменты, гидролизующие белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры.
8. Клеточный центр. Функцией клеточного центра является управление процессом деления клеток.
9. Микротрубочки и микрофиламенты в совокупности формируют клеточный скелет животных клеток.
10. Рибосомы эукариот более крупные (80S).
11. Включения – запасные вещества, ивыделения – только в растительных клетках.
Ядро – важнейшая часть эукариотической клетки. Оно состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы, ядрышек, хроматина.
1. Ядерная оболочка по строению аналогична клеточной мембране, содержит поры. Ядерная оболочка защищает генетический аппарат от воздействия веществ цитоплазмы. Осуществляет контроль за транспортом веществ.
2. Кариоплазма представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, углеводы, соли, другие органические и неорганические вещества. В кариоплазме содержатся все нуклеиновые кислоты: практически весь запас ДНК, информационные, транспортные и рибосомальные РНК.
3. Ядрышко – сферическое образование, содержит различные белки, нуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Функция ядрышек – синтез зародышей рибосом.
4. Хроматин (хромосомы). В стационарном состоянии (время между делениями) ДНК равномерно распределены в кариоплазме в виде хроматина. При делении хроматин преобразуется в хромосомы.
Функции ядра: в ядре сосредоточена информация о наследственных признаках организма (информативная функция); хромосомы передают признаки организма от родителей к потомкам (функция наследования); ядро согласует и регулирует процессы в клетке (функция регуляции).
Вопрос 3.
Наследственный аппарат клетки
1. Нуклеиновые кислоты – органические вещества, продукт реакции поликонденсации нуклеотидов. Нуклеотиды состоят из остатка фосфорной кислоты, пентозы, азотистого основания. Выделяют два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), которые различаются рядом признаков и свойств (табл. 1).
Важность выполняемых функций ДНК и РНК обусловлены особенностью строения молекул. Выяснить структуру ДНК удалось в 1953 году английским ученым Д. Уотсону и Ф. Крику. Они показали, что ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных в спираль вправо, обе цепи свиты вместе, образуя двойную спираль. Прочность молекуле ДНК придает взаимодействие с белками, образующими комплекс нуклеиновой кислоты и белка – нуклеопротеид.
Таблица 1
Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот
| Признак | ДНК | РНК |
| Топография в ядре | Хроматиновые структуры, частично – ядрышко (ядрышковый хроматин) | Ядрышко, нуклеоплазма |
| Топография в цитоплазме | Митохондрии, пластиды, плазмиды | Рибосомы, гранулярная ЭПС,митохондрии, пластиды, гиалоплазма |
| Пентоза | Дезоксирибоза | Рибоза |
| Азотистое основание | Аденин, гуанин, цитозин, тимин | Аденин, гуанин, цитозин, урацил |
| Структура макромолекулы | Двойная правозакрученная спираль | Более сложная и разнообразная |
| Способность к самоудвоению | Обладает | Обладает (у РНК-содержащих вирусов) |
| Химическая стабильность | Высокая | Сравнительно низкая |
| Функции | Хранение и передача наследственной информации; управление процессами жизнедеятельности в клетке | РНК (генетическая функция у РНК-содержащих вирусов); иРНК – перенос информации от структурных генов к белкам; рРНК – структурная функция; тРНК – связывание аминокислот, их транспорт к рибосомам; мяРНК – участие в подготовке иРНК к синтезу белка |
Молекула РНК состоит из одной цепи и имеет небольшие размеры. Существует четыре основных вида РНК: информационная РНК (иРНК), рибосомная РНК (рРНК), транспортная РНК (тРНК), малая ядерная РНК (мяРНК).
Хромосомы
В клеточных организмах ДНК содержится в специальных нуклеопротеидных комплексах – хромосомах. В состоянииделения ядерные кислоты образуют особые органоиды – хромосомы, ядерное вещество становится хроматиновым (способным к окрашиванию).
Бактериальная хромосома содержит молекулу ДНК, свёрнутую в кольцо. Эти кольца сверхспирализированы: двойная спираль, прежде чем её концы были соединены, была частично раскручена. Такой эффект позволяет молекуле разместиться более компактно. Хромосомы эукариот представляют собой линейную молекулу ДНК. Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы – гистоны, располагающиеся вдоль ДНК через определённые интервалы.
