Чебишів посібник з біології. Рівні організації живої матерії

Назва:Біологія
Чебишев Н.В.
Рік видання: 2005
Розмір: 13.71 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська

У книзі, що розглядається, викладені основні розділи біології, в яких представлені питання молекулярно-генетичного, клітинного, організмового, популяційно-видового, біоценотичного, біосферного рівня організації живого. Велика кількість ілюстративного матеріалу дозволяє краще освоювати матеріал, що вивчається. Для студентів-медиків.

Назва:Медична паразитологія та паразитарні хвороби
Ходжаян А.Б., Козлов С.С., Голубєва М.В.
Рік видання: 2014
Розмір: 9.21 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:Книга "Медична паразитологія та паразитарні хвороби" під ред., Ходжаяна А.Б., та співавт., розглядає основні матеріали, що характеризують паразитарні хвороби та їх збудників. Викладено класифікацію... Завантажити книгу безкоштовно

Назва:Біомембрани: Молекулярна структура та функції
Генніс Р.
Рік видання: 1997
Розмір: 4.4 МБ
Формат: djvu
Мова:Українська
Опис:Книга "Біомембрани: Молекулярна структура та функції" під ред., Генніса Р., розглядає гістологію, фізіологію та біохімію мембран клітин. Описано будову мембрани, її основні особливості у різно... Завантажити книгу безкоштовно

Назва:Загальна біологія
Макєєв В.А.
Рік видання: 1997
Розмір: 1.7 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:У книзі Макєєва В.А. "Загальна біологія" викладено основні розділи біології, в яких представлені питання молекулярно-генетичного, клітинного, організменного, популяційно-видового, бі... Скачати книгу безкоштовно

Назва:Медична паразитологія
Геніс Д.Є.
Рік видання: 1991
Розмір: 3.87 МБ
Формат: djvu
Мова:Українська
Опис:У практичному посібнику "Медична паразитологія" за ред., Геніса Д.Є., розглядаються питання практичної паразитології: висвітлюють представників паразитів з докладним описом їх характеристик і... Скачати книгу безкоштовно

Назва:Посібник з медичної паразитології
Алімходжаєва П.Р., Журавльова Р.А.
Рік видання: 2004
Розмір: 24.17 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:У навчальному посібнику "Посібник з медичної паразитології" під ред., Алімходжаєва П.Р., та співавт., розглядаються питання практичної паразитології: висвітлюють представників паразитів з докладним оп... Завантажити книгу безкоштовно

Назва:Медична паразитологія
Мяндіна Г.І., Тарасенко Є.В,
Рік видання: 2013
Розмір: 26.62 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:У навчальному посібнику "Медична паразитологія" під ред., Мяндіна Г.І., та співавт., розглядаються питання практичної паразитології: висвітлюють представників паразитів з докладним описом їх характери... Скачати книгу безкоштовно

Назва:Медична паразитологія
Чебишев Н.В.
Рік видання: 2012
Розмір: 13.19 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:Книга "Медична паразитологія" за ред., Чебишева Н.В., розглядає основні матеріали протозоології. Описано морфологічні особливості будови представників найпростіших, членистоногих. а так... Завантажити книгу безкоштовно

Назва:Основи медичної паразитології
Бажора Ю.І.
Рік видання: 2001
Розмір: 3.37 МБ
Формат: pdf
Мова:Українська
Опис:Практичне керівництво "Основи медичної паразитології" під ред., Бажори Ю.І., розглядаються базові питання паразитології.

Тема: Предмет та завдання загальної біології.

Розмаїття живого світу.рівні організації живої матерії. Основні характеристики живого.

Технологічна карта

Цілі вивчення теми:

Освітні:

показати актуальність біологічних знань, розглянути методи науки, виявити значення загальної біології та її місце у системі біологічних знань;

розкрити сутність життя, відмінність живого від неживого;

виділити рівні організації живого, показавши їх тісний взаємозв'язок.

Розвиваючі:

розвивати у студентів навички самостійної роботи з навчальною літературою;

сприяти пробудженню інтересу до дисципліни, що вивчається;

розвивати вміння обирати головну думку, аналізувати, порівнювати, робити висновки

Виховні:

формування у студентів узагальнених уявлень про життя, цілісність живої природи;

патріотичне виховання з прикладу життя та діяльності вітчизняних учених, котрі займалися методами загальної біології.

Тип уроку: Вивчення нового матеріалу.

Методи: бесіда, самостійна робота, пояснення.

Міжпредметні зв'язки. Хімія.Тема "Предмет органічної хімії".

Матеріальне забезпечення.

Наочні посібники:таблиці «Будова клітина».

Роздатковий матеріал:дидактичні картки із завданнями, тести за варіантами.

Технічні кошти:комп'ютер, мультимедійні презентації, навчальні анімації.

Література основна:

Чебишев Н. В. Біологія: підручник для студентів середовищ. Проф. Навчальних закладів. М: Видавничий центр «Академія», 2005.

Каменський А. А., Криксунов Є. А. Загальна біологія. 10-11 клас. Підручник для загальноосвітніх установ.

Додаткова література:

Лернер Г.І.Загальна біологія. Поурочні тести та завдання. - М.: Акваріум, 1998.

Мягкова А.М., Калинова Г.С., Резнікова В.З.Заліки із загальної біології. - М.: Лист, 1999.

Муртазін Г.М.Завдання та вправи із загальної біології. - М.: Просвітництво, 1981.

М. М. Боднарук «Цікаві матеріали та факти із загальної біології у питаннях та відповідях». Волгоград «Вчитель» 2007р.

С. Г. Мамонтов «Біологія для школярів старших класів та вступників до вузів». Москва, "Дрофа" 2007р.

Студент повинен знати: форми існування живої матерії; Основні властивості живого.

Студент повинен вміти: пояснити основні властивості живої матерії як наслідок еволюції.

Різноманітність живого світу

Різноманітність будови та прояви живих організмів. рівні організації живої матерії. Основні властивості живого: особливості хімічного складу, обмін речовин, спадковість, мінливість, зростання та розвиток, енергозалежність, дискретність, самовідтворення, ритмічність та ін.

Внесок біологічної науки у формування наукової картини світу, загальної культури особистості, розвиток народного господарства.

Самостійна робота

робота із конспектом лекцій;

робота із додатковою літературою;

підготовка повідомлень: "Історія розвитку біології"

«Сучасні проблеми людства, що залежать від розвитку біологічних знань»

План лекції

1. Актуальність біологічних знань у світі. Місце загальної біології у системі біологічних наук.

2. Методи вивчення.

3. Поняття «життя» та властивості живого.

4. Рівні організації живого.

5. Практичне значення біології.

Актуальність біологічно знань у світі.

БІОЛОГІЯ – наука про життя у всіх її проявах та закономірностях, що управляють живою природою. Назва її виникла з поєднання двох грецьких слів: БІОС – життя, ЛОГОС – вчення. Ця наука вивчає усі живі організми.

Термін «біологія» ввів у науковий обіг французький вчений Ж. Б. Ламарк 1802 року. Предмет вивчення біології – живі організми (рослини, тварини, гриби, бактерії), їх будова, функції, розвиток, походження, стосунки із середовищем.

В органічному світі виділяють 5 царств: бактерії (дроби), рослини, тварини, гриби, віруси. Ці живі організми вивчаються відповідно до наук: бактеріологія та мікробіологія, ботаніка, зоологія, мікологія, вірусологія. Кожна з цих наук ділиться розділи. Наприклад, зоологія включає ентомологію, теріологію, орнітологію, іхтіологію та ін кожна група тварин вивчається за планом: анатомія, морфологія, гістологія, зоогеографія, етологія і т.д. Крім цих розділів можна назвати ще: біофізика, біохімія, біометрія, цитологія, гістологія, генетика, екологи, селекція, космічна біологія, генна інженерія та багато інших.

Отже, сучасна біологія – комплекс наук, вивчають живе.

Але це диференціювання призвело б науку до глухого кута, якби не було інтегруючої науки - загальної біології.Вона поєднує всі біологічні науки на теоретичному та практичному рівнях.

Що вивчає загальна біологія?

Загальна біологія вивчає закономірності життя всіх рівнях її організації, механізми біологічних процесів і явищ, шляхи розвитку органічного світу та її раціональне використання.

Що може поєднувати всі біологічні науки?

Загальна біологія грає об'єднуючу роль системі знання живої природі, оскільки у ній систематизуються раніше вивчені факти, сукупність яких дозволяє виявити основні закономірності органічного світу.

Яка мета загальної біології?

Здійснення розумного використання, охорона та відтворення природи.

Методи вивчення біології.

Основними методами біології є:

спостереження(дозволяє описати біологічні явища),

порівняння(дає можливість знайти загальні закономірності у будові, життєдіяльності різних організмів),

експеримент чи досвід(допомагає досліднику вивчити властивості біологічних об'єктів),

моделювання(імітуються багато процесів, недоступних для безпосереднього спостереження або експериментального відтворення),

історичний метод(дозволяє на основі даних про сучасний органічний світ та його минуле пізнати процеси розвитку живої природи).

Загальна біологія користується методами інших наук та комплексними методами, які дозволяють вивчати та вирішувати поставлені завдання.

ПАЛЕОНТОЛОГІЧНИЙ метод, чи морфологічний метод вивчення. Глибока внутрішня схожість організмів може показати спорідненість порівнюваних форм (гомологія, аналогія органів, рудиментарні органи та атавізми).

ПОРІВНЯЛЬНО – ЕІБРІОЛОГІЧНИЙ – виявлення зародкової подібності, роботи К. Бера, принцип рекапітуляції.

Комплексний - метод потрійного паралелізму.

БІОГЕОГРАФІЧІЙ – дозволяє проаналізувати загальний перебіг еволюційного процесу в різних масштабах (порівняння флор і фаун, особливості поширення близьких форм, вивчення реліктових форм).

ПОПУЛЯЦІЙНИЙ – дозволяє вловлювати напрями природного відбору щодо зміни розподілу значень ознаки у популяціях на різних стадіях її існування або при порівнянні різних популяцій.

ІМУНОЛОГІЧЕКІЙ – дозволяє з великим ступенем точності виявити «кровну спорідненість» різних груп.

ГЕНЕТИЧНИЙ – дозволяє визначити генетичну сумісність порівнюваних форм, отже, визначити ступінь кревності.

