Типы животных тканей: особенности строения и функционирования.

Гистология -наука о развитии, строении и жизнедеятельности тканей животных организмов, в том числе и человека. Ткани — сложившиеся в процессе исторического развития многоклеточных организмов структуры, образованные клетками. Они содержат также межклеточное вещество. Ткани входят в состав органов и участвуют в выполняемой ими функции. Строение той или иной ткани соответствует деятельности, которую она осуществляет.

Выделяют 4 типа тканей, соответствующие основным соматическим функциям организма.

Эпителиальная ткань. Ее клетки тесно лежат одна к другой, межклеточного вещества очень мало, иногда клетки связаны между собой протоплазматическими мостиками. В однослойном эпителии клетки лежат в один ряд, в многослойном — в несколько рядов, скрепляемых тоиофибриллами (имеющими вид переплетенных дуг, опирающихся на базальную мембрану) (рис. 9). Другая отличительная черта эпителия — неодинаковость в строении внешней части клеток и их базальной части, где расположено ядро. Пограничные ткани, или эпителий, образует покровы тела и оболочки. Эпителий представляет собой пласты, покрывающие внутренние и внешние поверхности организмов. Его основной функцией является защита соответствующих органов от механических повреждений и инфекции. В тех местах, где ткань организма подвергается постоянным нагрузкам и трениям и «снашивается», клетки эпителия размножаются с большой скоростью. Нередко в местах больших нагрузок эпителий уплотняется или ороговевает. Свободная поверхность эпителия также может выполнять функции всасывания, секреции и экскреции, воспринимать раздражения. Так как к эпителию не подходят кровеносные сосуды, снабжение кислородом и питательными веществами происходит путем диффузии через лимфатическую систему. В эпителий могут проникать нервные окончания. В зависимости от формы клетки и количества клеточных слоев эпителий делится на несколько типов.

Производные ее выполняют секреторную функцию, составляя, например, основную массу печени, поджелудочной железы.

Соединительная ткань (иначе, система тканей внутренней среды). Ее морфологическая особенность — преобладание межклеточного вещества над клетками. В крови оно жидкое, в кости плотное. Основные функции соединительной ткани: трофическая, связанная с питанием организма, опорная, защитная и др. Виды соединительной ткани: мезенхима, ретикулярная, кровь, волокнистая, хрящевая, костная, жировая, пигментная.Соединительная ткань покрывает также снаружи различные органы, как бы заключая их в мешки и отделяя друг от друга, с тем чтобы каждый из них не нарушал функции соседа; кроме того, она окружает кровеносные сосуды и нервы в местах их входа в тот или иной орган и выхода из него. Соединительная ткань — структура сложная, и построена она из разных клеток. В нее входят волокна нескольких типов, продуцируемые этими клетками, погруженными в жидкое или полужидкое основное вещество, или матрикс.

Мышечная ткань Мышечная ткань. Различают мышцы гладкие и поперечнополосатые. В тех и других мышцах, их клетках и волокнах, находятся тончайшие волоконца — миофибриллы.

Сократительные волоконца имеют и высшие одноклеточные, но мышечная ткань характерна для многоклеточных животных. Гладкие мышцы — наиболее древняя структура мышечной ткани, развивается из мезенхимы. Гладкие мышцы состоят из пучков мышечных клеток, тесно прилежащих одна к другой (рис. 19, а). Клетки веретенообразной формы с одним продолговатым ядром. Миофибриллы гладкие. Коллагеиовое вещество связывает клетки и придает всему пучку монолитность. Для этих мышц характерна плавность сокращения и расслабления. У низших беспозвоночных и кольчатых червей такие мышцы находятся во внутренних органах и образуют кожную мускулатуру. Членистоногие и позвоночные, имеющие скелет, кроме гладкой мускулатуры во внутренних органах, имеют скелетные мышцы поперечнополосатые.

