Задание А
1 Роль белков в жизни клетки
2 Качественный и количественный состав липидов мембраны
3 Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум
4 Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ в энергетическом обмене
5 Строение и движение ресничек
6 ДНК хроматина. Эухроматин и гетерохроматин
7 Апоптоз. Биологическое значение
Задание Б
Задание В
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Задание А
1 Роль белков в жизни клетки
Ферментативная функция. Многочисленные протекающие в клетках живых организмов биохимические реакции осуществляются при высоких температурах и с нейтральным значением рН. В таких условиях скорость их прохождения слишком мала, поэтому нужны специализированные катализаторы, называемые ферментами. Все их разнообразие объединено в 6 классов, которые различаются по специфичности действия. Ферменты синтезируются на рибосомах в клетках. Без ферментов невозможна регуляторная функция белков. Они обладают высокой избирательностью действия. Их активность может регулироваться ингибиторами и активаторами. Кроме того, ферменты обычно проявляют специфичность по отношению к субстратам. Также ферментативная активность зависит от условий в организме и в клетках в частности. На их протекание влияет давление, кислая рН, температура, ионная сила раствора, то есть концентрация солей в цитоплазме.
Транспортная функция. В клетку должны постоянно поступать необходимые организму минеральные и органические вещества. Они нужны как строительные материалы и источники энергии в клетках. Но механизм их поступления достаточно сложен. Клеточные оболочки состоят не только из
2 Качественный и количественный состав липидов мембраны
Основу мембраны составляет двойной липидный слой, в формировании которого участвуют фосфолипиды и гликолипиды. Липидный бислой образован двумя рядами липидов, гидрофобные радикалы которых спрятаны внутрь, а гидрофильные группы обращены наружу и контактируют с водной средой. Белковые молекулы как бы «растворены» в липидном бислое
Мембранные липиды – амфифильные (амфипатические) молекулы, т.е. в молекуле есть как гидрофильные группы (полярные «головки»), так и алифатические радикалы (гидрофобные «хвосты»), самопроизвольно формирующие бислой. В большинстве эукариотических клеток они составляют около 30-70% массы мембраны. В мембранах присутствуют липиды трёх главных типов – фосфолипиды, гликолипиды и холестерол (холестерин).
Липидный состав мембран различен, содержание того или другого липида, по-видимому, определяется разнообразием функций, выполняемых этими липидами в мембранах.
Фосфолипиды. Все фосфолипиды можно разделить на 2 группы – глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды. Глицерофосфолипиды относят к производным фосфатидной кислоты. Наиболее распространённые глицерофос-фолипиды мембран – фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины. В мембранах эукариотических клеток обнаружено
3 Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум
Гладкий эндоплазматический ретикулум – система анастомозирующих мембранных каналов, пузырьков и трубочек – не содержит рибофоринов и по этой причине не связан с рибосомами.
Функции гладкой эндоплазматической сети многообразны: синтез липидов и стероидных гормонов, детоксикация и депонирование ионов кальция.
– Детоксикация. Одной из наиболее важныхфункцией гладкого ЭР является детоксикация (при помощи оксидаз гепатоцитов) как продуктов клеточного метаболизма, так и поступающих извне веществ, в том числе этанола и барбитуратов. С участием гладкого ЭР вещества конвертируются в водорастворимые соединения, что способствует их выведению из организма. Для эффективной детоксикации гладкий ЭР в течение нескольких дней может удвоить общую площадь своей поверхности.
– Синтез стероидных гормонов. В стероидпродуцирующих клетках (кора надпочечников, половые железы) гладкий ЭР служит для метаболизма стероидов и образования (при участии митохондрий) конечных форм стероидных гормонов.
4 Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ в энергетическом обмене
Энергетический обмен, или катаболизм – это совокупность биохимических реакций расщепления и окисления сложных органических веществ, обеспечивающих клетку энергией.
Все организмы получают энергию в результате окисления органических соединений. Окислением называют потерю электронов каким-либо атомом или потерю атомов водорода молекулой, а также присоединение к молекуле атомов кислорода. Реакции окисления сопровождаются выделением энергии. Особенно много энергии выделяется при окислении органических соединений, так как в их молекулах электроны находятся на высоких энергетических уровнях, а значит, обладают большим запасом энергии.
Одним из основных источников энергии для всех клеток является глюкоза. В клетках растений глюкоза образуется в процессе фотосинтеза. В клетках животных и грибов глюкоза образуется при расщеплении органических веществ, поступающих в организм вместе с пищей. Поскольку запасным питательным веществом, образующимся в ходе полимеризации молекул глюкозы в растительных клетках, является крахмал, а в клетках животных и грибов – гликоген, то эти вещества и представляют собой энергетический запас клеток. При нехватке углеводов в клетке с целью
5 Строение и движение ресничек
У многих клеток животных, вышедших из клеточного цикла, центриоли принимают участие в образовании аппарата движения – ресничек. Их две группы: кинетоцилии, характерные для специальных эпителиев (ресничные эпителии трахеи, яйцеводов) или свободно плавающих клеток (сперматозоиды, простейшие), и так называемые первичные реснички, встречающиеся во многих клетках, не обладающих способностью к движению.