Немає жодного «абсолютного» чи досконалого методу. Доцільно використовувати їх у комплексі, оскільки вони взаємодоповнювані.

Поняття «життя» та властивості живого.

Що таке життя?
Одне з визначень понад сто років тому дав Ф. Енгельс: "Життя є спосіб існування білкових тіл, неодмінна умова життя - постійний обмін речовин, із припиненням якого припиняється і життя."

За сучасними уявленнями, життя - це спосіб існування відкритих колоїдних систем, що мають властивості саморегуляції, відтворення та розвитку на основі геохімічної взаємодії білків, нуклеїнових кислот інших сполук внаслідок перетворення речовин та енергії із зовнішнього середовища.

Життя виникає та протікає у вигляді високоорганізованих цілісних біологічних систем. Біосистемамиє організми, їх структурні одиниці (клітини, молекули), види, популяції, біогеоценози та біосфера.

Живі системи мають низку загальних властивостей та ознаками, які відрізняють їх від неживої природи.

1. Усі біосистеми характеризуються високою впорядкованістю, яка може підтримуватися тільки завдяки процесам, що протікають в них. До складу всіх біосистем, що лежать вище за молекулярний рівень, входять певні елементи (98% хімічного складу припадає на 4 елементи: вуглець, кисень, водень, азот, а в загальній масі речовин основну частку становить вода - не менше 70 – 85%). Упорядкованість клітини виявляється в тому, що для неї характерний певний набір клітинних компонентів, а впорядкованість біогеоценозу - у тому, що до його складу входять певні функціональні групи організмів і пов'язане з ними неживе середовище.
2. Клітинна будова: Усі живі організми мають клітинну будову, за винятком вірусів.

3. Метаболізм. Всі живі організми здатні до обміну речовин з навколишнім середовищем, поглинаючи з неї речовини, необхідні харчування та дихання, і виділяючи продукти життєдіяльності. Сенс біотичних кругообігів полягає в перетворенні молекул, що забезпечують сталість внутрішнього середовища організму і, таким чином, безперервність його функціонування в постійно мінливих умовах зовнішнього середовища (підтримка гомеостазу).
4. Репродукція, або самовідтворення, - Здатність живих систем відтворювати собі подібних. Цей процес складає всіх рівнях організації живого;
а) редуплікація ДНК – на молекулярному рівні;
б) подвоєння пластид, центріолей, мітохондрій у клітині – на субклітинному рівні;
в) розподіл клітини шляхом мітозу – на клітинному рівні;
г) підтримку сталості клітинного складу з допомогою розмноження окремих клітин - на тканинному рівні;
буд) на организменном рівні репродукція проявляється як безстатевого розмноження особин (збільшення чисельності потомства і наступність поколінь здійснюється з допомогою мітотичного поділу соматичних клітин) чи статевого (збільшення чисельності потомства і наступність поколінь забезпечуються статевими клітинами - гаметами).
5. Спадковістьполягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості та особливості розвитку з покоління в покоління. .
6. Мінливість- це здатність організмів набувати нових ознак і властивостей; у її основі лежать зміни біологічних матриць - молекул ДНК.
7. Зростання та розвиток. Зростання - процес, в результаті якого відбувається зміна розмірів організму (за рахунок зростання та поділу клітин). Розвиток - процес, у результаті якого відбувається якісно зміна організму. Під розвитком живої природи - еволюції розуміють незворотну, спрямовану, закономірну зміну об'єктів живої природи, що супроводжується придбанням адаптації (пристосувань), виникненням нових видів та вимиранням раніше існуючих форм. Розвиток живої форми існування матерії представлено індивідуальним розвитком, або онтогенезом, та історичним розвитком, або філогенезом.
8. Пристосованість. Це відповідність між особливостями біосистем та властивостями середовища, з яким вони взаємодіють. Пристосованість не може бути досягнута раз і назавжди, оскільки середовище постійно змінюється (у тому числі завдяки впливу біосистем та їх еволюції). Тому всі живі системи здатні відповідати зміни середовища і виробляти пристосування до багатьох із них. Довгострокові пристрої біосистем здійснюються завдяки їх еволюції. Короткострокові пристрої клітин і організмів забезпечуються завдяки їх дратівливості.
9 . Подразливість. Здатність живих організмів вибірково реагувати на зовнішні чи внутрішні дії. Реакція багатоклітинних тварин на роздратування здійснюється за допомогою нервової системи і називається рефлексом. Організми, які мають нервової системи, позбавлені і рефлексів. У таких організмів реакція на подразнення здійснюється у різних формах:
а) такси - це спрямовані рухи організму у бік подразника (позитивний таксис) або від нього (негативний). Наприклад, фототаксис - це рух у напрямку світла. Розрізняють також хемотаксис, термотаксис та ін;
б) тропізми - спрямоване зростання частин рослинного організму по відношенню до подразника (геотропізм - зростання кореневої системи рослини у напрямку до центру планети; геліотропізм - зростання втечної системи у напрямку до Сонця, проти сили тяжіння);
в) настії - рухи частин рослина по відношенню до подразника (рух листя протягом світлового дня в залежності від положення Сонця на небосхилі або, наприклад, розкриття та закриття віночка квітки).
10 . Дискретність (розподіл на частини). Окремий організм чи інша біологічна система (вид, биоценоз ін.) складається з окремих ізольованих, т. е. відокремлених чи відмежованих у просторі, але, тим щонайменше, пов'язаних і взаємодіючих між собою частин, що утворюють структурно-функціональне єдність. Клітини складаються з окремих органоїдів, тканини – з клітин, органи – з тканин тощо. Ця властивість дозволяє здійснити заміну частини без зупинки функціонування цілісної системи та можливість спеціалізації різних частин на неоднакових функціях.
11. Авторегуляція- здатність живих організмів, що у безперервно мінливих умовах довкілля, підтримувати сталість свого хімічного складу та інтенсивність перебігу фізіологічних процесів - гомеостаз. Саморегуляція забезпечується діяльністю регуляторних систем - нервової, ендокринної, імунної та інших. У біологічних системах надорганізмного рівня саморегуляція складає основі міжорганізмових і міжпопуляційних відносин.
12 . Ритмічність. У біології під ритмічністю розуміють періодичні зміни інтенсивності фізіологічних функцій та формотворчих процесів з різними періодами коливань (від кількох секунд до року та століття).
Ритмічність спрямована на узгодження функцій організму з навколишнім середовищем, тобто на пристосування до умов існування, що періодично змінюються.
13. Енергозалежність.Живі тіла є "відкриті" для надходження енергії системи. Під " відкритими " системами розуміють динамічні, т. е. які у стані спокою системи, стійкі лише за умови безперервного доступу до них енергії та матерії ззовні. Таким чином, живі організми існують доти, доки в них надходять енергія у вигляді їжі з навколишнього середовища.

14. Цілісність- жива матерія певним чином організована, підпорядкована низці специфічних законів, притаманних нее.

рівні організації живої матерії.

У всьому різноманітті живої природи можна назвати кілька рівнів організації живого.

Молекулярні.Будь-яка жива система, хоч би як складно вона була організована, складається з біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, а також інших важливих органічних речовин. З цього рівня починаються різноманітні процеси життєдіяльності організму: обмін речовин та перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін.

Клітинний.Клітина - структурна та функціональна одиниця, а також одиниця розвитку всіх живих організмів, що мешкають на Землі. На клітинному рівні сполучаються передача інформації та перетворення речовин та енергії.

Організмальний.Елементарною одиницею організмового рівня служить особина, яка у розвитку - від моменту зародження до припинення існування - як жива система. У цьому рівні виникають системи органів, спеціалізованих до виконання різних функций.

Популяційно-видовий.Сукупність організмів однієї й тієї ж виду, об'єднана загальним місцем проживання, у якій створюється населення - надорганізмна система. У цій системі здійснюються елементарні еволюційні перетворення – процес мікроеволгоції.

Біогеоценотичний.Біогеоценоз - сукупність організмів різних видів і різної складності організації з факторами середовища їх проживання. У процесі спільного історичного розвитку організмів різних систематичних груп утворюються динамічні, стійкі спільноти.

Біосферний.Біосфера - сукупність всіх біогеоценозів, система, що охоплює всі явища життя на планеті. На цьому рівні відбувається кругообіг речовин та перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів.

Практичне значення загальної біології.

У БІОТЕХНОЛОГІЇ – біосинтез білків, синтез антибіотиків, вітамінів, гормонів.

У СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ – селекція високопродуктивних порід тварин та сортів рослин.

У СЕЛЕКЦІЇ МІКРООРГАНІЗМІВ.

В ОХОРОНІ ПРИРОДИ – розробка та впровадження методів раціонального та дбайливого природовикористання.

Контрольні питання:

Дайте визначення "біології". Хто запропонував цей термін?

Чому сучасну біологію вважають комплексною наукою? З яких підрозділів складається сучасна біологія?

Які спеціальні науки можна виділити у біології? Дайте їхню коротку характеристику.

Які методи дослідження використовують у біології?

Наведіть визначення поняття «життя».

Чому живі організми називають відкритими системами?

Перелічіть основні властивості живого.

Чим відрізняються живі організми від неживих тіл?

Які рівні організації притаманні живої матерії?

Завдання для закріплення знань:

Конкретного визначення «життя» немає. Різні вчені дають різні визначення. Самостійно працюючи із підручником, випишіть визначення поняття «життя».

Серед названих рівнів організації живого заберіть зайве: молекулярний, організмовий, атомарний, біосферний, елементарних частинок, клітинний.

Співвіднесіть, яким рівнем організації відповідає об'єкт:

Знайди відповідності:

· Обмін речовин		Здатність до розмноження
· Самовідтворення		Здатність до розвитку
· Мінливість		Здатність передавати свої ознаки
· Еволюція		Здатність поглинати та виділяти речовини
· Спадковість		Здатність пристосовуватися до умов середовища

1. Співвіднеси властивість живої системи з конкретним прикладом:

А) зимова сплячка у ссавців;
Б) поглинання кисню при диханні та виділенні вуглекислого газу;
В) зростання гібридного міцелію під землею;
Г) сезонні міграції (перельоти) птахів.

а) здатність до обміну речовин, енергії та інформації з довкіллям;
б) здатність адаптуватися до умов середовища;
в) здатність до руху;
г) здатність до розмноження за законами спадковості та мінливості.

