Цитологические основы наследственности

Содержание

Слайд 2

Клетки человека

Клетки человека

Слайд 3

Функции органоидов клетки: - хранение и передача генетической информации, - перенос

Функции органоидов клетки: - хранение и передача генетической информации, - перенос веществ,

- синтез и превращение веществ и энергии, - деление, - движение и др.

постоянные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки

Слайд 4

Схема строения клетки

Схема строения клетки

Слайд 5

(эндосомально-лизосомальный) Все органеллы объединяются в функциональные системы или аппараты клетки, в

(эндосомально-лизосомальный)

Все органеллы объединяются в функциональные системы или аппараты клетки, в

зависимости от выполнения тех или иных важнейших функций клетки под контролем ядра.

энергетический аппарат

синтетический аппарат

аппарат внутриклеточного переваривания

цитоскелет.

Слайд 6

Цитоплазматическая мембрана клетки

Цитоплазматическая мембрана клетки

Слайд 7

Гиалоплазма (клеточный сок, цитозоль, клеточный матрикс) – внутренняя среда клетки, на

Гиалоплазма (клеточный сок, цитозоль, клеточный матрикс) – внутренняя среда клетки, на

которую приходится до 55% ее общего объема. Она представляет собой сложную прозрачную коллоидную систему, в которой взвешены органеллы и включения и происходят обменные процессы.
Слайд 8

Органеллы: общего значения имеются во всех клетках и необходимы для обеспечения

Органеллы:
общего значения имеются во всех клетках и необходимы для обеспечения их

жизнедеятельности: митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, клеточный центр, компоненты цитоскелета, клеточная мембрана, микротрубочки, микрофиламенты.
- специальные органеллы имеются лишь в некоторых клетках и обеспечивают выполнение их специализированных функций: реснички, жгутики, микроворсинки, микрофибриллы.
Слайд 9

Эндоплазматическая сеть – (гранулярная) (агранулярная) имеет мембранное строение и состоит из

Эндоплазматическая сеть – (гранулярная) (агранулярная)
имеет мембранное строение и состоит из
уплощенных,

удлиненных трубчатых
и везикулярных образований, которые
называются цистерны, составляющие единое целое с внешней мембраной ядра.
Основные функции: синтез и транспорт веществ,
На гладкой синтезируются жиры и некоторые ферменты, на шероховатой – белки.
Слайд 10

Рибосома – самый мелкий органоид клетки (диаметр 15-30 нм). Это плотные

Рибосома – самый мелкий органоид клетки (диаметр 15-30 нм). Это плотные

немембранные компоненты, состоит из 2-х субъединиц – большой и малой, заполнен белком и РНК, примерно в равных долях.
Функции: обеспечивает синтез белка путем соединения аминокислот в полипептидные цепочки.
Слайд 11

Митохондрия – окружена двухслойной мембраной: внутренняя мембрана имеет выросты, которые называются

Митохондрия – окружена двухслойной мембраной: внутренняя мембрана имеет выросты, которые называются

кристы, для увеличения внутренней поверхности митохондрий. Внутреннее содержимое митохондрий называется матрикс, в нем содержится собственная кольцевая молекула ДНК, фосфатные гранулы и рибосомы.
Функции – участие в процессе внутриклеточного дыхания, обеспечение клетки энергией, получаемой благодаря процессам окисления и запасаемой в виде фосфатных связей АТФ. Митохондрии также участвуют в биосинтезе стероидов, окисления жирных кислот и синтезе нуклеиновых кислот.
Слайд 12

Комплекс Гольджи – сложноорганизованная органелла, представляет собой стопку уплощенных мембранных мешочков,

Комплекс Гольджи – сложноорганизованная органелла, представляет собой стопку уплощенных мембранных мешочков,

которые также называются цистернами, и окруженных пузырьками. Пузырьки на одном конце цистерны образуются, к другой прикрепляются, сливаясь с ней.
Функция: синтез полисахаридов и гликопротеинов, образование секреторных пузырьков, т.е. транспортная функция.
Слайд 13

Эндосома – мембранный пузырек, который обеспечивает перенос макромолекул с поверхности клетки

Эндосома – мембранный пузырек, который обеспечивает перенос макромолекул с поверхности клетки

в лизосомы, и их частичный и полный гидролиз.