Поперечнополосатые мышцы (рис. 19,6) состоят из многоядерных волокон со сложным строением миофибрилл, способны совершать быстрые сокращения и выносить большую нагрузку. Скорость их сокращения в отличие от мышц гладких варьирует от очень медленного до крайне быстрого (пчелы и многие другие насекомые делают несколько сот взмахов крыльями в секунду). Они во всех случаях имеют прочную опору. Поперечнополосатые мышцы обычно опираются на скелет наружный или внутренний и относятся к мышцам произвольного сокращения. Каждое мышечное волокно покрыто сарколеммой,под которой расположено несколько продолговатых ядер. В миофибриллах с поперечнойисчерченностыо светлые диски чередуются с темными. Каждая миофибрилла по длине неоднородна, и это в совокупности проявляется в исчерченности всего волокна (рис. 20). Длина волокон в отдельных мышцах достигает нескольких сантиметров. Эти мышцы отличаются от гладких и физиологическим процессом сокращения волокна.

Нервная ткань воспринимает и передает раздражения, поступающие из внешней среды и возникающие в самом организме. Раздражимость — одно из свойств, характеризующих живую материю.Тканевые элементы нервной системы представлены клетками и межклеточным веществом. Различают нервные клетки — нейроны и одевающие их (сопровождающие) клетки — неироглии (рис. 21). В цитоплазме нервной клетки — нейроплазме — находятся нейрофибриллы, а также своеобразное тигроидное вещество — глыбшНисселя, об участии их в деятельности нейрона можно судить по изменению числа глыбок, концентрация которых при раздражении уменьшается. По функции различают нейроны чувствительные и двигательные. Нейрон имеет отростки: короткие — дендрит и длинный — нейрит (аксон). Концевые разветвления нейрита чувствующей клетки воспринимают раздражение и называются рецепторами(рис. 22). Они многочисленны на поверхности тела и во внутренних органах. От рецептора возбуждение передается по нейриту в тело клетки, а затем через дендриты — дендритам двигательной клетки, вызывая ту или иную реакцию органа: в мышце двигательную, в железе выделение секрета и т. д. Разветвление двигательного нейрита в органе называется эффектором. Так идет реакция возбуждения по рефлекторной дуге. Например, если в спинном мозге позвоночных, кроме двух нейронов, есть еще промежуточный, то рефлекторная дуга будет образована тремя нервными клетками. Нейроны одноядерные. Ткани — результат определённого гистогенеза, протекающего в эмбриональном периоде.

Билет № 25

1.Наследственная изменчивость. Мутации: виды, причины их вызывающие (Учебник биологии, 9 класс 4 раздел, глава 15,§ 41)

Комбинативная изменчивость. Наследственную, или геноти-пическую, изменчивость подразделяют на комбинативную и мутационную.

Комбинативной называют изменчивость, в основе которой лежит образование рекомбинаций, т. е. таких комбинаций генов, которых не было у родителей.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Практически неограниченными источниками генетической изменчивости служат три процесса:

Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении. Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян гороха во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости.

Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер (см. рис. 3.10). Он создает новые группы сцепления, т. е. служит важным источником генетической рекомбинации аллелей. Рекомбинантные хромосомы, оказавшись в зиготе, способствуют появлению признаков, нетипичных для каждого из родителей. Случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Эти источники комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, обеспечивая при этом постоянную «перетасовку» генов, что приводит к появлению организмов с другими генотипом и фенотипом (сами гены при этом не изменяются). Однако новые комбинации генов довольно легко распадаются при передаче из поколения в поколение.

Комбинативная изменчивость является важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Однако перечисленные источники изменчивости не порождают существенных для выживания стабильных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения возникают в результате мутаций.

Мутационная изменчивость. Мутационной называется изменчивость самого генотипа. Мутации — это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Основные положения мутационной теории разработаны Г. Де Фризом в 1901—1903 гг. и сводятся к следующему:

Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков.

В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей. Сходные мутации могут возникать повторно.

Мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

Почти любое изменение в структуре или количестве хромосом, при котором клетка сохраняет способность к самовоспроизведению, обусловливает наследственное изменение признаков организма. По характеру изменения генома, т. е. совокупности генов, заключенных в гаплоидном наборе хромосом, различают генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные, или точковые, мутации — результат изменения нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК в пределах одного гена. Такое изменение в гене воспроизводится при транскрипции в структуре иРНК; оно приводит к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи, образующейся при трансляции на рибосомах. В результате синтезируется другой белок, что ведет к изменению соответствующего признака организма. Это наиболее распространенный вид мутаций и важнейший источник наследственной изменчивости организмов.

Существуют разные типы генных мутаций, связанных с добавлением, выпадением или перестановкой нуклеотидов в гене. Это дупликации (повторение участка гена), вставки (появление в последовательности лишней пары нуклеотидов), делеции ("выпадение одной или более пар нуклеотидов), замены нуклеотид-ных пар (AT -><- ГЦ; AT -><-; ЦГ; или AT -><- ТА), инверсии (переворот участка гена на 180°).

Эффекты генных мутаций чрезвычайно разнообразны. Большая часть из них фенотипически не проявляется, поскольку они рецессивны. Это очень важно для существования вида, так как в большинстве своем вновь возникающие мутации оказываются вредными. Однако их рецессивный характер позволяет им длительное время сохраняться у особей вида в гетерозиготном состоянии без вреда для организма и проявиться в будущем при переходе в гомозиготное состояние. Вместе с тем известен ряд случаев, когда изменение лишь одного основания в определенном гене оказывает заметное влияние на фенотип. Одним из примеров служит такая генетическая аномалия, как серповидноклеточная анемия. Рецессивный аллель, вызывающий в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка в (B-цепи молекулы гемоглобина (глутаминовая кислота —» —>валин). Это приводит к тому, что в крови эритроциты с таким гемоглобином деформируются (из округлых становятся серповидными) и быстро разрушаются. При этом развивается острая анемия и наблюдается снижение количества кислорода, переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость, нарушения деятельности сердца и почек и может привести к ранней смерти людей, гомозиготных по мутантномуаллелю.

Хромосомные мутации (перестройки, или аберрации) — это изменения в структуре хромосом, которые можно выявить и изучить под световым микроскопом.

2. Царство бактерий. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и для человека (Учебник биологии, 9 класс, стр. -12 – 16)

Настоящие бактерии. "Это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. По причине микроскопических размеров клеток от 0,1 до 10—3 0 мкм бактерии получили название микробов или микроорганизмов.

Бактерии живут в почве, воде, воздухе, снегах полярных областей и горячих источниках, на теле животных и растений и внутри организма. Особенно много их в почве — от 200—500 млн. до 2 млрд. и более особей в 1г в зависимости от типа почвы.

По форме и особенностям объединения клеток: различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные (кокки), прямые палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спирально изогнутые (спириллы) и др. Кокки, сцепленные попарно, получили название диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей —стафилококки и др. Реже встречаются нитчатые формы (рис. 5.1).

Строение клетки. Клеточная стенка придает бактериальной клетке определенную форму, защищает ее содержимое от воздействия неблагоприятных условий среды и выполняет ряд других функций. Основу клеточной стенки бактерий (как и всех прокариот) составляет особое вещество — муреин (полисахарид в соединении с несколькими аминокислотами). Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой, которая служит дополнительной защитой для клеток.

Бактерии часто снабжены органоидами движения — жгутиками (от 1 до 50). У одних бактерий они расположены на одном конце клетки, у других — на двух или на всей поверхности. Способ расположения жгутиков является одним из характерных признаков при классификации подвижных форм бактерий.

Плазматическая мембрана по структуре и функциям не отличается от мембраны эукариотической клетки. У некоторых бактерий плазмалемма способна образовывать впячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами. На складчатых мембранах мезосом находятся окислительно-восстановительные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий — и соответствующие пигменты (в том числе бактериохлорофилл), благодаря чему мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов и других органелл, а также участвовать в фиксации азота.