Проблемні питання та питання для обговорення:

Які проблеми людства залежить від рівня біологічних знань?

Як ви розумієте вирази: «прикладна біологія», «додаток біологічних знань до практичного життя»?

Чи бачите ви відмінність понять «моделювання життя» та «штучний синтез життя»?

Чим відрізняється біологічна система від об'єктів неживої природи?

Дано твердження: «Моделювання життя не можна уявляти, як конструювання людиною зі штучних полімерів та інших органічних сполук різних органел та об'єднання їх у клітину». Висловіть ваше ставлення до цього твердження, підкріпивши його знанням критеріїв живого.

Чи можна говорити про біологічну систему на молекулярному рівні організації живого?

Картки для індивідуальної роботи

Тестові завдання:

Варіант 1

Живе відрізняється від неживого:

А) складом неорганічних сполук

Б) наявністю каталізатора

В) взаємодією молекул одна з одною

Г) обмінними процесами, що забезпечують сталість структурно-функціональної організації системи

Біологічною системою називають:

А) органи живого організму

Б) кілька поряд розташованих органів

В) поєднання однакових клітин

Г) біологічно об'єкти різного ступеня складності

Метод дослідження, що дозволяє описати біологічні явища:

А) спостереження Б) порівняння

В) експеримент Г) моделювання

Головна ознака живого:

А) рух Б) збільшення маси

В) обмін речовин; Г) розпад на молекули.

Вищий рівень організації живої матерії:

А) організмовий Б) екосистемний

В) біосферний Г) популяційно – видовий

Варіант 2

Метод біологічної науки, що виявляє подібності та відмінності між організмами та їх частинами:

А) історичний Б) експериментальний

В) порівняльний Г) моделювання

Початковий рівень організації матерії, що має всі властивості живого:

А) молекулярний; Б) клітинний

В) організмовий Г) біосферний

Будова та процеси життєдіяльності в органах та системах органів рослин та тварин вивчає біологічна наука на рівні організації живої природи.

А) біоценотичному Б) популяційно-видовому

В) організмовому Г) біосферному

Відмінною ознакою живого від неживого є:

А) зміна властивостей об'єкта під впливом середовища

Б) участь у кругообігу речовин

В) відтворення собі подібних

Г) зміна розмірів об'єкта під впливом середовища

Який рівень організації живого є об'єктом вивчення цитології?

А) клітинний

Б) популяційно-видовий

В) біогеоценотичний

Г) біосферний

Домашнє завдання:

Вивчити п.1-4 та лекцію.

З наступних завдань вибрати одне за бажанням

Відповісти письмово на запитання: «Проблема» з грецького теоретичне чи практичне питання, що потребує дослідження. Чому охорона довкілля – це проблема?

Скласти презентацію з однієї з тем або тест (10 питань): «Біологія – наука про життя. Завдання та методи», «Життя. Властивості живого», «Рівні організації живого».

Підготувати повідомлення за однією з тем: «Про сутність життя (філософські аспекти)», «Роль природничих наук у формуванні сучасних уявлень про виникнення життя», «Міфологічні та релігійні уявлення про життя», «Історія розвитку біології», «Роль біологічних досліджень у сучасній медицині», «Роль видатних біологів – наших співвітчизників у розвитку біології».

Розмір: px

Починати показ зі сторінки:

Транскрипт

1 Міністерство охорони здоров'я Російської Федерації Державний бюджетний навчальний заклад вищої професійної освіти Перший Московський державний медичний університет імені І.М. Сєченова БІОЛОГІЯ ПІДРУЧНИК для студентів вищих навчальних закладів Під редакцією академіка Російської академії освіти Н.В. Чебишева рекомендовано ГБОУ ВПО Перший Московський державний медичний університет імені І.М. Сєченова як підручник для студентів освітніх установ вищої професійної освіти, які навчаються за групою спеціальностей «Охорона здоров'я та медичні науки» з дисципліни «Біологія» МЕДИЧНЕ ІНФОРМАЦІЙНЕ АГЕНЦІЯ МОСКВА 2016

2 УДК 57(075.8) ББК 28я73 Б63 Отримано позитивну рецензію Експертної ради з рецензування навчальних видань ЕСР-774 Перший МДМУ імені І.М. Автори підручника «Біологія» є співробітники кафедри біології та загальної генетики Першого Московського державного медичного університету імені І.М. Сеченова: Микола Васильович Чебишев, академік Російської академії освіти, професор, доктор медичних наук, завідувач кафедри Іза Автандилівна Беречикидзе, кандидат біологічних наук, доцент Олена Сергіївна Горожанина, кандидат біологічних наук, доцент Галина Георгіївна Гриньова, кандидат біологічних наук, доцент Олена Анатоліївна кандидат біологічних наук, доцент Марина Валеріївна Козар, кандидат біологічних наук, доцент Юлія Борисівна Лазарєва, кандидат медичних наук, доцент Світлана Миколаївна Ларіна, кандидат біологічних наук, доцент Лариса Михайлівна Романова, старший викладач Тетяна Вікторівна Сахарова, кандидат біологічних наук, доцент Алла Вікторівна , кандидат медичних наук, доцент Тетяна Вікторівна Вікторова, доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри біології Башкирського державного медичного університету Загальну редакцію книги здійснено академіком РАТ Н.В. Чебишевим Б63 Біологія: Підручник для студентів вищих навчальних закладів/За ред. акад. РАВ Н.В. Чебишева. М: ТОВ «Видавництво «Медичне інформаційне агентство», с.: іл. ISBN Підручник написаний колективом кафедри біології та загальної генетики Першого МДМУ імені І.М. Сєченова відповідно до програми з біології для студентів медичних вузів та медичних факультетів університетів, які навчаються за групою спеціальностей «Охорона здоров'я та медичні науки». Підручник складається з десяти розділів, у яких послідовно розглядаються біологічні основи життєдіяльності всіх рівнях організації живого. Під час підготовки матеріалів авторами було використано сучасні досягнення біології. Великий обсяг інформації добре систематизований, матеріал містить численні наочні таблиці, схеми, малюнки, після кожного розділу даються контрольні питання та завдання, що забезпечує швидкий та зручний пошук та допомагає при самопідготовці студентів до практичних занять та іспитів. Книжка рекомендована ГБОУ ВПО Перший МДМУ імені І.М. Сєченова як підручник для студентів освітніх установ вищої професійної освіти. Для студентів медичних, біологічних вишів, а також викладачів та науковців. УДК 57(075.8) ББК 28я73 ISBN Чебишев Н.В., колектив авторів, 2016 ГБОУ ВПО Перший МДМУ імені І.М. Сєченова МОЗ Росії, 2016 Оформлення. ТОВ «Видавництво «Медичне інформаційне агентство», 2016 р. Всі права захищені. Ніяка частина цієї книги не може бути відтворена в будь-якій формі без письмового дозволу власників авторських прав

3 Зміст Список скорочень Глава 1. Біологія Наука про життя Введення в біологію Основні властивості живих організмів Поняття систем. Системний підхід Рівні організації живого Причини виникнення структурних рівнів організації живого Розділ 2. Біологія клітини Основи цитології Методи вивчення клітини Загальна будова клітини Хімічний склад клітини Органічні речовини клітини Білки Ферменти Ліпіди Вуглеводи Нуклеїнові кислоти ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) ) Клітина елементарна одиниця живого Неклітинні форми життя. Віруси Кліткові форми життя Надцарство прокаріоти Надцарство еукаріоти Поверхневий апарат клітини Цитоплазма Кліткове ядро ​​Основні відмінності між рослинними та тваринними клітинами Обмін речовин та перетворення енергії Фотосинтез Хемосинтез Енергетичний обмін Ділення клітини Клітковий цикл Мітоз Амітоз Апоптоз Розділ 3. Розмноження організмів Способи та форми розмноження Безстатеве розмноження Статеве розмноження Гаметогенез Мейоз Первинні статеві клітини Розділ 4. Генетика Хромосоми (хроматин) Тіломірні ділянки еукаріотичних хромосом Довжина теломер і старіння у людини Хімічний склад

4 4 Зміст Рівні компактизації хроматину Гетерохроматин і еухроматин Закономірності успадкування ознак, контрольованих ядерними генами Аутосомне успадкування Аналізуюче схрещування Взаємодія генів Аллельні гени Неалельні гени Хромосомна теорія спадковості Молекулярна генетика Докази ролі нуклеїнових кислот у зберіганні та передачі генетичної інформації. Досліди Гріффіта та Евері Модель ДHK РНК Реплікація ДНК Репарація при ушкодженні ДНК Реалізація генетичної інформації Властивості генетичного коду Транскрипція Процесинг РНК Трансляція Посттрансляційні зміни білків експресії генів у прокаріотів Регуляція експресії генів у еукаріотів Рівні регуляції експресії генів у еукаріотів Мінливість та її форми Фенотипова (модифікаційна) мінливість Генотипічна мінливість Комбінативна мінливість Генні хвороби Хромосомні хвороби Хвороби зі спадковою схильністю (мультифакторіальні) Генетичні хвороби соматичних клітин Хвороби з генетичної несумісності матері та плоду Мітохондріальні хвороби Хвороби експансії тринуклеотидних повторів Методи вивчення генетики людини Генеалогічний метод

5 Зміст Близнюковий метод Цитогенетичний метод Популяційно-статистичний метод Метод генетики соматичних клітин Біохімічний метод Метод дерматогліфіки Молекулярно-генетичний метод Методи пренатальної діагностики Використання методів молекулярної біології в медицині Генна інженерія. Получение инсулина Стволовые клетки, терапевтическое клонирование, репродуктивное клонирование Принцип генной терапии Генетические основы канцерогенеза Геномика Новые направления в изучении генетики Иммуногенетика Фармакогенетика Фармакогеномика Глава 5. Индивидуальное развитие организмов онтогенез Периодизация онтогенеза Понятие онтогенеза Периоды онтогенеза Классификация яйцеклеток Значение химического состава цитоплазмы яйцеклетки Осеменение Оплодотворение Эмбриональное развитие Дробление Гаструляція Гісто- та органогенез Провізорні органи зародків хребетних Розвиток зародка людини Близнюки Порушення розвитку Екстракорпоральне запліднення Закономірності індивідуального розвитку Історія розвитку ембріології Ембріологія та генетика Етапи становлення генетики розвитку Властивості онтогенезу зародок генетичні механізми ембріонального розвитку Загальні закономірності регуляції онтогенезу Диференційна активність генів у ході розвитку Гомологія генів, що контролюють ранній розвиток Постнатальний розвиток людини Етапи розвитку організмів Старіння та смерть Регенерація Трансплантація

