Клеточный уровень организации живой материи презентация. Презентация на тему "особенности биологического уровня организации материи". Строение животной клетки

Содержание Микроскоп Имена, сыгравшие роль в изучении клетки Основные положения клеточной теории Клеточные структуры: Органоиды клетки: Клеточная мембрана Цитоплазма Ядро Рибосомы Комплекс Гольджи ЭПС Лизосомы МитохондрииМитохондрии Пластиды Клеточный центр Органоиды движения

Микроскоп Антон Ван Левенгук Антон Ван Левенгук создал первый в мире микроскоп, что позволило заглянуть в микроструктуру клетки. С усовершенствованием микроскопа учёным открывались всё новые и новые неизвестные части клетки, процессы жизнедеятельности, которые можно было наблюдать в световой микроскоп. Рис. 1: микроскоп Левенгука Электрический микроскоп, изобретённый в ХХ веке, и его усовершенствование модели позволяют увидеть микроскопическое строение клеточных структур. При объёмном сканировании можно увидеть строение клетки и её органоидов такими, какие они в своей натуральной среде, в живом организме. Рис. 2: Электрический микроскоп

Имена, сыгравшие роль в изучении клетки Антон ван Левенгук Антон ван Левенгук – впервые рассмотрел одноклеточные организмы в микроскоп. Роберт Гук Роберт Гук – предложил сам термин – «Клетка». Т. Шванн Т. Шванн и М. Шлейден – сформулировали клеточную теорию в середине XIX века.М. Шлейден клеточную теорию Р. Броун Р. Броун – в начале XIX века увидел внутри клеток листа плотное образование, которое назвал ядром. Р. Вирхов Р. Вирхов – доказал, что клетки способны делиться и предложил дополнение к клеточной теории.

Основные положения клеточной теории 1.Все живые существа, от одноклеточных до крупных растительных и животных организмов, состоят из клеток. 2.Все клетки сходны по строению, химическому составу и жизненным функциям. 3.Клетки специализированы, и в многоклеточных организмах, по составу и функциям и способны к самостоятельной жизнедеятельности. 4.Клетки образованы из клеток. Клетка лежит в основе разложения материнской на две дочерние.

Клеточные структуры Клеточная мембрана Стенки большинства органоидов образованы клеточной мембраной. Строение клеточной мембраны: Она трёхслойная. Толщина - 8 нанометров. 2 слоя образуют липиды, в которых находятся белки. Белки мембраны часто образуют мембранные каналы, по которым транспортируются ионы калия, кальция, натрия. Крупные молекулы белков, жиров и углеводов проникают в клетку с помощью фагоцитоза и пиноцитоза. Фагоцитоз - поступление твёрдых частиц, окружённых клеточной мембраной, в цитоплазму клетки. Пиноцитоз - поступление капелек жидкости, окружённых клеточной мембраной, в цитоплазму клетки. Поступление веществ через мембрану происходит избирательно, кроме того она ограничивает клетку, отделяет её от других, от окружающей среды, придаёт форму и защищает от повреждений. Рис. 4: А – процесс фагоцитоза; Б – процесс пиноцитоза Рис. 3: Строение клеточной мембраны

Клеточные структуры Цитоплазма. Ядро. Цитоплазма – полужидкое содержимое клетки, в котором находятся все органоиды клетки. В состав входят различные органические и неорганические вещества, вода и соли. Ядро: Округлое, плотное, тёмное тельце в клетках растений, грибов, животных. Окружено ядерной мембраной. Наружный слой мембраны шероховатый, внутренний - гладкий. Толщина - 30 нанометров. Имеет поры. Внутри ядра - ядерный сок. Содержатся хроматиновые нити. Хроматин - ДНК+БЕЛОК. Во время деления ДНК накручивается на белок, как на катушку. Так образуются хромосомы. У человека соматические клетки тела имеют 46 хромосом. Это диплоидный (полный, двойной) набор хромосом. В половых клетках 23 хромосомы (гаплоидный, половинный) набор. Видоспецифичный набор хромосом в клетке называется кариотип. Организмы в клетках которых нет ядра называются – прокариоты. Эукариоты-организмы, клетки которых содержат ядро. Рис. 6: Мужской хромосомный набор Рис. 5: Строение ядра