Строение кинетоцилей – подвижных ресничек и жгутиков. В световом микроскопе эти структуры видны как тонкие выросты клетки, в их основании в цитоплазме видны хорошо красящиеся мелкие гранулы – базальные тельца, аналоги центриолей. Клетки, имеющие реснички или жгутики, обладают способностью двигаться, будучи в свободном состоянии, или же перемещать жидкости в случае, если клетки неподвижны. Свободноживущие одноклеточные организмы, снабженные одним или несколькими жгутиками, обычно движутся тем концом вперед, который несет жгутики. Иной способ движения можно видеть у спермиев некоторых животных: жгутик, располагаясь сзади, толкает тело клетки вперед. Скорость движения клеток за счет работы жгутиков может достигать очень большой величины (до 5 мм / мин).
6 ДНК хроматина. Эухроматин и гетерохроматин
Хроматин – это дисперсное состояние хромосом в интерфазе клеточного ядра. В настоящее время установлено, что хроматин представляет собой ДНК (30–45 %), гистоны (30–50 %) и негистоновые белки (4–33 %) и РНК. Концентрация РНК в хроматине составляет от 0,2 до 0,5 % от содержания ДНК. Эта РНК представляет собой все известные клеточные типы РНК, находящиеся в процессе синтеза или созревания.
Эухроматин – основная часть митотических хромосом, в которой локализована большая часть функциональных генов. Эухроматин претерпевает обычный цикл компактизации-декомпактизации во время митоза.
Гетерохроматин – участки хромосом, находящиеся в конденсированном (упакованном) состоянии в течение всего клеточного
7 Апоптоз. Биологическое значение
Апоптоз – это генетически запрограммированное самоубийство клетки. Данный процесс может происходить в различных ситуациях, прежде всего в процессе эмбрионального развития либо в случаях серьёзных повреждений генетического материала при воздействии на клетки специфических сигналов, побуждающих их к самоуничтожению.
Смерть живой клетки может произойти двумя путями – апоптоза или некроза. Хотя конечный результат обоих процессов для клетки одинаков, в их протекании наблюдаются существенные различия. Некроз – это спонтанное, неконтролируемое омертвение клеток и тканей под воздействием неблагоприятных механических, физических или химических факторов, а вот апоптотическая гибель клетки является следствием активации ряда белковых соединений, транскрипционных и генных факторов.
Важным различием между некрозом и апоптозом является и тот факт, что при некрозе происходит совершенно беспорядочная фрагментация ДНК, за которой следует её необратимый структурно-функциональный распад и выброс содержимого омертвевшей клетки наружу. Частицы мёртвых клеток вылавливаются специализированными клетками иммунной системы, и эта защитная реакция организма сопровождается острым воспалительным
Задание Б
Синцитий – соединение многих клеток в одно общее образование различной величины и формы. Сюда относят как соединение соседних клеток протоплазменными анастомозами различной ширины (синдесмий), так и слияние их в одну общую многоядерную массу (синцитиальная масса, плазмодий). Синцитий возникает или путем уничтожения границ между отдельными клетками или в результате клеточного деления, не доходящего до конца. Термин «синцитий» был впервые введен Геккелем в 1872 году в применении к эктодерме губок. Еще раньше в 1859 году де Бари предложил для обозначения протоплазменных масс миксомицетов, возникающих от слияния амебоидных клеток, термин плазмодий. Позднее в 1880 году ботаник Ганштейн ввел термин симпласт, обозначавший многоядерные образования, соответствующие многим клеткам. Все эти термины стали применяться в гистологии разными авторами в самом различном значении, что вызвало необходимость их разграничения и более точного определения.
Поляризационная микроскопия – эффективный метод исследования структуры и свойств цитологических и гистологических препаратов. Известно, что многие биологические объекты являются анизотропными. Поэтому поляризационные методы позволяют оперативно и просто обнаружить оптически неоднородные объекты и диагностировать заболевание. Поляризационный метод применяется в диагностике
Задание В
1) Ответ b
Пояснение: В основе этих методов лежит микроскопическое исследование тканей и специфическое выявление в них искомых веществ, основанное на обработке срезов маркированными специфическими антителами к выявляемому веществу, которое в данной ситуации служит антигеном.
2) Ответы d и e.
1 Альбертс, Б. Молекулярная биология клетки / Б. Альбертс, Д. Брей, Д. Льюис - М.: Мир, 1994. - 2 изд. - Т. 1-5.
2 Белоусов Л.В. Введение в общую эмбриологию/ Л.В. Белоусов. - М.: Изд- во Моск. ун-та, 1980.
3 Быков В.Л. Цитология и общая гистология/. - СПб: Sotis, 1998.
4 Гилберт, С. Биология развития / С. Гилберт. - М.: Мир, 1993. – Т. 1.
5 Гистология, цитология и эмбриология./ Под ред. Я.Р. Мацюка. - Гродно, 2003.
6 Гистология, цитология и эмбриология / Под ред. С.М. Зиматкина. - Мн.: Вышэйшая школа, 2012.
7 Заварзин, А.А. Основы общей цитологии / А.А. Заварзин, А.Д. Харазова. - Л.: Изд-во Ленинградск. Ун-та, 1982. - 240 с.
8 Зенгбуш, П. Молекулярная и клеточная биология/ П. Зенгбуш. - М.: Мир, 1982.- Т. 1-3.
9 Кузнецов, С.Л. Гистология, цитология и эмбриология / С.Л. Кузнецов, Н.Н. Мушкамбаров Н. – М.: МИА, изд-е 2, исправленное и дополненное, 2012.
10 Ченцов, Ю.Г. Общая цитология/ Ю.Г. Ченцов. - М.: Изд-во Московск. ун- та, 1994.