8 8 Зміст 8.3. Філогенез кровоносної системи хребетних Філогенез сечостатевої системи хребетних Еволюція видільної системи Зв'язок видільної та статевої систем у хребетних Розділ 9. Походження та етапи еволюція людини Походження людини Місце людини в системі тваринного світу Палеонтологічні докази походження людини Еволюція приматів еволюція (неантропи) Молекулярна антропогенетика Розселення сучасної людини по Землі Гіпотези походження рас людини Адаптивні екологічні типи людини Розмивання рас Фактори антропогенезу Глава 10. Екологія Вчення про біосферу Будівля оболонок Землі та участь у їх формуванні живих організмів екологія Поняття про екологічні фактори Дія екологічних факторів на організми Концепція факторів, що лімітують Взаємодія факторів Адаптації організмів до довкілля Структура біосфери Біоценоз, екосистема, компоненти екосистем Харчові ланцюги. Харчові рівні. Екологічні сукцесії Штучні екосистеми агроценози Біотичні фактори Внутрішньовидові біотичні фактори Концепція екологічної ніші Класифікація міжвидових взаємодій Екологія популяцій Екологічні характеристики популяцій Чисельність та щільність популяцій Динаміка чисельності популяцій. Швидкість зростання популяцій. Типи зростання популяцій Значення законів популяційної екології для стійкого функціонування біосфери та експлуатації її ресурсів людиною Взаємодія людини та біосфери Види впливу людини на біосферу та її ресурси Штучні урбоекосистеми міста Екологія людини Предмет та завдання екології людини

Департамент охорони здоров'я міста Москви Державний бюджетний професійний навчальний заклад Департаменту охорони здоров'я міста Москви «Медичний коледж 2» СХВАЛЕНИЙ ЗАТВЕРДЖУЮ Методичним

Молекулярні та цитологічні засади життєдіяльності людини Смисловий розділ 1. Молекулярно-клітинний рівень організації життя 1. Визначення біології як науки. Місце та завдання біології у підготовці

Біологія У 2 кн. За ред. В.М. Яригіна Автори: Яригін В.М., Васильєва В.І., Волков І.М., Синельщикова В.В. 5-те вид., Випр. та дод. - М: Вища школа, 2003. Кн.1-432с., Кн.2-334с. У книзі (1-й та 2-й) освітлені

ПІВРОЧНЕ ТЕМАТИЧНЕ ПЛАНУВАННЯ 10 КЛАС 21 ПІВРОЧНЕ ТЕМАТИЧНЕ ПЛАНУВАННЯ «БІОЛОГІЯ. 10 КЛАС. ПРОФІЛЬНИЙ РІВЕНЬ» Планування складено на основі програми «Біологія. 10 11 класи. Профільний

Відповідність матеріалу підручника “Біологія. Підручник для 9 класу» Державному освітньому стандарту основної загальної освіти з біології (2004) та рекомендації щодо використання ресурсів Федерального

Біологія 1. Мета та завдання дисципліни Метою освоєння дисципліни «Біологія» є: здобуття фундаментальних знань про біологічні системи (клітина, організм, популяція, вид, екосистема); історії розвитку

цитологія. Зразкові екзаменаційні питання з біології 1. Клітинна теорія. Значення для науки та медицини. 2. Хімічний склад та будова клітини. Будова та властивості біологічних мембран. Будова

Муніципальний автономний загальноосвітній заклад ліцей 28 імені Н.А. Рябова (МАОУ ліцей 28 імені М.А. Рябова) Додаток до робочої програми Календарно-тематичне планування навчального матеріалу

1 Екзаменаційні питання з біології (2016 2017 навчальний рік) Розділи «Клітка», «Організм» 1.Клітка структурна та функціональна одиниця прокаріотичних та еукаріотичних організмів. 2. Основні положення

Перелік питань для підготовки до іспиту 1. Розвиток уявлень про сутність життя. Визначення життя із позицій системного підходу. 2. Особливості багатоклітинної організації біосистем. Ієрархічні

Зміст програми За основу взято програму середньої загальної освіти з біології для базового вивчення біології в X XI класах І.Б.Агафонова, В.І.Сівоглазова (лінія Н.І.Соніна) та Стандарт середнього

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧНЕ ПЛАНУВАННЯ З ЗАГАЛЬНОЇ БІОЛОГІЇ 10 КЛАС 3 ГОДИННИКИ ТИЖДЕНЬ ПРОФІЛЬНИЙ РІВЕНЬ у термін Тема уроку Практична частина контроль ІКТ Будинок.завдання темі Регіональний компонент ВСТУП 1

2 1. ВИМОГИ ДО РІВНЯ ПІДГОТОВКИ УЧНІВ: У результаті навчання учень повинен знати / розуміти основні положення біологічних теорій (клітинна); сутність законів Г. Менделя, закономірностей мінливості.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА Робоча навчальна програма з біології складена відповідно до вимог федерального компонента державного освітнього стандарту середньої (повної) загальної освіти,

АННОТАЦІЯ РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ: «Біологія» Мета навчальної дисципліни – вимоги до результатів освоєння дисципліни. В результаті вивчення навчальної дисципліни «Біологія» учень повинен: знати/розуміти: основні

СЕРЕДНЯ ПРОФЕСІЙНА ОСВІТА С.І. КОЛІСНИКІВ ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ Допущено Міністерством освіти і науки Російської Федерації як навчальний посібник для студентів освітніх установ

Державна бюджетна освітня установа міста Севастополя «Середня загальноосвітня школа 52 імені Ф.Д.Безрукова» Робоча програма з предмету «Біології» для 9 класу на 2016/2017 навчальний

Анотація до робочої програми Робоча програма навчального курсу «Складні питання загальної біології» є складовою освітньої програми середньої загальної освіти МАОУ «Ліцей 76», складена

Робоча програма «Біологія» 9 клас. Заплановані предметні результати освоєння дисципліни: освоєння знань про живу природу та властиві їй закономірності; будову, життєдіяльність та середотворчу

Недержавний освітній заклад вищої освіти Московський технологічний інститут «ЗАТВЕРДЖУЮ» Директор коледжу Кукліна Л. В. «24» червня 2016 р. АННОТАЦІЯ РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ ДИСЦИПЛІНИ

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа середня загальноосвітня школа 3 р.о. Подільськ мкр. Климовськ СТВЕРДЖУЮ Директор МБОУ ЗОШ 3 С.Г. Пеліпака 2016 Робоча програма з біології 10

МУНІЦИПАЛЬНИЙ БЮДЖЕТНИЙ ЗАГАЛЬНООСВІТНИЙ УСТАНОВ КАЛІКІНСЬКА СЕРЕДНЯ ШКОЛА Додаток до розділу 2.1 основної освітньої програми основної загальної освіти за Федеральним компонентом державного

Календарно-тематичне планування п/п Стандарт. Роль біології у формуванні сучасної природничо картини світу. Назва розділу, теми уроку Введення в основу загальної біології. Біологія наука

1. Заплановані результати освоєння навчального предмета. В результаті вивчення предмета учні 10 класів повинні знати/розуміти: - методи пізнання живої природи, рівні організації живої матерії, критерії

Зміст робочої програми «Абітурієнт» Курс розрахований на 84 години. Під час занять слухачі курсів вирішують генетичні завдання підвищеного рівня складності, цитологічні завдання, відпрацьовують навички

Робоча програма з навчального предмета «Біологія» Пояснювальна записка Для розробки робочої програми використано програму середньої загальної освіти з біології для базового вивчення біології

З біології РОБОЧА ПРОГРАМА 10 клас Кількість годин - 68 годин Учитель Зубкова Марина Олександрівна с. Усть Іванівка 2016 рік Робоча програма з біології у 10 класі за підручником «Загальна біологія. 10

Біологія як наука. МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ Об'єкт вивчення біології жива природа. Відмітні ознаки живої природи: рівнева організація та еволюція. Основні рівні організації живої природи. Біологічні

ПРИВАТНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ОСВІТИ НОВОСИБІРСЬКИЙ ГУМАНІТАРНИЙ ІНСТИТУТ ПРОГРАМА вступних випробувань, що проводяться інститутом самостійно з біології Новосибірськ 2016 програма

Робоча програма з біології 10 клас Розробник: Бобринєва В.В, Вчитель біології 2017 1. Пояснювальна записка Ця програма складена на основі авторської Г. М. Димшиця, О.В. Шабліною програми

Біологія із основами екології. Пєхов А.П. СПб.: Лань, 2000. – 672 с. У підручнику висвітлено основні розділи сучасної біології з основами екології. Він складається із шести розділів. У розділі I наведено відомості

Пояснювальна записка Заплановані результати освоєння навчального предмета У результаті вивчення біології на базовому рівні учень повинен знати/розуміти основні положення біологічних теорій (клітинна;

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа «Середня загальноосвітня школа 3» міського округу місто Салават Республіки Башкортостан ЗАТВЕРДЖУЮ Директор МБОУ «ЗОШ 3» м. Салавата Л.П.Білоусова

Затверджено наказом директора МБОУ «ЗОШ 7 м. Кіровська» 340/1 від 01.09.2016 р. Предметні результати В результаті вивчення біології на базовому рівні випускник повинен знати / розуміти основні положення

Анотація до програми з дисципліни "Біологія" для спеціальностей: 35.0.05 "Агрономія" 36.0.01 "Ветеринарія" 35.0.06 "Технологія виробництва та переробки сільськогосподарської продукції" 19.0.10 "Технологія"

Робоча програма навчального предмета «БІОЛОГІЯ» 9 клас Робоча програма розроблена на основі програми «Основи загальної біології» для загальноосвітніх установ (автори:і.н.пономарьова, Н.М.Чернова,

1. Заплановані результати В результаті вивчення біології на базовому рівні учень повинен: знати/розуміти основні положення біологічних теорій (клітинна, еволюційна теорія Ч.Дарвіна); вчення В.І.Вернадського

