Клеточная теория. Этапы её становления. Основные положения современной клеточной теории.

Научные теории происхождения жизни на Земле.

Согласно гипотезе панспермии, жизнь занесена из космоса либо в виде спор микроорганизмов, либо путём намеренного заселения планеты разумными пришельцами из других миров. Прямых свидетельств в пользу космического происхождения жизни нет. Космос, однако, наряду с вулканами мог быть источником низ­комолекулярных органических соединений, раствор которых послужил средой для развития жизни.

Согласно второй гипотезе, жизнь возникла на Земле, когда сложи­лась благоприятная совокупность физических и химических условий, сделавших возможным абиогенное образование органических веществ из неорганических.

В середине прошлого столетия Л. Пастер окончательно доказал невозможность самозарождения жизни в теперешних условиях. Опарин и Холдейн предположили, что в условиях, имевших место на планете несколько миллиардов лет назад, образование живого вещества было возможно. К таким условиям они относили наличие атмосферы восстановитель­ного типа, воды, источников энергии, приемлемой температуры, а также отсутствие других живых существ.

Научное определение сущности жизни. Свойства живого. Уровни организации живого.

Первое научное определение жизни дал Фридрих Энгельс «Диалектика природы» 1898г. Жизнь есть способ существования белковых молекул, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей средой. С прекращением обмена веществ прекращается жизнь.

Свойства живого.

- Самовоспроизведение

- Самообновление

- Саморегуляция

Целостность и дискретность

Обмен веществ - это процессы ассимиляции и диссимиляции.

Наследственность-это свойство живых организмов передавать свои признаки потомкам.

Изменчивость-это свойство изменяться под влиянием окружающей среды.

Движение-свойство перемещаться в пространстве.

Раздражимость-свойство отвечать различными реакциями на воздействия окружающей среды.

Уровни организации живого:

- Микробиосистема:(-молекулярный –субклеточный –клеточный)

- Мезобиосистема:(-тканевой –органный –организменный)

- Макробиосистема:(-популяционно-видовой –биогеоценотический –биосферный)

Обмен веществ. Понятие ассимиляции и диссимиляции. Виды обмена веществ.

Обмен веществ - это совокупность химических превращений, обеспечивающих рост, жизнедеятельность, воспроизведение в живых организмах.

Ассимиляция (пластический обмен или анаболизм) -это эндотермический процесс синтеза высокомолекулярных органических веществ, сопровождающийся поглощением энергии. Происходит в цитоплазме.

Диссимиляция (энергетический обмен или катаболизм) - выделяется энергия. Распад веществ в клетке до простых, неспецифичных соединений. Начинается в цитоплазме, а заканчивается в митохондриях.

Виды обмена веществ:

- Белковый

- Углеводный

- Водный

- Солевой

Пластический обмен, его этапы их характеристика. Биосинтез белка.

Пластический обмен - это эндотермический процесс синтеза высокомолекулярных органических веществ, сопровождающийся поглощением энергии. Происходит в цитоплазме.

Этапы:

1)Подготовительный - из простых веществ и множества промежуточных соединений синтезируются необходимые для организма АМК, ВЖК, моносахара, азотные основания.

2)Безкислородный - происходит сборка сложных высокомолекулярных соединений(белки,жиры и т.д.). Эти реакции проходят на ЭПС, КГ, и в рибосомах.

Биосинтез белка - сложный процесс создания белка в клетках из аминокислот.

Транскрипция-процесс биосинтеза всех ви­дов РНК на ДНК, который протекает в ядре.

Определенный участок молекулы ДНК деспирализуется, водородные связи разрушаются. На одной цепи ДНК по принципу комплементарности из нуклеотидов синтезируется РНК-копия. В зависимости от уча­стка ДНК синтезируются рибосомные, транспортные, информационные РНК.

После синтеза, иРНК выходит из ядра и направляется в цитоплазму к месту синтеза бел­ка на рибосомы.