Лизосома представляет собой мембранный мешочек, заполненный пищеварительными ферментами, активно участвуют в завершающих этапах процесса внутриклеточного переваривания захваченных клеткой макромолекул. С помощью лизосом в клетке происходит два процесса: 1- автография – это частичное переваривание клетки или удаление ненужных структур, 2 – автолиз – полное разрушение клетки.

Слайд 14

Пероксисома (микротельца) – мембранные сферические или удлиненные пузырьки. Наряду с митохондриями

Пероксисома (микротельца) – мембранные сферические или удлиненные пузырьки. Наряду с митохондриями

являются главным центром утилизации кислорода в клетке. В результате окисления аминокислот, углеводов и других соединений в клетках образуется сильный окислитель – перекись водорода, которая далее, благодаря действию каталазы пероксисом распадается с выделением кислорода и воды. Пероксисомы защищают клетку от действия перекиси водорода, оказывающей сильный повреждающий эффект.
Слайд 15

Цитоскелет сложная динамическая система микротрубочек, микрофиламентов и микротрабекул. Это все немембранные

Цитоскелет сложная динамическая система микротрубочек, микрофиламентов и микротрабекул. Это все немембранные

органеллы. Входят в состав сложноорганизованных органелл: ресничек, жгутиков, микроворсинок, клеточного центра.
Функции цитоскелета: поддержание и изменение формы клеток, распределение и перемещение компонентов клетки, транспорт веществ в клетку и из нее, обеспечение подвижности клетки, участие в межклеточных соединениях.
Слайд 16

Реснички и жгутики – органеллы специального значения, участвуют в процессах движения.

Реснички и жгутики – органеллы специального значения, участвуют в процессах движения.

Представляют собой выросты цитоплазмы, основу которых составляет каркас из микротрубочек, называемый осевой нитью или аксонемой.
Микроворсинки – пальцевидные выросты цитоплазмы. Они многократно увеличивают площадь поверхности клетки, на которой происходит расщепление и всасывание веществ.
Слайд 17

Включения – это временные компоненты цитоплазмы, обусловленные накоплением продуктов метаболизма клеток.

Включения – это временные компоненты цитоплазмы, обусловленные накоплением продуктов метаболизма клеток.

Подразделяются на:
Трофические включения: липидные (в виде липидных капель) и углеводные (гранулы гликогена).
Секреторные включения: мембранные пузырьки, содержащие секретируемый клеткой продукт.
Экскреторные включения содержат вредные продукты метаболизма, подлежащие удалению из клетки.
Пигментные включения: скопления эндогенных или экзогенных пигментов: гемоглобин, гемосидерин, меланин, липофусцин.
Слайд 18

Ядро клетки - важнейшая ее органелла, место хранения и воспроизведения наследственной информации.

Ядро клетки - важнейшая ее
органелла, место хранения и
воспроизведения наследственной

информации.
Слайд 19

Ядрышко - спирализованная рибосомальная РНК, которая находится в стадии созревания.

Ядрышко - спирализованная рибосомальная РНК, которая находится в стадии созревания.

Слайд 20

Хроматин – длинные тонкие нити (хромосомы), которые в делящейся клетке спирализуются

Хроматин – длинные тонкие нити (хромосомы), которые в делящейся клетке спирализуются

и становятся плотными и короткими тельцами хорошо различимыми в световой микроскоп. Это интерфазные хромосомы, находящиеся в деспирализованном состоянии. Хроматин имеет форму гранул или глыбок, интенсивно окрашенных специальными красителями.
Слайд 21

Компоненты хромосомы: -плечи -сестринские хроматиды (могут быть хромосомы одно- и двухроматидные)

Компоненты хромосомы:
-плечи
-сестринские хроматиды (могут быть хромосомы одно- и двухроматидные)
-первичная перетяжка (центромера):

может быть посередине, смещена к
одному из концов хромосом или располагаться на конце хромосомы
-вторичная перетяжка (её может не быть): она бывает у ядрышковой
хромосомы, здесь в интерфазном ядре образуется ядрышко,
-спутник.
В зависимости от степени спирализации ДНК в хромосоме выделяют
гетеро- и эухроматиновые районы, отличающиеся по функциональным и
генетическим свойствам.
Слайд 22

Виды хромосом Хромосомы – структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма.