Пояснювальна записка Робоча програма складена з урахуванням Федерального Державного стандарту, Приблизної програми середнього (повного) загальної освіти. Поглиблений рівень (Збірник нормативних

ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ З ДИСЦИПЛІНИ «БІОЛОГІЯ» ПИТАННЯ ДЛЯ ЕКЗАМЕНУ для студентів, які навчаються за спеціальністю «Стоматологія» 060201 Питання 1 КЛІТКА, РОЗМНОЖНЕННЯ ДОСЛІДНО

ПРОГРАМА ВСТУПНИХ ІСПИТІВ З БІОЛОГІЇ 1. Основи цитології. Вступ. Завдання біології. Вивчення загальних закономірностей – завдання заключного відділу біології. рівні організації живої природи. Клітинний

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА Дана робоча програма складена на підставі: Федеральним законом від 29.12.2012 273-ФЗ «Про освіту в Російській Федерації»; Порядком організації та здійснення освітньої

Поурочно-тематичне планування з біології «Біологія. Загальні закономірності» 9 клас Кількість годин 68год «Біологія. Загальні закономірності»: підручник 9кл. для загальноосвітніх установ С.Г.Мамонтов,

Анотація до програми з дисципліни «Біологія» для спеціальностей: 35.02.07 «Механізація сільського господарства», 09.02.05 «Прикладна інформатика», 08.02.01 «Будівництво та експлуатація будівель та споруд»,

Програма складена на основі федерального компонента державного стандарту середньої (повної) загальної освіти на базовому рівні. (Всього за два роки навчання 70ч, 1 година на тиждень) З використанням

Календарно-тематичне планування уроків з біології 10 клас (програма В.В. Пасічника та ін.) 1 годину на тиждень Програма В.В. Пасічника для 10 класу передбачає вивчення загальної біології у кількості

Тематичне планування 10 клас. п/п Найменування розділів, тем Кількість годин Форми контролю ЕОР I. Введення. 5 Презентація «Світ живих організмів. Рівні організації та властивості живого.» II.Основи

1. Пояснювальна записка Робоча програма складена з урахуванням програми, створеної під керівництвом В.В. Пасічника: Біологія. 5-11 класи (програма середньої (повної) загальної освіти з біології)

БІОЛОГІЯ КЕРІВНИЦТВО ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТТІВ Під редакцією академіка РАЄН, професора В.В. Маркіної НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК Рекомендовано ГОУ ВПО «Московська медична академія імені І.М. Сєченова» як

Державна загальноосвітня установа ліцей 14 імені Ю.А. Гагаріна Щелковського муніципального району Московської області СТВЕРДЖУЮ Директор МАОУ ліцею 14 імені Ю.А. Гагаріна (Є.В. Вороніцина) «01»

Пояснювальна записка. Вихідними документами для складання робочої програми навчального курсу є: федеральний компонент державного освітнього стандарту, затверджений Наказом Міносвіти

Вимоги до рівня підготовки учнів з урахуванням вимог ФК ГОС знати/розуміти У результаті вивчення біології учень повинен: 1. ознаки біологічних об'єктів: живих організмів; генів та хромосом;

Планування з біології 11 клас. Пономарьова І.М. (2 години на тиждень) Номер уроку/ Дата Тема уроку Цілі уроку: освітні та виховні Тип уроку Домашнє її завдання () 1. вересня 2. 3. вересня)

Пояснювальна записка Викладання ведеться за програмою розробленою авторським колективом під керівництвом Шумного В.К та Димшиця Г.М. та ін, призначеної для вивчення предмета в класах з поглибленим

С. І. Колесников Біологія: посібник-репетитор Навчальний посібник Третє видання, перероблене та доповнене КНОРУС МОСКВА 2014 УДК 573 ББК 28.0 К60 Рецензенти: В. Ф. Вальков, д-р біол. наук, проф., Л. А.

Робоча програма з біології (базовий рівень) 9 «Б» клас Упорядник: Носачёва Лілія Григорівна, вчитель біології вищої категорії 2017 Пояснювальна записка Робоча програма з біології для 9

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа «Новотаволжанська середня загальноосвітня школа імені Героя Радянського Союзу І.П. Серікова Шебекинського району Білгородської області» ПОГОДЖЕНО

Тематичне планування 9 клас. п/п Найменування розділів, тем Кількість годин Форми контролю ЕОР Вступ 1 Мультимедійний додаток до підручника Розділ 1. Еволюція живого світу Землі Тема 1.1. Різноманітність

Специфікація контрольних вимірювальних матеріалів для проведення підсумкової роботи з БІОЛОГІЇ (10 клас, загальний рівень) 1. Призначення КІМ оцінити рівень загальноосвітньої підготовки з біології учнів

«Узгоджено» Голова МО природничого циклу «Узгоджено» Заступник директора з УВР «Затверджено» в.о. директора ДБОУ гімназії 1788 р. / О.О. Підгузова / Протокол 1 від «2» вересня 2013 р. /І.В.Токмакова./

Обов'язковий мінімум змісту Біологія як наука. Методи наукового пізнання Об'єкт вивчення біології – жива природа. Відмітні ознаки живої природи: рівнева організація та еволюція. Основні рівні

Робоча програма Біологія 10клас на 2016 2017 навчальний рік Наказ від «29» серпня 2016 р. 143 Анашкіна В.І. Перша кваліфікаційна категорія м. Скопін, 2016р. зміст тем навчального курсу. Біологія

УДК
ББК
ISВN 5-89004-097-9
Чебишев М.
Ст, Гриньова Г.
р.
, Козар М.
Ст.
, Гуленков С.
І.
Біологія (Підручник). – М.: ВУНМЦ, 2000. – 592 с.
Підручник для студентів медичних ВНЗ "Біологія", автори Н. В. Чебишев,
Г. Г. Гриньова, М. В. Козар, С. І. Гуленков, призначений для факультетів вищої сестринської освіти та вивчення курсу біології на фармацевтичних факультетах. Він написаний відповідно до програм для цих факультетів.
Підручник може бути використаний при вивченні курсу біології у медичних училищах та коледжах.
Підручник містить вступ та шість розділів відповідно до програми:
молекулярно-генетичний рівень організації живого
клітинний рівень організації живого
організмовий рівень організації живого
популяційно-видовий рівень організації живого
біоценотичний рівень організації живого
біосферний рівень організації живого Підручник адаптований до програм цих факультетів, добре ілюстрований, що дозволить студентам краще освоїти матеріал, що вивчається.
-1-

Глава 1
ОРГАНІЗАЦІЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ
1.1. Введення у науку біологію
Біологія – наука про життя (від грец. біос -життя, логос -наука) - вивчає закономірності життя та розвитку живих істот. Термін «біологія» було запропоновано німецьким ботаніком Г.Р. Тревіранусом і французьким єством-випробувачем Ж.-Б. Ламарком в 1802 незалежно один від одного.
Біологія відноситься до природничих наук. Розділи науки біології можна класифікувати по-різному. Наприклад, у біології виділяють науки з об'єктів дослідження: про тварин – зоологію; про рослини – ботаніку; анатомію та фізіологію людини як основу медичної науки. У межах кожної з цих наук є вужчі дисципліни. Наприклад, у зоології виділяють протозоологію, ентомологію, гельмінтологію та інші.
Біологію класифікують з дисциплін, що вивчають морфологію
(будова) та фізіологію (функції) організмів. До морфологічних наук відносять,
наприклад, цитологію, гістологію, анатомію. Фізіологічні науки - це фізіологія рослин, тварин та людини.
Для сучасної біології характерна комплексна взаємодія з іншими науками (хімією, фізикою, математикою) та поява нових складних дисциплін.
Значення біології для медицини велике. Біологія – теоретична основа медицини. Лікар давньої Греції Гіппократ (460-274 р. до н.е.) вважав, що
"необхідно, щоб кожен лікар розумів природу". У всіх теоретичних та практичних медичних науках використовуються загальнобіологічні узагальнення.
Теоретичні дослідження, що проводяться в різних галузях біології,
дозволяють використовувати отримані дані у практичній діяльності медичних працівників. Наприклад, відкриття структури вірусів, збудників інфекційних захворювань (віспи, кору, грипу та інших), та способів їх передачі,
дозволило вченим створити вакцину, яка запобігатиме поширенню цих захворювань або знижує ризик загибелі людей від цих важких інфекцій.
1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ЖИТТЯ
Відповідно до визначення, даного вченим-біологом М.В. Волькенштейном
(1965 р.), «живі організми є відкриті, саморегулюючі,
системи, що самовідтворюються, побудовані з біополімерів - білків і нуклеїнових кислот». Через живі відкриті системи проходять потоки енергії,
-2-

інформації, речовини.
Живі організми від неживих ознаками, сукупність яких визначає їх життєві прояви.
1.3. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ЖИВОГО
До основних властивостей живого можна віднести:
1. Хімічний склад. Живі істоти складаються з тих самих хімічних елементів, як і неживі, але у організмах є молекули речовин, характерних лише живого (нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди).
2. Дискретність та цілісність . Будь-яка біологічна система (клітина,
організм, вигляд тощо.) складається з окремих частин, тобто. дискретна. Взаємодія цих елементів утворює цілісну систему (наприклад, до складу організму входять окремі органи, пов'язані структурно та функціонально в єдине ціле).
3. Структурна організація . Живі системи здатні створювати порядок із хаотичного руху молекул, утворюючи певні структури. Для живого характерна впорядкованість у просторі та часі. Це комплекс складних саморегулівних процесів обміну речовин, що протікають у строго визначеному порядку, спрямованому на підтримку сталості внутрішнього середовища – гомеостазу.
4. Обмін речовин та енергії . Живі організми - відкриті системи,
які здійснюють постійний обмін речовиною та енергією з навколишнім середовищем. При зміні умов середовища відбувається саморегуляція життєвих процесів за принципом зворотного зв'язку, спрямовану відновлення сталості внутрішнього середовища - гомеостазу. Наприклад, продукти життєдіяльності можуть надавати сильний і суворо специфічний вплив, що гальмує, на ті ферменти, які склали початкову ланку в довгій ланцюга реакцій.
5. Самовідтворення . Самооновлення. Час існування будь-якої біологічної системи обмежений. Для підтримки життя відбувається процес самовідтворення, пов'язаний з утворенням нових молекул та структур,
несуть генетичну інформацію, що у молекулах ДНК.
6. Спадковість. Молекула ДНК здатна зберігати, передавати спадкову інформацію завдяки матричному принципу реплікації,
забезпечуючи матеріальну наступність між поколіннями.
7. Мінливість. При передачі спадкової інформації іноді виникають різні відхилення, що призводять до зміни ознак і властивостей нащадків. Якщо ці зміни сприяють життю, вони можуть закріпитись відбором.
8. Зростання та розвиток. Організми успадковують певну генетичну інформацію про можливість розвитку тих чи інших ознак. Реалізація інформації відбувається під час індивідуального розвитку – онтогенезу. на
-3-