Органоиды клетки Рибосомы Органоиды шаровидной формы, диаметром нанометров. В их состав входят ДНК и белок. Рибосомы формируются в ядрышках ядра, а затем выходят в цитоплазму, где начинают выполнять свою функцию – синтез белков. В цитоплазме рибосомы чаще всего расположены на шероховатой эндоплазматической сети. Реже они свободно взвешены в цитоплазме клетки. Рис. 7: Строение рибосомы эукариотической клетки

Органоиды клетки Комплекс Гольджи Это полости, стенки которых образованы одним слоем мембраны, которые располагаются у ядра стопками. Внутри находятся синтезированные вещества, которые накапливаются в клетке. От комплекса Гольджи отшнуровываются пузырьки, которые формируются в лизосомы. Рис. 8: Схема строения и микрофотография аппарата Гольджи

Органоиды клетки ЭПС ЭПС - эндоплазматическая сеть. Представляет собой сеть канальцев, стенки которых образованы клеточной мембраной. Толщина канальцев - 50 нанометров. ЭПС бывает 2-ух видов: гладкая и гранулярная (шероховатая). Гладкая выполняет транспортную функцию, на шероховатой (на её поверхности рибосомы) синтезируются белки. Рис. 9: Электронная микрофотография участка гранулярной ЭПС

Органоиды клетки Лизосомы Лизосома представляет собой маленький пузырёк, диаметром всего 0,5 – 1,0 мкм, содержащий в себе большой набор ферментов, способных разрушать пищевые вещества. В одной лизосоме может находиться 30 – 50 различных ферментов. Лизосомы окружены мембраной, способной выдержать воздействие этих ферментов. Формируются лизосомы в Комплексе Гольджи. Рис. 10: схема переваривания клеткой пищевой частицы при помощи лизосомы

Органоиды клетки Митохондрии Строение митохондрий: Округлые, овальные, палочковидные тельца. Длина -10 микрометров, диаметр -1 микрометр. Стенки образованы двумя мембранами. Наружная - гладкая, внутренняя имеет выросты - кристы. Внутренняя часть заполнена веществом, в котором находится большое количество ферментов, ДНК, РНК. Это вещество называется - матрикс. Функции: Митохондрии вырабатывают молекулы АТФ. Их синтез происходит на кристах. Больше всего митохондрий в клетках мышц. Рис. 11: Строение митохондрии

Органоиды клетки Пластиды Пластиды бывают трёх видов: лейкопласты - бесцветные, хлоропласты - зелёные (хлорофилл), хромопласты - красные, жёлтые, оранжевые. Пластиды встречаются только в растительных клетках. Хлоропласты имеют форму соевого зёрнышка. Стенки образованы двумя мембранами. Наружный слой - гладкий, внутренний имеет выросты и складочки, которые образуют стопки пузырьков, называемые гранами. В гранах находится хлорофилл, т.к основная функция хлоропластов - фотосинтез, в результате которого из углекислого газа и воды образуются углеводы и АТФ. Внутри хлоропластов находятся молекулы ДНК, РНК, рибосомы, ферменты. Они тоже могут делиться (размножаться). Рис. 12: Строение хлоропласта

Органоиды клетки Клеточный центр Около ядра у низших растений и животных находятся две центиоли, это клеточный центр. Это два цилиндрических тельца расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу. Стенки их образованы 9-ю триплетами микротрубочек. Микротрубочки образуют цитоскелет клетки, по которому двигаются органоиды. Клеточный центр во время деления образует нити веретена деления, при этом он удваивается, 2 центриоли отходят к одному полюсу, а 2 к другому. Рис. 13: А – схема строения и Б – электронная микрофотография центриоли