Виды хромосом

Хромосомы – структурные элементы ядра клетки,
содержащие ДНК, в

которой заключена наследственная
информация организма.
Слайд 23

Хромосома

Хромосома

Слайд 24

Хромосома. Эухроматиновые и гетерохроматиновые районы.

Хромосома. Эухроматиновые и гетерохроматиновые районы.

Слайд 25

Половой хроматин, или тельце Барра -инактивированная Х-хромосома.

Половой хроматин, или тельце Барра -инактивированная Х-хромосома.

Слайд 26

Функции хромосом: - хранение генетической информации; - использование этой информации для

Функции хромосом:
- хранение генетической информации;
- использование этой информации для создания и

поддержания клеточной организации;
- регуляция считывания наследственной информации;
- самоудвоение генетического материала.
Слайд 27

Кариотип – набор хромосом в клетках тела, характерный для данного вида.

Кариотип – набор хромосом в клетках тела, характерный для данного вида.

Характеризуется определенными размерами, формой и числом.
Слайд 28

В любом многоклеточном организме существует два вида клеток – соматические (клетки

В любом многоклеточном организме существует два вида клеток – соматические (клетки

тела) и половые клетки или гаметы. В половых клетках число хромосом в два раза меньше, чем в соматических. В соматических клетках все хромосомы представлены парами – такой набор называется диплоидным и обозначается 2n. Парные хромосомы (одинаковые по величине, форме, строению) называются гомологичными.

В половых клетках каждая из хромосом в одинарном
числе. Такой набор называется гаплоидным и обозначается n.

44А+ХХ=46
44А+ХY=46

Слайд 29

Деление клетки- вид размножения клеток

Деление клетки- вид размножения клеток

Слайд 30

Деление клетки

Деление клетки

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Митоз - деление неполовых (соматических) клеток, при котором число получаемых дочерними

Митоз - деление неполовых (соматических) клеток, при котором число получаемых дочерними

клетками хромосом сохраняется.
Апоптоз – запрограммированная смерть клетки. Если бы клетки бесконечно делились, то человек стал бы бессмертен. Но ДНК клетки содержат «гены смерти», убивающие клетку. Она сжимается, органоиды и мембраны разрушаются.
Некроз- случайная гибель клетки.
Слайд 35

митоз

митоз

Слайд 36

Удвоение числа хромосом, биосинтез белка, удвоение органоидов. Интерфаза митоза Продолжительность 10-20 часов

Удвоение числа хромосом, биосинтез белка, удвоение органоидов.

Интерфаза митоза

Продолжительность
10-20 часов

Слайд 37

Центриоли делятся, расходятся к разным полюсам. Образуется веретено деления. Ядерная оболочка

Центриоли делятся, расходятся к разным полюсам. Образуется веретено деления. Ядерная оболочка

распадается, исчезает ядрышко. Спирализуются и укорачиваются хромосомы.

Митоз. Профаза

Слайд 38

Хромосомы располагаются по экватору клетки. К центромере прикрепляются нити веретена деления. Митоз. Метафаза

Хромосомы располагаются по экватору клетки. К центромере прикрепляются нити веретена деления.

Митоз.

Метафаза
Слайд 39

Дочерние хромосомы расходятся к полюсам клетки. Митоз. Анафаза.

Дочерние хромосомы расходятся к полюсам клетки.

Митоз. Анафаза.

Слайд 40

Хромосомы раскручиваются, возникает ядерная оболочка, в ядре формируется ядрышко. Митоз. Телофаза.

Хромосомы раскручиваются, возникает ядерная оболочка, в ядре формируется ядрышко.

Митоз. Телофаза.