На певному етапі онтогенезу здійснюється зростання організму, пов'язане з репродукцією молекул, клітин та інших біологічних структур. Зростання супроводжується розвитком.
9. Подразливість та рух . Усе живе вибірково реагує зовнішні впливу специфічними реакціями завдяки властивості дратівливості. Організми відповідають вплив рухом. Вияв форми руху залежить від структури організму.
-4-

2.1.1. НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ
Вода необхідна реалізації життєвих процесів у клітині. Її основні функції такі:
1. Універсальний розчинник.
2. Середовище, в якому протікають біохімічні реакції.
3. Визначає фізіологічні властивості клітини (її еластичність, об'єм).
4. Бере участь у хімічних реакціях.
5. Підтримує теплову рівновагу клітини та організму загалом завдяки високій теплоємності та теплопровідності.
6. Основний засіб для транспортування речовин. Мінеральні речовини клітини у вигляді іонів. Найбільш важливі з них катіони - це K
+
, Na
+
, Ca
++
, Mg
++
,
аніони - це Сl
–
, НСО
3
–
, Н
2
РВ
4
–
Концентрація іонів у клітині та навколишньому середовищі неоднакова.
Наприклад, вміст калію в клітинах у десятки разів вищий, ніж у міжклітинному просторі. Катіонів натрію, навпаки, у 10 разів менше в клітині, ніж поза нею.
Зниження концентрації К
+ у клітині призводить до зменшення в ній води , кількість якої зростає в міжклітинному просторі тим більше, чим вище в міжклітинній рідині концентрація Na
+
. Зменшення катіонів натрію в міжклітинному просторі призводить до зменшення вмісту води.
Нерівномірний розподіл іонів калію та натрію із зовнішньої та внутрішньої сторони мембран нервових та м'язових клітин забезпечує можливість виникнення та поширення електричних імпульсів.
Аніони слабких кислот усередині клітини сприяють збереженню певної концентрації водневих іонів (рН). У клітині підтримується слаболужна реакція (рН=7,2).
2.1.2. 0РГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ
Органічні сполуки складаються з багатьох елементів, що повторюються
(мономерів) і є великі молекули, звані полімерами. До
органічних полімерних молекул відносять білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти.
2.1.2.1. Білки
Білки – високомолекулярні полімерні органічні речовини, що визначають структуру та життєдіяльність клітини та організму загалом. Структурною одиницею, мономером їхньої біополімерної молекули є амінокислота. У
утворенні білків беруть участь 20 амінокислот. До складу молекули кожного білка входять певні амінокислоти у властивому цьому білку кількісному співвідношенні та порядку розташування поліпептидного ланцюга.
-5-

Амінокислота має таку формулу:
До складу амінокислот входять: NH
2
- амінокислотна група, яка здає основними властивостями; СООН – карбоксильна група, має кислотні властивості.
Амінокислоти відрізняються одна від одної своїми радикалами – R. Амінокислоти –
амфотерні сполуки, що з'єднуються одна з одною у молекулі білка за допомогою пептидних зв'язків.
Схема конденсації амінокислот (утворення первинної структури білка)
Є первинна, вторинна, третинна та четвертинна структури білка
(Рис. 2).
Рис. 2.Різні структури молекул білка: / - первинна, 2 - вторинна, 3 - третинна,
4 - четвертинна (з прикладу гемоглобіну крові).
Порядок, кількість та якість амінокислот, що входять до складу молекули білка, визначають його первинну структуру (наприклад, інсулін). Білки первинної структури можуть за допомогою водневих зв'язків з'єднуватись у спіраль та утворювати вторинну структуру (наприклад, кератин). Поліпептидні ланцюги,
скручуючись певним чином компактну структуру, утворюють глобулу
(куля), що є третинною структурою білка. Більшість білків мають третинну структуру. Амінокислоти активні лише на поверхні глобули.
-6-

Білки, що мають глобулярну структуру, поєднуються разом і формують четвертинну структуру (наприклад, гемоглобін). Заміна однієї амінокислоти призводить до зміни властивостей білка.
При дії високої температури, кислот та інших чинників складні білкові молекули руйнуються. Це називається денатурацією. При поліпшенні умов денатурований білок здатний відновити свою структуру знову, якщо руйнується його первинна структура. Цей процес називається ренатурацією (рис. 3).
Рис. 3.Денатурація білків.
Білки відрізняються видовою специфічністю. Кожен вид тварин має свої білки.
В тому самому організмі кожна тканина має свої білки - це тканинна специфічність.
Організми характеризуються також індивідуальною специфічністю білків.
Білки бувають прості та складні. Прості складаються з амінокислот,
наприклад, альбуміни, глобуліни, фібриноген, міозин та ін. До складу складних білків, крім амінокислот, входять інші органічні сполуки, наприклад,
жири, вуглеводи, утворюючи ліпопротеїди, глікопротеїди та інші.
Білки виконують такі функції:
ферментативну (наприклад, амілаза, що розщеплює вуглеводи);
структурну (наприклад, входять до складу мембран клітини);
рецепторну (наприклад, родопсин, сприяє кращому зору);
транспортну (наприклад, гемоглобін, що переносить кисень або діоксид вуглецю);
захисну (наприклад, імуноглобуліни, що беруть участь в утворенні імунітету);
рухову (наприклад, актин, міозин, беруть участь у скороченні м'язових волокон);
гормональну (наприклад, інсулін, що перетворює глюкозу на глікоген);
енергетичну (при розщепленні 1 г білка виділяється 4,2 ккал енергії).
2.1.2.2. Жири
Жири - органічні сполуки, які поряд з білками та вуглеводами,
-7-

обов'язково присутні у клітинах. Їх відносять до великої групи органічних жироподібних сполук, класу ліпідів.
Жири є сполуками гліцерину (трихатомний спирт) і високомолекулярних жирних кислот (насичених, наприклад, стеаринової,
пальмітинової, і ненасичених, таких, як олеїнова, лінолева та інші).
Співвідношенням насичених та ненасичених жирних кислот визначаються фізичні та хімічні властивості жирів.
Жири нерозчинні у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках, наприклад, в ефірі.
Функції ліпідів у клітині різноманітні:
структурна (беруть участь у побудові мембрани);
енергетична (при розпаді в організмі 1 г жиру виділяється 9,2 ккал енергії – у 2,5 рази більше, ніж при розпаді тієї ж кількості вуглеводів);
захисна (від втрати тепла, механічних ушкоджень);
жир – джерело ендогенної води (при окисленні Південь жиру виділяється 11 г води);
регуляція обміну речовин
(наприклад, стероїдні гормони
-
кортикостерон та ін.).
2.1.2.3. Вуглеводи
Вуглеводи - велика група органічних сполук, що входять до складу живих клітин. Термін "вуглеводи" запроваджено вперше вітчизняним ученим
К. Шмідтом у середині минулого століття (1844 р.). У ньому відображено уявлення про групу речовин, молекула яких відповідає загальній формулі:
n
(Н
2
O)
n
- вуглець та вода.
Вуглеводи прийнято ділити на 3 групи: моносахариди (наприклад, глюкоза,
фруктоза, манноза), олігосахариди (включають від 2 до 10 залишків моносахаридів:
сахароза, лактоза), полісахариди (високомолекулярні сполуки, наприклад,
глікоген, крохмаль).
Функції вуглеводів:
1) моносахариди, первинні продукти фотосинтезу, є вихідними для побудови різноманітних органічних речовин;
2) вуглеводи -, т.к. при розкладанні з використанням кисню виділяється більше енергії, ніж при окисленні жиру в тому ж обсязі кисню;
3) захисна функція. Слиз, що виділяється різними залозами, містить багато вуглеводів та їх похідних. Вона оберігає стінки порожніх органів
(бронхи, шлунок, кишківник) від механічних ушкоджень.
Маючи антисептичні властивості, слиз захищає організм від проникнення хвороботворних бактерій;
4) структурна та опорна функції. Складні полісахариди та їх похідні
-8-

входять до складу плазматичної мембрани, оболонки рослинних та бактеріальних клітин, зовнішнього скелета членистоногих.
2.1.2.4. Нуклеїнові кислоти
Нуклеїнові кислоти – це ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та РНК
(рибонуклеїнова кислота).
2.1.2.4.1. Дезоксирибонуклеїнова кислота
Молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) – це найбільші біополімери, їх мономером є нуклеотид (рис. 4). Він складається із залишків трьох речовин: азотистої основи, вуглеводу дезоксирибози та фосфорної кислоти. Відомі чотири нуклеотиди, що беруть участь у освіті молекули ДНК.
Вони відрізняються один від одного азотистими основами.
Дві азотисті основи цитозин і тімін - похідні піримідину. Аденін та гуанін – відносять до похідних пурину. У назві кожного нуклеотиду відображено назву азотистої основи. Розрізняють нуклеотиди: цитидиловий (Ц),
тимідиловий (Т), аденіловий (А), гуаніловий (Г).
Рис. 4. Схема будови нуклеотиду.
З'єднання нуклеотидів у нитці ДНК відбувається через вуглевод одного нуклеотиду та залишок фосфорної кислоти сусіднього (рис. 5).
-9-

Рис. 5.З'єднання нуклеотидів у полінуклеотидний ланцюг.
Відповідно до моделі ДНК, запропонованої Дж. Вотсоном і Ф. Криком (1953 р.),
молекула ДНК являє собою дві нитки, що спірально обвивають один одного (рис.
6). Обидві нитки разом закручені навколо загальної осі. Дві нитки молекули утримуються поруч водневими зв'язками, які виникають між їх комплементарними азотистими основами. Аденін комплементарний тиміну, а гуанін – цитозину.
Між аденіном і тиміном виникають два водневі зв'язки між гуаніном і цитозином - три (рис. 7).
ДНК знаходиться в ядрі, де вона разом із білками утворює лінійні структури – хромосоми. Хромосоми добре помітні при мікроскопуванні в період розподілу ядра; в інтерфазі вони деспіралізовані.
-10-