Органоиды клетки Органоиды движения Органоиды движения - реснички и жгутики. Реснички короче - их больше, а жгутики длиннее - их меньше. Они образованы мембраной, внутри них находятся микротрубочки. Некоторые органоиды движения имеют базальные тельца, закрепляющие их в цитоплазме. Движение осуществляется за счёт скольжения трубочек друг по другу. В дыхательных путях человека мерцательный эпителий имеет реснички, которые выгоняют пыль, микроорганизмы, слизь. Простейшие имеют жгутики и реснички. Рис. 14: Одноклеточные организмы, способные к движению

Антон ван Левенгук Он родился 24 октября 1632 г. в городе Делфте в Голландии. Его родные были уважаемыми бюргерами и занимались плетением корзин и пивоварением. Отец Левенгука умер рано, и мать отправила мальчика учиться в школу, мечтая сделать из него чиновника. Но в 15 лет Антони оставил школу и уехал в Амстердам, где поступил учиться торговому делу в суконную лавку, работая там бухгалтером и кассиром. В 21 год Левенгук вернулся в Делфт, женился и открыл собственную торговлю мануфактурой. О его жизни в последующие 20 лет известно очень мало, за исключением того, что у него было несколько детей, большинство из которых умерло, и что, овдовев, он женился во второй раз, Известно также, что он получил должность стража судебной палаты в местной ратуше, что, по современным представлениям, соответствует сочетанию дворника, уборщика и истопника в одном лице. У Левенгука было своё хобби. Приходя со службы домой, он запирался в своём кабинете, куда в это время не допускалась даже жена, и с увлечением рассматривал под увеличительными стёклами самые разные предметы. К сожалению, эти стёкла увеличивали не слишком сильно. Тогда Левенгук попробовал сделать свой собственный микроскоп с использованием шлифованных стёкол, что ему успешно удалось.

Роберт Гук (англ. Robert Hooke ; Роберт Хук, 18 июля 1635 г., остров Уайт 3 марта 1703 г., Лондон) английский естествоиспытатель, учёный-энциклопедист. Отец Гука, пастор, готовил его первоначально к духовной деятельности, но ввиду слабости здоровья мальчика и проявляемой им способности к занятию механикой предназначил его к изучению часового мастерства. Впоследствии, однако, молодой Гук получил интерес к научным занятиям и вследствие этого был отправлен в Вестминстерскую школу, где успешно изучал языки латинский, древнегреческий, еврейский, но в особенности интересовался математикой и выказал большую способность к изобретениям по физике и механике. Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета, в котором он стал заниматься с 1653 года; он сначала стал помощником химика Виллиса, а потом известного Бойля. В течение своей 68-летней жизни Роберт Гук, несмотря на слабость здоровья, был неутомим в занятиях, сделал много научных открытий, изобретений и усовершенствований. В 1663 Лондонское королевское общество, признав полезность и важность его открытий, сделало его своим членом; впоследствии он был назначен профессором геометрии в Gresham College.

Роберт Гук Открытия К числу открытий Гука принадлежат: открытие пропорциональности между упругими растяжениями, сжатиями и изгибами и производящими их напряжениями, некая первоначальная формулировка закона всемирного тяготения (приоритет Гука оспаривался Ньютоном, но, по-видимому, не в части первоначальной формулировки), открытие цветов тонких пластинок, постоянства температуры таяния льда и кипения воды, идеи о волнообразном распространении света и идеи о тяготении, живой клетки (с помощью усовершенствованного им микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин "клетка" - англ. cell) и многого другого. Во-первых, следует сказать о спиральной пружине для регулирования хода часов; изобретение это было сделано им в течение времени от 1656 до В 1666 он изобрел спиртовой уровень, в 1665 представил королевскому обществу малый квадрант, в котором алидада перемещалась помощью микрометренного винта, так что представлялась возможность отсчитывать минуты и секунды; далее, когда найдено было удобным заменить диоптры астрономических инструментов трубами, он предложил помещать в окуляр нитяную сетку. Кроме того, он изобрел оптический телеграф, термометр-минима, регистрирующий дождемер; делал наблюдения с целью определить влияние вращения земли на падение тел и занимался многими Рис. 3: Микроскоп Гука физическими вопросами, например, о влияниях волосности, сцелления, о взвешивании воздуха, об удельном весе льда, изобрел особый ареометр для определения степени пресности речной воды (water-poise). В 1666 Гук представил Королевскому обществу модель изобретенных им винтовых зубчатых колес, описанных им впоследствии в « Lectiones Cutlerianae » (1674).