Хромосомы имеют определенную форму: палочкообразную, разноплечную и равноплечную. Тело хромосомы состоит из центромеры (центральной перетяжки) и двух плеч. У палочкообразных хромосом одно плечо очень большое, а второе – маленькое.
Число хромосом и их форма для каждого вида строго одинаково и является систематическим признаком. Известно, что в многоклеточных организмах различают два типа клеток по количеству хромосом – соматические (клетки тела) и половыеклетки (гаметы). Число хромосом в соматических клетках в два раза больше, чем в половых клетках, такой набор хромосом называют диплоидным (двойным) «2n», а количество хромосом в гаметах – гаплоидным (одинарным) «n». В соматических клетках содержится 2nхромосом, а в гаметах – n хромосом. Например, в соматических клетках тела человека содержится 46 хромосом, т.е. 23 пары. Половые клетки человека (яйцеклетки и сперматозоиды) содержат 23 хромосомы.
Парные (гомологичные) хромосомы имеют одинаковую форму и выполняют одинаковые функции: они несут информацию об одинаковых типах признаков. Такие хромосомы называют также аллельными. Хромосомы, принадлежащие к разным парам гомологичных хромосом, называются неаллельными.
Хромосомы состоят из генов. Ген – участок молекулы ДНК, в котором содержится информация о структуре одной.
Хромосомы выполняют в клетке следующие функции:
1) хромосомы содержат наследственную информацию о признаках, присущих данному организму;
2) через хромосомы осуществляется передача наследственной информации потомству.
Митоз
Все клетки появляются путём деления родительских клеток. В зависимости от механизма распределения хромосом по дочерним клеткам различают несколько типов деления клеток: митоз, мейоз, амитоз, эндомитоз. Большинству клеток свойственен клеточный цикл, состоящий из двух основных стадий: интерфазы и митоза. Интерфаза – период между делениями (митозами), состоит из трех этапов (пресинтетического, синтетического и постсинтетического). В течение 4-8 часов после деления клетка увеличивает свою массу. Некоторые клетки (нервные клетки мозга) навсегда остаются в этой стадии – никогда не делятся. У других же в течение 6-9 часов удваивается хромосомная ДНК (синтез ДНК – основной процесс синтетического периода). Когда масса клетки увеличивается в два раза, начинается митоз.
Митоз – (от греч. mitos – нить), способ деления ядер клеток, обеспечивающий равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками. Митоз (непрямое деление) – основной способ деления соматических клеток эукариот. В типичной животной клетке митоз включает 4 этапа: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
В профазу центриоли удваиваются и расходятся к полюсам клетки. Ядерная мембрана разрушается. Микротрубочки выстраиваются от одной центриоли к другой, образуя веретено деления. Концевые части хромосом разъединяются, но всё ещё остаются попарно сцепленными в области первичной перетяжки (центромеры).
В метафазе хромосомы, за счет нитей веретена деления, выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. Центромеры, удерживающие дочерние хромосомы, делятся, после чего хромосомы полностью разъединяются.
В стадии анафазы хромосомы перемещаются к полюсам клетки. Когда хромосомы достигают полюсов, начинается телофаза. Клетка делится надвое в экваториальной плоскости, нити веретена разрушаются, вокруг хромосом формируются ядерные мембраны. Каждая дочерняя клетка получает диплоидный набор хромосом, полностью идентичный по составу генов материнскому.
За счет митоза в многоклеточных организмах осуществляется рост и развитие. У одноклеточных организмов осуществляется деление надвое.
4. Мейоз (от греч. meiosis – уменьшение), способ деления клетки, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в дочерних клетках, образуются половые клетки. В ходе мейоза одна диплоидная клетка после двух последовательных делений дает начало 4 гаплоидным половым клеткам. При слиянии мужских и женских половых клеток диплоидный набор хромосом восстанавливается.
Мужские половые клетки имеют примерно одинаковые размеры, то при образовании яйцеклеток распределение цитоплазмы происходит очень неравномерно: одна клетка остаётся крупной, а три остальных малы и служат для удаления избыточного генетического материала из яйцеклетки.