Рис. 6.Схематичне зображення структури ДНК. На один повний оборот спіралі припадає 10
пар основ (відстань між сусідніми парами основ дорівнює 0,34 нм).
ДНК є в мітохондріях і пластидах (хлоропластах та лейкопластах), де їх молекули утворюють кільцеві структури. У клітинах доядерних організмів також є кільцева ДНК.
ДНК здатна до самоподвоєння (редуплікації) (рис. 8). Це має місце у певному періоді життєвого циклу клітини, що називається синтетичним.
Редуплікація дозволяє зберегти сталість структури ДНК. Якщо під впливом різних факторів у процесі реплікації у молекулі ДНК
відбуваються зміни в числі порядку прямування нуклеотидів, то виникають мутації.
Рис. 7.ДНК (схематичне зображення розгорнутих кіл).
-11-

Рис. 8 . Схема подвоєння ДНК.
Основна функція ДНК - зберігання спадкової інформації, укладеної в послідовності нуклеотидів, що утворюють її молекулу, та передача цієї інформації дочірнім клітинам.
Можливість передачі спадкової інформації від клітини клітини забезпечується здатністю хромосом до поділу на хроматиди з наступною редуплікацією молекули ДНК.
У ДНК міститься вся інформація про структуру та діяльність клітин, про ознаки кожної клітини та організму в цілому. Ця інформація називається генетичною.
У молекулі
ДНК закодована генетична інформація про
послідовності амінокислот у молекулі білка. Ділянка ДНК, що несе інформацію про один поліпептидний ланцюг, називається геном. Передача та реалізація інформації здійснюється в клітині за участю рибонуклеїнових кислот.
2.1.2.4.2. РИБОНУКЛЕЇНОВА КИСЛОТА
Рибонуклеїнові кислоти бувають кількох видів. Є рибосомальна,
транспортна та інформаційна РНК. Нуклеотид РНК складається з однієї з азотистих основ (аденіну, гуаніну, цитозину та урацилу), вуглеводу - рибози та залишку фосфорної кислоти. Молекули РНК – одноланцюжкові.
Рибосомальна РНК (р-РНК) у поєднанні з білком входить до складу рибосом.
Р-РНК становить 80% від усієї РНК у клітині. На рибосомах відбувається синтез білка.
Інформаційна РНК (і-РНК) становить від 1 до 10% від усієї РНК у клітині.
За будовою і-РНК комплементарна ділянка молекули ДНК, що несе інформацію про синтез певного білка. Довжина іРНК залежить від довжини ділянки ДНК, з якої зчитували інформацію. І-РНК переносить інформацію про синтез білка з ядра до цитоплазми (рис. 9).
-12-

Рис. 9.Схема синтезу та-РНК.
Транспортна РНК (т-РНК) становить близько 10% всієї РНК. Вона має короткий ланцюг нуклеотидів і знаходиться в цитоплазмі. Т-РНК приєднує певні амінокислоти та підвозить їх до місця синтезу білка до рибосом. Т-
РНК має форму трилисника. На одному кінці знаходиться триплет нуклеотидів
(Антикодон), що кодує певну амінокислоту. На іншому кінці є триплет нуклеотидів, до якого приєднується амінокислота (рис. 10).
При комплементарності триплету т-РНК (антикодону) та триплету і-РНК
(кодону), амінокислота займає певне місце у молекулі білка.
Рис. 10.Схема Т-РНК.
РНК знаходиться в ядерці, в цитоплазмі, рибосомах, в мітохондріях і пластидах.
У природі є ще один вид РНК. Це вірусна РНК. В одних вірусів вона
-13-

виконує функцію зберігання та передачі спадкової інформації. В інших вірусів цю функцію виконує вірусна ДНК.
2.1.2.4.3. АДЕНОЗИНТРИФОСФОРНА КИСЛОТА
Аденозинмонофосфорна кислота (АМФ) входить до складу всіх РНК. При приєднанні ще двох молекул фосфорної кислоти (Н
3
РВ
4
) АМФ перетворюється на аденозинтрифосфорну кислоту (АТФ) і стає джерелом енергії,
необхідної для біологічних процесів, що у клітині.
Рис. 11.Структура АТФ. Перетворення АТФ на АДФ (- - макроергічний зв'язок).
Рис. 12.Передача енергії.
Схема передачі енергії за допомогою АТФ з реакцій, в результаті яких енергія звільняється (екзотермічні реакції), реакції, що споживають цю енергію (ендотермічні реакції). Останні реакції дуже різноманітні:
біосинтез, м'язові скорочення та ін.
Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) складається з азотистої основи -
аденіну, цукру - рибози та трьох залишків фосфорної кислоти. Молекула АТФ
дуже нестійка і здатна відщеплювати одну або дві молекули фосфату з виділенням великої кількості енергії, що витрачається на забезпечення всіх життєвих функцій клітини (біосинтез, трансмембранне перенесення, рух,
утворення електричного імпульсу та ін.). Зв'язки в молекулі АТФ називають
-14-

макроергічні (рис. 11, 12).
Відщеплення кінцевого фосфату від молекули АТФ супроводжується виділенням 40 кДж енергії.
Синтез АТФ відбувається у мітохондріях.
-15-

ISВN 5-89004-097-9

Чебишев Н. Ст, Гриньова Г. Р., Козар М. Ст, Гуленков С. І.

Біологія (Підручник). – М.: ВУНМЦ, 2000. – 592 с.

Підручник для студентів медичних ВНЗ "Біологія", автори М.В. Він написаний відповідно до програм для цих факультетів.

Підручник може бути використаний при вивченні курсу біології у медичних училищах та коледжах.

Підручник містить вступ та шість розділів відповідно до програми:

молекулярно-генетичнийрівень організації живого

клітинний рівень організації живого

організмовий рівень організації живого

популяційно-видовийрівень організації живого

біоценотичний рівень організації живого

біосферний рівень організації живого Підручник адаптований до програм цих факультетів, добре ілюстрований, що дозволить студентам краще освоїти матеріал, що вивчається.

ОРГАНІЗАЦІЯ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ

1.1. Введення у науку біологію

Біологія - наука про життя (від грец. Біос - життя, логос - наука) - вивчає закономірності життя та розвитку живих істот. Термін «біологія» було запропоновано німецьким ботаніком Г.Р. Тревіранусом і французьким натуралістом Ж.-Б. Ламарком в 1802 незалежно один від одного.

Біологія відноситься до природничих наук. Розділи науки біології можна класифікувати по-різному. Наприклад, у біології виділяють науки з об'єктів дослідження: про тварин – зоологію; про рослини – ботаніку; анатомію та фізіологію людини як основу медичної науки. В межах кожної з цих

наук є вужчі дисципліни. Наприклад, у зоології виділяють протозоологію, ентомологію, гельмінтологію та інші.

Біологію класифікують з дисциплін, що вивчають морфологію (будову) та фізіологію (функції) організмів. До морфологічних наук відносять, наприклад, цитологію, гістологію, анатомію. Фізіологічні науки - це фізіологія рослин, тварин та людини.

Для сучасної біології характерна комплексна взаємодія з іншими науками (хімією, фізикою, математикою) та поява нових складних дисциплін.

Значення біології для медицини велике. Біологія – теоретична основа медицини. Лікар давньої Греції Гіппократ (460-274 р. е.) вважав, що «необхідно, щоб кожен лікар розумів природу». У всіх теоретичних та

практичні медичні науки використовуються загальнобіологічні узагальнення. Теоретичні дослідження, що проводяться в різних галузях біології,

дозволяють використовувати отримані дані у практичній діяльності медичних працівників. Наприклад, відкриття структури вірусів, збудників інфекційних захворювань (віспи, кору, грипу та інших), та способів їх передачі, дозволило вченим створити вакцину, що запобігає поширенню цих

захворювань або зниження ризику загибелі людей від цих важких інфекцій.

1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ЖИТТЯ

Відповідно до визначення, даного вченим-біологом М.В. Волькенштейном

(1965 р.), «живі організми є відкриті, саморегулюючі, самовідтворювані системи, побудовані з біополімерів - білків і нуклеїнових кислот». Через живі відкриті системи проходять потоки енергії,

інформації, речовини.

Живі організми від неживих ознаками, сукупність яких визначає їх життєві прояви.

1.3. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ЖИВОГО

До основним властивостям живого можна віднести:

1. Хімічний склад. Живі істоти складаються з тих самих хімічних елементів, що й неживі, але в організмах є молекули речовин, характерних

лише живого (нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди).

2. Дискретність та цілісність. Будь-яка біологічна система (клітина, організм, вид тощо.) складається з окремих частин, тобто. дискретна. Взаємодія цих елементів утворює цілісну систему (наприклад, до складу організму входять окремі органи, пов'язані структурно та функціонально в єдине ціле).

3. Структурна організація. Живі системи здатні створювати порядок із хаотичного руху молекул, утворюючи певні структури. Для живого характерна впорядкованість у просторі та часі. Це комплекс складних саморегулівних процесів обміну речовин, що протікають у строго визначеному порядку, спрямованому на підтримку сталості внутрішнього середовища – гомеостазу.

4. Обмін речовин та енергії. Живі організми - відкриті системи,

які здійснюють постійний обмін речовиною та енергією з навколишнім середовищем. При зміні умов середовища відбувається саморегуляція життєвих процесів за принципом зворотний зв'язок, спрямовану відновлення сталості внутрішнього середовища - гомеостазу. Наприклад, продукти життєдіяльності можуть надавати сильний і суворо специфічний вплив, що гальмує, на ті ферменти, які склали початкову ланку в довгій ланцюга реакцій.

5. Самовідтворення. Самооновлення . Час існування будь-якої біологічної системи обмежений. Для підтримки життя відбувається процес самовідтворення, пов'язаний з утворенням нових молекул та структур,

несуть генетичну інформацію, що у молекулах ДНК.

6. Спадковість. Молекула ДНК здатна зберігати, передавати

спадкову інформацію завдяки матричному принципу реплікації забезпечуючи матеріальну спадкоємність між поколіннями.

