Клеточная теория, история и современное состояние, ее назначение для биологии и медицины. Прокариотические и эукариотические клетки.
Билет № 1
2. Первый и второй законы Менделя. Закон «чистоты гамет». Менделирующие признаки человека. Примеры. Аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный типы наследования.
3. Саркодовые – на примере дизентерийной амебы. Морфология, цикл развития, лабораторная диагностика, профилактика.
Ответы:
1. Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839).
Основные положения:
1. Клетка является общим структурным элементом животных и растений. Этот элемент – единица строения организмов.
2. Существует универсальный путь развития всех организмов, он заключается в клеткообразовании. Принципы клеткообразования являются основой клеточной теории.
3. Клетки растений и животных гомологичны по своему строения и происхождению.
4. Клетки являются неким индивидуумом, элементарной биологической единицей.
Современное состояние клеточной теории:
1. Клетка – элементарная единица всех существующих биосистем.
2. Клетки возникают из клеток путем митоза, т. о. митоз есть универсальный способ клеткообразования у всех организмов на земле.
3. Все клетки у всех имеющихся в природе организмов являются гомологичными образованиями, т. к. для них характерен единый план строения и путь образования.
4. Важным доказательством гомологичности клеток является принципиальное сходство в них метаболических, энергетических процессов, а также информационной взаимодействие, в частности и генетического кода. Генетический код универсален.
5. Клетка является важным этапом в развитии биологических систем из небиологических компонентов, от неживого к живому.
6. Клетки обладают важным свойством – способностью к многоклеточности, что служит основой для возникновения организменного уровня организации.
7. В процессе фило- и онтогенеза клетки гомологичны, но постепенно перестают быть аналогичными, следствием чего является дифференциация и специализация клеток.
8. Дифференциация и специализация клеточных структур это один из основных механизмов индивидуального развития биосистем, в т. ч. организма.
9. Несмотря на дифференциацию и специализацию клеток многоклеточный организм представляет собой сложноорганизованную интегрированную систему, состоящую из функционирующих и взаимодействующих между собой клеток.
10. Организм не представляет собой простую сумму клеток, а их единство в целом. Свойства организма не объясняются свойствами составляющих его клеток.
11. В жизнедеятельности клеток принимают участие ядро и цитоплазма. Но в жизни клеток очень важная роль принадлежит компартментации ее содержимого.
12. Разнокачественные клетки в организме образуют структурно-функциональные единицы органов и тканей, выполняющих органные и тканевые функции.
13. В генетическом аппарате клетки находятся единицы наследственности (гены).
14. Существование в природе вирусов подтверждают универсальность клеточного строения организма, т. к. вирусы неспособны к самостоятельному функционированию, они ведут паразитический образ жизни.
15. Изучение общей ультраструктурной организации клеток и ее процессов, а также закономерностей клеткообразования, взаимодействия между клетками, клеточного гомеостаза существенно укрепило значение клеточной теории.
Выделяют прокариотический и эукариотический типы клеточной организации.
Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры, отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков – гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). Различия прокариотических и эукариотических клеток по наличию гистонов указывают на разные механизмы регуляции функции генетического материала. В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр. Время, необходимое для образования двух дочерних клеток из материнской (время генерации), сравнительно мало и исчисляется десятками минут. К прокариотическому типу клеток относятся бактерии и синезеленые водоросли.
Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами. Особенностью организмов простейших является то, что они (исключая колониальные формы) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом — полноценной особи. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.
2. Закон единообразия гибридов первого поколения. При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки.
Закон расщепления. При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, с образованием двух фенотипических групп (доминантной и рецессивной), расщепление по генотипу 1:2:1.
Закон «чистоты гамет». При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из аллельной пары. Чистота гамет обеспечивается независимым расхождением хромосом в делении мейоза.
Ввиду того, что развитие признака у особи зависит в первую очередь от взаимодействия аллельных генов, разные его варианты, определяемые разными аллелями соответствующего гена, могут наследоваться по аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному типу, если имеет место доминирование. При доминировании признака потомки от скрещивания двух гомозиготных родителей, различающихся по доминантному и рецессивному вариантам данного признака, одинаковы и похожи на одного из них – закон единообразия F1. Расщепление по фенотипу в F2 в отношении 3:1 в действительности имеет место лишь при доминировании одного аллеля над другим, когда гетерозиготы фенотипически сходны с доминантными гомозиготами – закон расщепления в F2.
Наследование рецессивного варианта признака характеризуется тем что он не проявляется у гибридов F1, а в F2 проявляется у четверти потомков.
3. Дизентерийная амеба Entamoeba histolytica (кл. Саркодовые) - возбудитель амебиаза. Амебиаз встречается повсеместно, но чаще в зонах с влажным жарким климатом. Мелкая вегетативная форма обитает в просвете кишки. Размеры ее 8—20 мкм. Крупная вегетативная форма также обитает в просвете кишки в гнойном содержимом язв кишечной стенки. Ее размеры — до 45 мкм. Цитоплазма четко разделена на прозрачную, стекловидную эктоплазму и зернистую эндоплазму. В ней расположены ядро с характерной темно окрашенной кариосомой и эритроциты, которыми она питается. В глубине пораженных тканей располагается тканевая форма. Она мельче крупной вегетативной формы и не имеет в цитоплазме эритроцитов. Цисты обнаруживаются в фекалиях хронически больных и паразитоносителей, у которых заболевание проходит бессимптомно. Цисты имеют округлую форму диаметром 8—15 мкм и от одного до четырех ядер в виде колечек.
При амебиазе возможно образование абсцессов в печени, легких и других органах. В остром периоде заболевания у больного в фекалиях обнаруживаются не только цисты, но и трофозоиты. Возможно хроническое цистоносительство.
Диагноз ставится на основе обнаружения в фекалиях трофозоитов с заглоченными эритроцитами. Больной проходит обследование на реакцию Вассермана, кровь на сифилис, ВИЧ, гепатит, мазок из зева на стрептококк, дифтерию, кал на цисты простейших, яйца гельминтов, трихомонады, гонорею, флюорография, дерматолог (вшивость, чесотка, блошивость).
Профилактика: личная – соблюдение правил гигиены питания, общественная – санитарное благоустройство туалетов, предприятий общественного питания.
Билет № 2
1. Клетка – основная форма организации живой материи. Основные компоненты эукариотической клетки: наружная мембрана, цитоплазма, ядро, органоиды включения.