Биологическая сущность мейоза заключается в уменьшении числа хромосом в два раза и образовании гаплоидных гамет (то есть гамет, имеющих по одному набору хромосом). Механизм мейоза обеспечивает новые комбинации родительских генов – поддерживает генетическое разнообразие внутри вида.
Вопрос 4
Ткани, их классификация и краткая характеристика
Совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям, называют тканью. В организме человека выделяют 4 основных группы тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную, нервную.
Эпителиальная ткань (эпителий) образует слой клеток, из которых состоят покровы тела и слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей организма и некоторые железы. Через эпителиальную ткань происходит обмен веществ между организмом и окружающей средой. В эпителиальной ткани клетки очень близко прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало.
Таким образом создается препятствие для проникновения микробов, вредных веществ и надежная защита лежащих под эпителием тканей. В связи с тем, что эпителий постоянно подвергается разнообразным внешним воздействиям, его клетки погибают в больших количествах и заменяются новыми. Смена клеток происходит благодаря способности эпителиальных клеток и быстрому размножению.
Различают несколько видов эпителия – кожный, кишечный, дыхательный.
К производным кожного эпителия относятся ногти и волосы. Кишечный эпителий односложный. Он образует и железы. Это, например, поджелудочная железа, печень, слюнные, потовые железы и др. Выделяемые железами ферменты расщепляют питательные вещества. Продукты расщепления питательных веществ всасываются кишечным эпителием и попадают в кровеносные сосуды. Дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием. Его клетки имеют обращенные кнаружи подвижные реснички. С их помощью удаляются из организма попавшие с воздухом твердые частицы.
Соединительная ткань. Особенность соединительной ткани – это сильное развитие межклеточного вещества.
Основными функциями соединительной ткани являются питательная и опорная. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани. Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного вещества и плавающих в нем клеток крови. Эти ткани обеспечивают связь между организмами, перенося различные газы и вещества. Волокнистая и соединительная ткань состоит из клеток, связанных друг с другом межклеточным веществом в виде волокон. Волокна могут лежать плотно и рыхло. Волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах. На рыхлую соединительную ткань похожа и жировая ткань. Она богата клетками, которые наполнены жиром.
В хрящевой ткани клетки крупные, межклеточное вещество упругое, плотное, содержит эластические и другие волокна. Хрящевой ткани много в суставах, между телами позвонков.
Костная ткань состоит из костных пластинок, внутри которых лежат клетки. Клетки соединены друг с другом многочисленными тонкими отростками. Костная ткань отличается твердостью.
Мышечная ткань. Эта ткань образована мышечными волокнами. В их цитоплазме находятся тончайшие нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань.
Поперечно-полосатой ткань называется потому, что ее волокна имеют поперечную исчерченность, представляющую собой чередование светлых и темных участков. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды). Поперечно-полосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10–12 см. Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченность. Однако, в отличие от скелетной мышцы, здесь есть специальные участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы. Сокращение мышц имеет огромное значение. Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение тела в пространстве и перемещение одних частей по отношению к другим. За счет гладких мышц происходит сокращение внутренних органов и изменение диаметра кровеносных сосудов.
Нервная ткань. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка – нейрон.
Нейрон состоит из тела и отростков. Тело нейрона может быть различной формы – овальной, звездчатой, многоугольной. Нейрон имеет одно ядро, располагающееся, как правило, в центре клетки. Большинство нейронов имеют короткие, толстые, сильно ветвящиеся вблизи тела отростки и длинные (до 1,5 м), и тонкие, и ветвящиеся только на самом конце отростки. Длинные отростки нервных клеток образуют нервные волокна. Основными свойствами нейрона является способность возбуждаться и способность проводить это возбуждение по нервным волокнам. В нервной ткани эти свойства особенно хорошо выражены, хотя характерны так же для мышц и желез. Возбуждение предается по нейрону и может передаваться связанным с ним другим нейронам или мышце, вызывая ее сокращение. Значение нервной ткани, образующей нервную систему, огромно. Нервная ткань не только входит в состав организма как его часть, но и обеспечивает объединение функций всех остальных частей организма.
Вопрос 5
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1687; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!