Т. Шванн Теодор Шванн () родился 7 декабря 1810 года в Нойсе на Рейне, вблизи Дюссельдорфа, посещал гимназию иезуитов в Кельне, изучал медицину с 1829 года в Бонне, Варцбурге и Берлине. Степень доктора он получил в 1834 году, в 1836 году открыл пепсин. Монография Шванна «Микроскопические исследования о сходстве в структуре и росте животных и растений» (1839) принесла ему мировую известность. С 1839 года он являлся профессором анатомии в Левене, Бельгия, с 1848 года - в Люттихе. Шванн не был женат, был правоверным католиком. Он умер в Кельне 11 января 1882 года. Его диссертация о необходимости атмосферного воздуха для развития цыпленка (1834) познакомила с ролью воздуха в процессах развития организмов. Необходимость кислорода для брожения и гниения была продемострирована и в опытах Гей-Люссака. Наблюдения Шванна возродили интерес к теории самозарождения и воскресили представления о том, что благодаря нагреванию воздух теряет свою жизненную силу, которая необходима для зарождения живых существ. Шванн попытался доказать, что прогретый воздух не препятствует жизненному процессу. Он показал, что лягушка нормально дышит в прогретом воздухе. Однако если пропускать прогретый воздух через суспензию дрожжей, в которую добавлен сахар, брожения не происходит, тогда как не прогретые дрожжи быстро развиваются. К известным опытам по винному брожению Шванн пришел на основании теоретических и философских соображений. Он подтвердил представление о том, что винное брожение вызывается живыми организмами - дрожжами. Наиболее известны работы Шванна в области гистологии, а также труды, посвященные клеточной теории. Ознакомившись с работами М. Шлейдена, Шванн пересмотрел весь имевшийся на то время гистологический материал и нашел принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных. Взяв в качестве характерного элемента клеточной структуры ядро, Шванн смог доказать общность строения клеток растений и животных. В 1839 вышло в свет классическое сочинение Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений».

М. Шлейден Шлейден (Schleiden) Маттиас Якоб (, Гамбург – , Франкфурт-на-Майне), немецкий ботаник. Изучал право в Гейдельберге, ботанику и медицину в университетах Гёттингена, Берлина и Йены. Профессор ботаники Йенского университета (1839–62), с 1863 – профессор антропологии Дерптского университета (Тарту). Основное направление научных исследований – цитология и физиология растений. В 1837 Шлейден предложил новую теорию образования растительных клеток, основанную на представлении о решающей роли в этом процессе клеточного ядра. Учёный полагал, что новая клетка как бы выдувается из ядра и затем покрывается клеточной стенкой. Исследования Шлейдена способствовали созданию Т. Шванном клеточной теории. Известны работыШлейдена о развитии и дифференцировке клеточных структур высших растений.). В 1842 он впервые обнаружил ядрышки в ядре. Среди наиболее известных трудов ученого – «Основы ботаники» (Grundz ge der Botanik, 1842– 1843 гг.)

