Легостаева Т.Б.

Т.Б. Легостаева

Молекулярно-клеточный уровень жизни

Магнитогорск

УДК 576.3

ББК 28.05

Рецензенты:

доктор медицинских наук Антипанова Н.А.,

кандидат медицинских наук Котляр Н.Н.

Легостаева Т.Б.

Молекулярно-клеточный уровень жизни: учебное пособие. – Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2015.

В пособии содержатся основные сведения разделов дисциплин «Биология» и «Цитологические основы физиологии». На доступном уровне представлены материалы о строении и функционировании, химическом составе клеток различных живых организмов, показаны важнейшие биологические процессы, происходящие в клетке. В содержании можно отметить наличие современных научных данных по геномике и геному человека.

Данное учебное пособие содержит большое количество наглядного материала для лучшего понимания наиболее сложных тем.

В конце каждой темы приведены практические задания по заполнению таблиц и решению молекулярных задач, а также тестовые вопросы, направленные на более эффективное усвоение материала.

УДК 576.3

ББК 28.05

© ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2015

© Легостаева Т.Б., 2015

Оглавление

ТЕМА 1. ИСТОРИЯ ЦИТОЛОГИИ. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ.. 2

1.1. Основные этапы развития цитологии. 2

1.1.1. История открытия клетки. 2

1.1.2. Основные положения клеточной теории (1839 г.) 11

1.1.3. Основные положения современной клеточной теории. 14

1.2.Методы изучения клетки. 15

1.2.1. Оптическая микроскопия. 15

1.2.2. Метод электронной микроскопии. 19

1.2.3. Метод центрифугирования. 21

1.2.4. Метод культивирования клеток и тканей. 21

1.2.5. Метод слияния клеток. 22

1.3. Практическое задание. 23

1.4. Вопросы теста. 26

ТЕМА 2. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ.. 32

2.1. Структурно-функциональная организация клетки. 32

2.1.1. Клеточная оболочка. 33

2.1.2. Плазматическая мембрана. 34

2.1.3. Клеточные включения. 38

2.1.4. Цитоплазма. 39

2.1.5. Органоиды (или органеллы) 39

2.1.6. Немембранные органоиды.. 40

2.1.7. Органоиды движения. Реснички и жгутики. 52

2.1.8. Ядро. 53

2.2. Практическое задание. 55

2.3. Вопросы теста. 56

ТЕМА 3. КЛЕТКИ И ОРГАНИЗМЫ... 60

3.1. Систематика различных организмов. 60

3.2. Империя неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae) 60

3.3. Империя клеточные организмы (Сellulata) 62

3.3.1. Особенности строения клеток прокариот. 62

3.3.2. Царство настоящие бактерии (эубактерии) Bacteria (Eubacteria) 64

3.4. Подимперия ядерные, или эукариоты (Eucaryota) 65

3.5. Практическое задание. 72

3.6. Вопросы теста. 74

ТЕМА 4. ХИМИЯ ЖИЗНИ.. 78

4.1. Различие между живой и неживой природой. 78

4.2. Неорганические вещества. 80

4.2.1. Вода. 80

4.2.2. Минеральные соли. 82

4.2.3. Функции химических элементов в организме человека. 83

4.3. Органические вещества. 85

4.3.1. Белки. 85

4.3.2. Углеводы.. 90

4.3.3. Липиды.. 91

4.3.4. Аденозинтрифосфат (АТФ) 94

4.4. Практическое задание. 95

4.5. Вопросы теста. 95

ТЕМА 5. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА ОРГАНИЗМА.. 99

5.1. История изучения нуклеиновых кислот. Доказательства генетической роли нуклеиновой кислоты.. 99

5.2. Строение ДНК. Свойства и функции. 102

5.2.1. Пространственная модель ДНК.. 102

5.2.2. Репликация ДНК.. 108

5.3. Виды РНК. Строение и функции РНК.. 109

5.3.1. Виды РНК.. 109

5.3.2. Функции РНК.. 110

5.5. Современные представления о строении гена. Интрон-экзонная структура у эукариот 111

5.6. Практическое задание. 112

5.7. Вопросы теста. 113

6. ХРОМОСОМА КАК НОСИТЕЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ. ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА 116

6.1. Хромосомная теория наследственности. 116

6.1.1. Основные положения хромосомной теории наследственности (Т. Морган, 1910) 117

6.1.2. Нормальный кариотип человека. Особенности строения мужского и женского кариотипов 117

6.1.3. Строение хромосом и их морфология. 118

6.1.4. Классификация хромосом и их структура. 119

6.2. Методы дифференциального окрашивания хромосом.. 121

6.3. Геном человека. Геномика, транскриптомика, протеомика. 124

6.3.1. Проект по расшифровке генома человека. 125

6.3.2. Результаты проекта «Геном человека». 127

6.3.3. История изучения генома человека. 130

6.3.4. Перспективы проекта «Геном человека». 132

6.4. Геномика как направление молекулярной генетики. 133

6.5. Картирование генома человека. 134

ТЕМА 7. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КЛЕТКИ.. 134

7.1. Биосинтез белка. 134

7.2. Генетический код. 141

7.2.1. Свойства генетического кода. 142

7.3. История изучения деления клеток. Механизм преемственности наследственных свойств 143

7.4. Понятие клеточного цикла и его периоды.. 144

7.4.1. Митоз – непрямое деление соматической клетки. 144

7.4.2. Мейоз – деление, связанное с созреванием половых клеток. 146

7.5. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. 149

7.5.1. Виды обмена веществ. 149

7.5.2. Этапы энергетического обмена. 151

7.6. Практическая работа. 153

7.7. Вопросы теста. 162