Слайд 41

Биологическое значение митоза: Функционирование органов и тканей многоклеточного организма было бы

Биологическое значение митоза:
Функционирование органов и тканей многоклеточного организма было бы

невозможно без сохранения одинакового генетического материала в бесчисленных клеточных поколениях. Митоз обеспечивает процессы жизнедеятельности (эмбриональное развитие, рост, поддержание структурной целостности тканей при постоянной утрате клеток в процессе их функционирования, восстановление органов и тканей после повреждения.
Слайд 42

Возникает под действием радиации, химических веществ и др. Наблюдается в опухолевых

Возникает под действием радиации, химических веществ и др.
Наблюдается в опухолевых клетках,

характерна неограниченная способность к делению.
При таком делении может не быть центромер, быть несколько полюсов. Такой митоз приводит к повреждению или утрате хромосом, к появлению лишних хромосом Полиплоидные эмбрионы погибают на ранних стадиях. В норме полиплоидные клетки встречаются в сердечной мышце, печени, некоторых железах.
Мозаицизм – наличие в организме клеток с разным количеством хромосом.

Патологический митоз

Слайд 43

Мейоз Способ деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, приводит

Мейоз

Способ деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, приводит к

уменьшению числа хромосом в дочерних клетках вдвое.
Слайд 44

Слайд 45

Кроссинговер – обмен генетического материала между хромосомами, как результат «разрыва» и

Кроссинговер – обмен генетического материала между
хромосомами, как результат «разрыва» и

соединения хромосом;
процесс обмена участками
хромосом при перекресте хромосом

Кроссинговер – причина генетической рекомбинации.

Слайд 46

Гаметогенез Гаметогенез – образование женских (овогенез) и мужских (сперматогенез) половых клеток

Гаметогенез
Гаметогенез – образование женских (овогенез) и мужских (сперматогенез) половых клеток в

половых железах. Образуется 4 зрелые мужские половые клетки и 1 зрелая женская (3 другие незрелые, их называют редукционными тельцами, не участвуют в оплодотворении, рассасываются).
Слайд 47

Мелкие, подвижные, 50 – 70 мкм у человека. Состоит из трёх

Мелкие, подвижные, 50 – 70 мкм у человека. Состоит из трёх частей:

головки (содержит ядро, акросому, в которой есть ферменты, разрушающие оболочку яйцеклетки при оплодотворении), шейки (содержит центриоли, митохондрии) и хвоста (жгутик).

Строение сперматозоида

Слайд 48

Округлая, неподвижная, не способна к самостоятельному перемещению. Покрыта оболочкой (их может

Округлая, неподвижная, не способна к самостоятельному перемещению. Покрыта оболочкой (их может

быть несколько), внутри цитоплазма с питательными веществами и ядром. Больших размеров, т. к. накапливает питательные вещества (в виде желточных зёрен и белка), необходимые для развития зародыша. Диаметр яйцеклетки у человека – 100 – 300 мкм.

Строение яйцеклетки

Слайд 49

Оплодотворение Оплодотворение – процесс слияния сперматозоидов с яйцеклетками с последующим слиянием

Оплодотворение

Оплодотворение – процесс слияния сперматозоидов с яйцеклетками с последующим слиянием их

ядер. Происходит в маточной трубе. Сперматозоид проникает через оболочку яйцеклетки. Ядра половых клеток сливаются, образуется зигота (она содержит 46 хромосом). Происходит активация зиготы к дроблению и дальнейшему развитию.
Слайд 50

Биологическое значение мейоза 1) Благодаря редукционному делению обеспечивается постоянный для каждого

Биологическое значение мейоза
1) Благодаря редукционному делению обеспечивается постоянный для каждого вида

полный диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК.
2) Перекрест хромосом, обмен участками, независимое расхождение пары гомологичных хромосом дает большое разнообразие гамет, а значит большую наследственную изменчивость.
Слайд 51

Слайд 52

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) – оплодотворение вне организма. В пробирке оплодотворяют яйцеклетку

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) – оплодотворение вне организма. В пробирке оплодотворяют яйцеклетку

сперматозоидом, трёхдневный зародыш имплантируют в матку женщины, плод развивается.
1986 г. – в России начаты работы по получению «пробирочных» детей.
Слайд 53

Биологическое значение оплодотворения 1) При слиянии женских и мужских половых клеток