Р. Броун Роберт Броун (англ. Robert Brown 21 декабря 1773г., Монтроза – 10 июня 1856 г.) выдающийся английский ботаник. Родился 21 декабря г. в Монторозе в Шотландии, учился в Абердине и Эдинбурге и в 1795г. поступил прапорщиком и помощником хирурга в полк шоландской милиции, с которым находился в Ирландии. Усердные занятия естественными науками снискали ему дружбу сэра Иосифа Банка по рекомендации которого он был назначен ботаником в экспедиции, отправленной в 1801 г., под начальством капитана Флиндера, для исследования берегов Австралии. Вместе с художником Фердинандом Бауэром он посетил некоторые части Австралии, затем Тасманию и острова Бассова пролива. В 1805 г. Броун возвратился в Англию, привезя с собой около 4000 видов австралийских растений; он употребил несколько лет на разработку этого богатого материала, какого ещё никто никогда не привозил из дальних стран. Сделанный сэром Банком библиотекарем его дорогого собрания естественно-исторических сочинений, Броун издал: «Prodromus florae Novae Hollandiae» (Лондон, 1810), которую Окэн отпечатал в «Isis», a Nees von Esenbeck (Нюрнберг, 1827 г.) издал с прибавлениями. Эта образцовая работа дала новое направление географии растений (фитогеографии). Он составлял также отделы ботаники в донесениях Росса, Парри и Клаппертона, путешественников по полярным странам, помогал хирургу Ричардсону, собравшему много интересного во время путешествия с Франклином; постепенно описал гербарии, собранные: Горсфильдом на Яве в гг. Oudneyом и Клаппертоном в Центральной Африке, Христианом Смитом, спутником Тюкея во время экспедиции по течению Конго. Естественная система многим ему обязана: он стремился к возможно большей простоте как в классификации, так и в терминологии, избегал всяких ненужных нововведений; очень многое сделал для исправления определений старых и установления новых семейств. Он работал также и в области физиологии растений: исследовал развитие пыльника и движение плазматических телец в нем.

Р. Вирхов () (нем. Rudolf Ludwig Karl Virchow) немецкий учёный и политический деятель второй половины XIX столетия, основоположник клеточной теории в биологии и медицине; был известен также как археолог. Он родился 13-го октября 1821 года в местечке Шифельбейне прусской провинции Померании. Окончив курс в берлинском медицинском институте Фридриха-Вильгельма в 1843 г., В. сначала поступил ассистентом, а затем сделан был прозектором при берлинской больнице Charité. В 1847 г. получил право преподавания и вместе с Бенно Рейнхардом (1852) основал журнал «Archiv für pathol. Anatomie u. Physiologie u. für klin. Medicin», пользующийся ныне всемирной известностью под именем Вирховского Архива. В начале 1848 года Вирхов был командирован в Верхнюю Силезию для изучения господствовавшей там эпидемии голодного тифа. Его отчет об этой поездке, напечатанный в Архиве и имеющий большой научный интерес, окрашен в то же время политическими идеями в духе 1848 года. Это обстоятельство, равно как и вообще участие его в реформаторских движениях того времени, вызвали нерасположение к нему прусского правительства и побудили его принять предложенную ему ординарную кафедру патологической анатомии в Вюрцбургском университете, быстро прославившую его имя. В 1856 году он вернулся в Берлин профессором патологической анатомии, общей патологии и терапии и директором вновь учрежденного патологического института, где оставался до конца жизни. Русские учёные-врачи особенно много обязаны Вирхову и его институту.

Натуралистическая биология Аристотель: -Разделил царство животных на две группы: имеющих кровь и лишенных крови. - Человек на вершине кровяных животных (антропоцентризм). К. Линней: -разработал стройную иерархию всех животных и растений (вид – род – отряд – класс), -ввел точную терминологию для описания растений и животных.

Эволюционная биология Вопрос о происхождении и сущности жизни. Ж. Б. Ламарк предложил первую эволюционную теорию в 1809 г. Ж. Кювье – теорию катастроф. Ч. Дарвин эволюционная теория в 1859 г.эволюционная теория в 1859 г Современная (синтетическая) теория эволюции (представляет синтез генетики и дарвинизма).