Трансляция-процесс синтеза полипептид­ных цепей, осуществляемый на рибосомах, где иРНК является посредником в передаче инфор­мации о первичной структуре белка. Каждая аминокислота соединяется с соответст­вующей тРНК за счет энергии АТФ. Образуется комплекс тРНК - аминокислота, который по­ступает на рибосомы. ИРНК в цитоплазме соединяется рибосомами. ТРНК с аминокислотами по принципу комплементарности соединяются с иРНК и входят в рибосому. В рибосо­ме между двумя аминокислотами образуется пептидная связь, а освободившаяся тРНК покидает рибосому. При этом иРНК каждый раз про­двигается на один триплет. Весь процесс обеспечи­вается энергией АТФ. Происходит синтез молекул белка.

Энергетический обмен, его этапы их характеристика.

Энергетический обмен - выделяется энергия. Распад веществ в клетке до простых, неспецифичных соединений. Начинается в цитоплазме, а заканчивается в митохондриях.

Этапы:

1) Подготовительный - крупные молекулы распадаются на мономеры. Белки до АМК. Углеводы до моносахаров. Жиры до ВЖК. У одноклеточных животных идёт в вакуолях и лизосомах. У многоклеточных животных этот этап проходит в ЖКК с выделением 10% энергии в виде тепла.

2) Безкислородный - происходит гликолиз и молочнокислое брожение. При этом глюкоза в цитоплазме клеток расщепляется до молочной кислоты. При этом высвобождающаяся энергия идет на синтез 2 молекул АТФ. У некоторых микроорганизмов, а иногда и в клетках глюкоза расщепляется до этанола. АМК, ВЖК, глицерин на этом этапе расщепляются до молочной кислоты, а иногда с образованием спирта.

3) Кислородный - универсальный этап, он абсолютно одинаков для распада мономеров с образованием воды и углекислого газа. При расщеплении двух молекул молочной кислоты выделяется энергия, необходимая на синтез 36 молекул АТФ. Происходит в митохондриях. Там есть ферменты и атмосферный кислород. Процесс окисления органических веществ в присутствии кислорода называется тканевым дыханием, или биологическим окислением. Энергия выделяется на этом этапе дискретно. Основная часть энергии идёт на синтез АТФ, а частично рассеивается в виде тепла.

Ферменты, группы ферментов, условия их действия.

Ферменты – биологические катализаторы. Все химические процессы в организме идут при участии ферментов. Все являются белками. В них выделяют активный центр, на котором идут определенные химические реакции. Ферменты строго специфичны, они катализируют определенные химические реакции и преобразуют строго определенные химические вещества в клетке.

Группы ферментов:

- Действующие на жиры – липазы.

- На белки – протеазы.

- На углеводы – амилазы.

- На нуклеиновые кислоты – нуклеазы.

Условия действия ферментов:

- Водная среда.

- Оптимальная температура (до 60).

- Определённая PH.

- Наличие коферментов. Это органические вещества небелковой природы, устойчивые к температуре.

Клеточная теория. Этапы её становления. Основные положения современной клеточной теории.

Клеточная теория – теория, обобщающая знаний по естествознанию. Шванн в 1839 г. опубликовал труд «Мик­роскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». В этой работе были заложены основы клеточной тео­рии. Шванн установил, что клетки животных и растений обладают большим сходством. Опираясь на это, Шванн выдвинул основ­ные положения клеточной теории: 1) клетка является структурной и функциональной основой живых организмов; 2) процесс образова­ния клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку растительных и животных тканей.

В 1858 г. вышел труд Вирхова «Целлюлярная патология». Это произведение оказало влияние на дальнейшее развитие учения о клетке. Положение - каждая клетка из клетки - подтвердилось дальнейшим развитием биологии. Положение Вирхова о том, что вне клеток нет жизни, тоже не потеряло своего значения. В целом появление «Целлюлярной патологии» Вирхова легло в основу современных представлений о клеточном строении орга­низма.

Со времени создания клеточной теории учение о клетке непрерывно развивалось. Постепенно было открыто, что основным субстратом является протоплазма. К концу прошлого века было обна­ружено сложное строение клетки, описаны органоиды. К началу XX века стало ясным значение клеточных структур в передаче наследственных свойств. Все это способствовало выделению самостоятель­ной ветви биологии - цитологии.

Основные положения современной клеточной теории:

- Клетка является наименьшей, структурной и функциональной основой живых организмов.

- Размножение клетки происходит путём деления исходной клетки.

- Клетки сходны по строению.

- Многоклеточные организмы – это сложные ансамбли клеток.