Биологическое значение оплодотворения
1) При слиянии женских и мужских половых клеток образуется

новый организм, несущий признаки матери и отца.
2) При образовании половых клеток в мейозе возникают гаметы с разным сочетанием хромосом. В результате потомки сочетают в себе признаки обоих родителей в различных комбинациях, а это колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов.
Слайд 54

Обмен веществ в клетке Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают

Обмен веществ в клетке
Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные

вещества и кислород и выделяются продукты распада.
Функции
– обеспечение клетки строительным материалом (пластический обмен).
– обеспечение клетки энергией (энергетический обмен).
Через пластический и энергетический обмены осуществляется связь клетки с внешней средой. Эти процессы являются основным условием поддержания жизни клетки, источником её роста, развития и функционирования.
Живая клетка представляет собой открытую систему, поскольку между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ и энергии.
Слайд 55

Раздражимость. Живые клетки способны реагировать на физические и химические изменения окружающей

Раздражимость.
Живые клетки способны реагировать на физические и химические изменения окружающей их

среды. Это свойство клеток называется раздражимостью или возбудимостью. При этом из состояния покоя клетка переходит в рабочее состояние – возбуждение. При возбуждении в клетках меняется скорость биосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура. В возбуждённом состоянии разные клетки выполняют свойственные им функции. Железистые клетки образуют и выделяют вещества, мышечные клетки сокращаются, в нервных клетках возникает слабый электрический сигнал – нервный импульс, который может распространяться по клеточным мембранам.
Слайд 56

Клеточная теория Ученые Шлейден и Шванн собрали все знания о клетке

Клеточная теория
Ученые Шлейден и Шванн собрали все знания о клетке и

сформулировали клеточную теорию:
Клетка, как элементарная живая структура, способна к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению, лежит в основе строения и развития всех живых организмов, за исключением вирусов.
Клетке присуще мембранное строение
Размножение клетки происходит путем их деления и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной материнской клетки
У всех организмов клетки построены по единому принципу, сходны по химическому составу, характеру химической реакции, основному направлению жизнедеятельности и обмена веществ.
Слайд 57

Ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного

Ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию
о первичной структуре одного

белка, т. е. развитие одного признака.
Слайд 58

Ген –структурная и функциональная частица информации о наследственности. Это небольшой участок

Ген –структурная и функциональная частица информации о наследственности. Это небольшой участок

ДНК, в котором содержится знание об определенной последовательности аминокислот для построения белка либо функциональной РНК (с которой также будет синтезирован белок). Ген определяет те признаки, которые будут наследоваться и передаваться потомками дальше по генеалогической цепи.

Что такое ген?

Слайд 59

Слайд 60

Принцип комплементарности Тигр-Альбинос. Цапля -Голубая.

Принцип комплементарности

Тигр-Альбинос. Цапля -Голубая.

Слайд 61

Слайд 62

Слайд 63

Слайд 64

Слайд 65

Слайд 66

Транскрипция (перепись) – синтез иРНК на матрице ДНК (протекает в ядре

Транскрипция (перепись) – синтез иРНК на матрице ДНК (протекает в ядре

клетки). Это процесс списывания информации о структуре белка с участка ДНК на иРНК. Идет по принципу комплементарности с помощью фермента полимеразы.
Трансляция (передача) – перенос информации с иРНК на белок во время его синтеза на рибосомах.
Слайд 67

Репликация ДНК – самоудвоение ДНК. Идёт по принципу комплементарности: А –

Репликация ДНК – самоудвоение ДНК.
Идёт по принципу комплементарности:
А –

Т (двойная водородная связь),
Г – Ц (тройная водородная связь, более прочная).
Благодаря этому свойству ДНК передаёт наследственную информацию от материнской клетки к дочерним.
Слайд 68

Репарация (восстановление) – исправление поврежденных в результате мутаций участков ДНК с

Репарация (восстановление) – исправление поврежденных в результате мутаций участков ДНК с

помощью специальных ферментных систем (нетипичный мутантный участок ДНК вырезается с помощью особых ферментов, а на его месте на второй цепи достраивается нормальный участок).