Молекулярно-генетический уровень Уровень функционирования биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов) и др., лежащих в основе процессов жизнедеятельности организмов. Элементарная структурная единица – ген Носитель наследственной информации – молекула ДНК.

Нуклеиновые кислоты Сложные органические соединения, представляющие собой фосфорсодержащие биополимеры (полинуклеотиды). Типы: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Генетическая информация организма хранится в молекулах ДНК. Обладают свойством молекулярной дисимметрией (асимметрией), или молекулярной хиральностью –являются оптически активными.

ДНК состоит из двух цепей, закрученных в двойную спираль. РНК содержит 4-6 тысяч отдельных нуклеотидов, ДНК – тысяч. Ген – это участок молекулы ДНК или РНК.

Клеточный уровень На этом уровне происходит пространственное разграничение и упорядочение процессов жизнедеятельности благодаря разделению функций между специфическими структурами. Основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов является клетка. История жизни на нашей планете начиналась с этого уровня организации.

Все живые организмы состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности. Новые клетки образуются путем деления существовавших ранее клеток. Все клетки сходны по химическому составу и обмену веществ. Активность организма как целого слагается из активности и взаимодействия отдельных клеток.

В 1830-е гг. было открыто и описано клеточное ядро. Все клетки состоят из: 1)плазматической мембраны, контролирующей переход веществ из окружающей среды в клетку и обратно; 2)цитоплазмы с разнообразной структурой; 3)клеточного ядра, в котором содержится генетическая информация.

Онтогенетический (организменный) уровень Организм – это целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Онтогенез – процесс индивидуального развития организма от рождения до смерти, процесс реализации наследственной информации.

Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию, воспроизводящую себя на протяжении длительного времени и обладающую общим генетическим фондом. Вид – совокупность особей, сходных по строению и физиологическим свойствам, имеющих общее происхождение, могущих свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство.

Биогеоценотический уровень Биогеоценоз, или экологическая система (экосистема) – совокупность биотических и абиотических элементов, связанных между собой обменом вещества, энергии и информации, в рамках которой может осуществляться круговорот веществ в природе.

Биогеоценоз – это целостная саморегулирующаяся система, состоящая из: 1)продуценты (производящие), непосредственно перерабатывающие неживую материю (водоросли, растения, микроорганизмы); 2)консументы первого порядка – вещество и энергия получаются за счет использования продуцентов (травоядные животные); 3)консументы второго порядка (хищники и т.д.); 4)падальщики (сапрофиты и сапрофаги), питающиеся мертвыми животными; 5)редуценты – это группа бактерий и грибов, разлагающие остатки органической материи.

Уровни организации живой материи Уровни организации живой материи. Автор: Лысенко Роман, Ученик 10 а класса МБОУ СОШ 31 Г.Новочеркасска Учитель биологии: Баштанник Н.Е учебный год

Молекулярный уровень это уровень функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика.

Клеточный уровень это уровень клеток (клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов). Клетка - это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология. (Нервная клетка)

Организменный уровень это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. Специфика организменного уровня в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией), физиологией, генетикой, палеонтологией.

Популяционно-видовой это уровень совокупностей особей - популяций и видов. Этот уровень изучается систематикой, таксономией, экологией, биогеографией, генетикой популяций. На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов.

Экосистемный уровень это уровень микро экосистем, мезо экосистем, макро экосистем. На этом уровне изучаются типы питания, типы взаимоотношений организмов и популяций в экосистеме, численность популяций, динамика численности популяций, плотность популяций, продуктивность экосистем, сукцессии. Этот уровень изучает экология.

*1 – 4 *2 – 3 *3 – 1 *4 – 3 *5 - 3 *6 – 4 *7 – 1 *8 – 3 *9 – 2 *10 – 1 * 24

Слайд 2

• Биология – наука о жизни и живой природе.
• Основные задачи – дать научное определение жизни, указать на принципиальное отличие живого от неживого, выяснить специфику биологической формы существования материи.
• Основной объект биологических исследований – живая материя.