7. Мінливість. При передачі спадкової інформації іноді виникають різні відхилення, що призводять до зміни ознак і властивостей нащадків. Якщо ці зміни сприяють життю, вони можуть закріпитись відбором.

8. Зростання та розвиток. Організми успадковують певну генетичну інформацію про можливість розвитку тих чи інших ознак. Реалізація інформації відбувається під час індивідуального розвитку – онтогенезу. на

На певному етапі онтогенезу здійснюється зростання організму, пов'язане з репродукцією молекул, клітин та інших біологічних структур. Зростання супроводжується розвитком.

9. Подразливість та рух. Усе живе вибірково реагує зовнішні впливу специфічними реакціями завдяки властивості дратівливості. Організми відповідають вплив рухом. Вияв форми руху залежить від структури організму.

2.1.1. НЕОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

Вода необхідна реалізації життєвих процесів у клітині. Її основні функції такі:

1. Універсальний розчинник.

2. Середовище, у якому протікають біохімічні реакції.

3. Визначає фізіологічні властивості клітини (її еластичність, об'єм).

4. Бере участь у хімічних реакціях.

5. Підтримує теплову рівновагу клітини та організму загалом завдяки високій теплоємності та теплопровідності.

6. Основний засіб для транспортування речовин. Мінеральні речовини клітини

перебувають у вигляді іонів. Найважливіші їх катіони - це K+ , Na+ , Ca++ , Mg++ , аніони - це Сl– , НСО3 – , Н2 РО4 – .

Концентрація іонів у клітині та навколишньому середовищі неоднакова. Наприклад, вміст калію в клітинах у десятки разів вищий, ніж у міжклітинному просторі. Катіонів натрію, навпаки, у 10 разів менше в клітині, ніж поза нею. Зниження концентрації К+ у клітині призводить до зменшення у ній води, кількість якої зростає у міжклітинному просторі тим більше, що вище в міжклітинній рідині концентрація Na+ . Зменшення катіонів натрію в міжклітинному просторі призводить до зменшення вмісту води.

Нерівномірний розподіл іонів калію та натрію із зовнішньої та внутрішньої сторони мембран нервових та м'язових клітин забезпечує

можливість виникнення та поширення електричних імпульсів.

Аніони слабких кислот усередині клітини сприяють збереженню певної концентрації водневих іонів (рН). У клітці підтримується слаболужна

реакція (рН = 7,2).

2.1.2. 0РГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

Органічні сполуки складаються з багатьох елементів, що повторюються (мономерів) і являють собою великі молекули, звані полімерами. До органічних полімерних молекул відносять білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти.

2.1.2.1. Білки

Білки – високомолекулярні полімерні органічні речовини, що визначають структуру та життєдіяльність клітини та організму в цілому. Структурної

одиницею, мономером їхньої біополімерної молекули є амінокислота. У

утворенні білків беруть участь 20 амінокислот. До складу молекули кожного білка входять певні амінокислоти у властивому цьому білку кількісному співвідношенні та порядку розташування поліпептидного ланцюга.

Амінокислота має таку формулу:

До складу амінокислот входять: NH2 – амінокислотна група, що здає основними властивостями; СООН – карбоксильна група, має кислотні властивості. Амінокислоти відрізняються одна від одної своїми радикалами – R. Амінокислоти – амфотерні сполуки, що з'єднуються один з одним у молекулі білка за допомогою пептидних зв'язків.

Схема конденсації амінокислот (утворення первинної структури білка)

Є первинна, вторинна, третинна та четвертинна структури білка

Рис. 2. Різні структури молекул білка: / – первинна, 2 – вторинна, 3 – третинна, 4 – четвертинна (на прикладі гемоглобіну крові).

Порядок, кількість та якість амінокислот, що входять до складу молекули білка, визначають його первинну структуру (наприклад, інсулін). Білки первинної структури можуть за допомогою водневих зв'язків з'єднуватися в спіраль та

утворювати вторинну структуру (наприклад, кератин). Поліпептидні ланцюги, скручуючись певним чином в компактну структуру, утворюють глобулу (кулю), що є третинною структурою білка. Більшість білків мають третинну структуру. Амінокислоти активні лише на поверхні глобули.

Білки, що мають глобулярну структуру, поєднуються разом і формують четвертинну структуру (наприклад, гемоглобін). Заміна однієї амінокислоти призводить до зміни властивостей білка.

При дії високої температури, кислот та інших чинників складні білкові молекули руйнуються. Це називається денатурацією. При

покращення умов денатурований білок здатний відновити свою структуру знову, якщо не руйнується його первинна структура. Цей процес називається ренатурацією (рис. 3).

Рис. 3. Денатурація білка.

Білки відрізняються видовою специфічністю. Кожен вид тварин має свої білки.

В тому самому організмі кожна тканина має свої білки - це тканинна специфічність.

Організми характеризуються також індивідуальною специфічністю білків. Білки бувають прості та складні. Прості складаються з амінокислот, наприклад, альбуміни, глобуліни, фібриноген, міозин та ін. До складу складних білків, крім амінокислот, входять інші органічні сполуки, наприклад,

жири, вуглеводи, утворюючи ліпопротеїди, глікопротеїди та інші. Білки виконують такі функції:

ферментативну (наприклад, амілаза, що розщеплює вуглеводи);

структурну (наприклад, входять до складу мембран клітини);

рецепторну (наприклад, родопсин, сприяє кращому зору);

транспортну (наприклад, гемоглобін, переносить кисень або діоксид

вуглецю);

захисну (наприклад, імуноглобуліни, що беруть участь в утворенні імунітету);

рухову (наприклад, актин, міозин, беруть участь у скороченні м'язових волокон);

гормональну (наприклад, інсулін, що перетворює глюкозу на глікоген);

енергетичну (при розщепленні 1 г білка виділяється 4,2 ккал енергії).

2.1.2.2. Жири

Жири - органічні сполуки, які поряд з білками та вуглеводами,

обов'язково присутні у клітинах. Їх відносять до великої групи органічних жироподібних сполук, класу ліпідів.

Жири являють собою сполуки гліцерину (трихатомний спирт) і високомолекулярних жирних кислот (насичених, наприклад, стеаринової, пальмітинової та ненасичених, таких, як олеїнова, лінолева та інші).

Співвідношенням насичених та ненасичених жирних кислот визначаються фізичні та хімічні властивості жирів.

Жири нерозчинні у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках, наприклад, в ефірі.

Функції ліпідів у клітині різноманітні:

структурна (беруть участь у побудові мембрани);

енергетична (при розпаді в організмі 1 г жиру виділяється 9,2 ккал енергії – у 2,5 рази більше, ніж при розпаді тієї ж кількості вуглеводів);

захисна (від втрати тепла, механічних ушкоджень);

жир - джерело ендогенної води (при окисленні Південь жиру виділяється 11 г

регуляція обміну речовин (наприклад, стероїдні гормони – кортикостерон та ін.).

2.1.2.3. Вуглеводи

Вуглеводи - велика група органічних сполук, що входять до складу живих клітин. Термін "вуглеводи" запроваджено вперше вітчизняним ученим

К. Шмідтом у середині минулого століття (1844 р.). У ньому відображені уявлення про групу речовин, молекула яких відповідає загальній формулі: Сn(Н2O)n - вуглець та вода.

Вуглеводи прийнято ділити на 3 групи: моносахариди (наприклад, глюкоза, фруктоза, манноза), олігосахариди (включають від 2 до 10 залишків моносахаридів: сахароза, лактоза), полісахариди (високомолекулярні сполуки, наприклад, глікоген, крохмаль).

Функції вуглеводів:

1) моносахариди, первинні продукти фотосинтезу, є вихідними для побудови різноманітних органічних речовин;

2) вуглеводи - основне джерело енергії організму, т.к. при їх розкладанні з використанням кисню виділяється більше енергії, ніж при

окислення жиру в тому ж обсязі кисню;

3) захисна функція. Слиз, що виділяється різними залозами, містить багато вуглеводів та їх похідних. Вона оберігає стінки порожніх органів

(бронхи, шлунок, кишківник) від механічних ушкоджень. Маючи антисептичні властивості, слиз захищає організм від проникнення хвороботворних бактерій;

4) структурна та опорна функції. Складні полісахариди та їх похідні

входять до складу плазматичної мембрани, оболонки рослинних та бактеріальних клітин, зовнішнього скелета членистоногих.

2.1.2.4. Нуклеїнові кислоти

Нуклеїнові кислоти – це ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та РНК (рибонуклеїнова кислота).

2.1.2.4.1. Дезоксирибонуклеїнова кислота

Молекули ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти) – це найбільші біополімери, їх мономером є нуклеотид (рис. 4). Він складається із залишків трьох речовин: азотистої основи, вуглеводу дезоксирибози та фосфорної кислоти. Відомі чотири нуклеотиди, що беруть участь у освіті молекули ДНК. Вони відрізняються один від одного азотистими основами.

Дві азотисті основи цитозин і тімін - похідні піримідину. Аденін та гуанін – відносять до похідних пурину. У назві кожного нуклеотиду відображено назву азотистої основи. Розрізняють нуклеотиди: цитидиловий (Ц), тимідиловий (Т), аденіловий (А), гуаніловий (Г).

Рис. 4 . Схема будови нуклеотиду.

З'єднання нуклеотидів у нитці ДНК відбувається через вуглевод одного нуклеотиду та залишок фосфорної кислоти сусіднього (рис. 5).

Рис. 5. З'єднання нуклеотидів у полінуклеотидний ланцюг.

Згідно з моделлю ДНК, запропонованою Дж. Вотсоном і Ф. Криком (1953 р.), молекула ДНК являє собою дві нитки, що спірально обвивають один одного (рис. 6). Обидві нитки разом закручені навколо загальної осі. Дві нитки молекули утримуються поруч водневими зв'язками, які виникають між їх комплементарними азотистими основами. Аденін комплементарний тиміну, а гуанін – цитозину. Між аденіном і тиміном виникають два водневі зв'язки, між гуаніном та цитозином – три (рис. 7).

ДНК знаходиться в ядрі, де вона разом із білками утворює лінійні структури – хромосоми. Хромосоми добре видно при мікроскопуванні в період

поділу ядра; в інтерфазі вони деспіралізовані.