В цитоплазме имеется около 20 тыс. рибосом и одна крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, длина которой в 700 или тысячу раз превышает длину самой клетки. Кроме того, у большинства видов бактерий в цитоплазме имеются еще и мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Мембранные структуры (органеллы), характерные для эукариотических клеток, у бактерий отсутствуют.

У ряда водных и почвенных бактерий, лишенных жгутиков, в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные — передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки — это полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера.

Большинство бактерий бесцветны, и только некоторые (зеленые и пурпурные) содержат в цитоплазме пигменты, подобные зеленому хлорофиллу и красному фикоэритрину.

Питание бактерий. По типу питания бактерии делят на две труппы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от того, какую энергию используют автотрофы для синтеза органических веществ, различают фото- (зеленые и пурпурные серобактерии) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, бесцветные серобактерии и др.). Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами отмерших остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (симбионты).

К сапротрофам относятся бактерии гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие соединения, вторые — углерод-содержащие. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности. Роль бактерий в биосфере велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ отмерших растений и животных. Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ, без которого была бы невозможна жизнь на Земле. Бактерии вместе с грибами и лишайниками разрушают горные породы, участвуя тем самым в начальных стадиях почвообразовательных процессов.

Особую роль в природе играют бактерии, способные связывать свободный молекулярный азот, недоступный для высших растений. К этой группе относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Проникая через корневой волосок в корень, они вызывают сильное разрастание клеток корня, имеющее форму клубеньков. На первых порах бактерии живут за счет растения, а затем начинают фиксировать азот с последующим образованием аммиака, а из него — нитритов и нитратов. Образовавшихся азотистых веществ достаточно и для бактерий, и для растений. Кроме того, часть нитритов и нитратов выделяется в почву, повышая ее плодородие. Количество фиксируемого азота клубеньковыми бактериями может достигать 450—550 кг/га в год.

Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных молочных продуктов (сметаны, простокваши, масла, сыра и др.). Они же способствуют консервированию продуктов. Бактерии широко используются в современной биотехнологии для промышленного получения молочной, масляной, уксусной и пропионовой кислот, ацетона, бутилового спирта и т. д. В процессе их жизнедеятельности образуются биологически активные вещества — антибиотики, витамины, аминокислоты. Наконец, бактерии являются объектом для исследований в области генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др.

Отрицательная роль принадлежит болезнетворным, или патогенным, бактериям. Они способны проникать в ткани растений, животных и человека и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма. Такие болезнетворные бактерии, как возбудитель чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмококки в организме животных и человека устойчивы против фагоцитоза и антител. Известен целый ряд других болезней человека бактери-ального происхождения, которые передаются воздушно-капельным путем (бактериальная пневмония, туберкулез, коклюш), через пищу и воду (брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, холера), при половом контакте (гонорея, сифилис и др.).

Бактерии могут поражать и растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.). Бактериозы довольно часто встречаются у картофеля, томатов, капусты, огурцов, свеклы, бобовых культур, плодовых деревьев.

Сапротрофные бактерии вызывают порчу продуктов питания. При этом наряду с выделением углекислого газа, аммиака и энергии, избыток которой вызывает нагревание субстрата (например, навоза, влажного сена и зерна) вплоть до его самовоспламенения, происходит образование и ядовитых веществ. Поэтому для предотвращения порчи пищевых продуктов человек создает условия, при которых бактерии в значительной мере теряют способность к быстрому размножению, а иногда и погибают.

[1] Адгезия

— это сцепление молекул различных физических тел друг с другом под действием сил притяжения.

[2]Когезия—сцепление молекул физического тела друг с другом под действием сил притяжения.

[3] англ. gap — промежуток, интервал

[4] англ. synthtsis — синтез

[5] греч. pro — вперед, до

[6] греч. meta — после, за

[7] греч. ana — обратно

[8] греч. telo — конец, совершение

[9] от греч.сhiasma — перекрест