Современный этап в развитии цитологии

Современное определение клетки. Клетка как элементарная биологическая система, обладающая всеми свойствами и признаками жизни. Клетка как единица структуры, функции и развития организмов.

Основные свойства жизни: обмен веществ и самовоспроизведение с изменением. Основные признаки жизни. Уровни организации жизни.

Объект, предмет и методы цитологии. Световая и электронная микроскопия. Биофизические и биохимические методы. Структура современной цитологии. Связь цитологии с другими науками. Практическое значение цитологии.

 

Генетический аппарат клетки

Понятие о генетическом аппарате. Основные типы орагинзации клеток: эукариотическая и прокариотическая. Разнообразие типов генетического аппарата у прокариот и мезокариот. Генетический аппарат кишечной палачки. Бактериальные хромосомы и плазмиды. Их характеристика. Рекомбенации генетического материала у прокариот.

Генетический аппарат эукариот. Организация эукариотических хромосом. Поянтие о белках-гистонах. Нуклеосомы. Нуклеомеры. Соленоидная организация хромосом. Сруктура метафазных хромосом. Хроматиды. Центромеры. Плечи хромосомы. Теломеры. Продольная дифференцировка хромосом. Основные типы дисков (С, Т, R, G, N, Q) и их характеристика. Кариотип. Значение исследований кариотипа. Хромосомные заболевания у человека.

Генетический аппарат полуавтономных органоидов. Особенности организации пластидной и митохондриальной ДНК. Особенности синтеза белков в полуавтономных органоидах.

 

Воспроизведение клеток

Основные типы воспроизведения клеток и их связь со способами размножения организмов.

Митоз. Общая характеристика и биологическое значение митоза. Интерфаза. Стадии интерфазы и их характеристика. Основные фазы кариокинеза (профаза, метафаза, анафаза и телофаза) и их характеристика. Цитокенез. Отклонения от типичного митоза. Эндорепродукция. Эндомитоз. Политения, полиплоидия, многоядерность.

Мейоз. Общая характеристика и биологическое значение мейоза. Особенности предмейотической интерфазы. Основные фазы первого деления мейоза. Основные стадии профазы I (лептотена, заготена, пахитена, диплотена, диакинез). Организация бивалентов. Кроссинговер. Особенности метафазы I и анафазы I. Результаты первого деления мейоза. Интеркинез. Основные фазы второго деления мейоза. Основные типы мейоза: заготный, споровый, гаметный. Аберрантные типы мейоза. Сравнительная характеристика митоза и мейоза.

 

Биологические мембраны

Поверхностный аппарат клеток; его компоненты и функции. Надмембранные структуры у прокариот и эукариот. Гликокаликс. Организация, основные и дополнительные функции гликокаликса.

Субмембранная система клетки. Эктоплазма. Опорные и сократимые элементы субмембранной системы.

Рецепторы мембран. Специфические и неспецифические рецепторы. Антигенные свойства гликокаликса. Антитела позвоночных животных. Их строение, разнообразие, функции. Сывороточные и интегрированные антитела. Функциональные межклеточные контакты.

Транспорт веществ через мембраны. Пассивный и активный транспорт. Транспорт по градиенту концентрации и против градиента концентрации. Электрохимический градиент. Эндоцитоз и экзоцитоз. Примеры механизмов транспорта веществ через мембраны (натрий-калиевый насос, трансопрт глюкозы, транспорт холестерина).

 

Обмен веществ в клетках

Общая характеристика обмена веществ. Пластический и энергетический обмен.

Пластический обмен. Общая характеристика катаболизма. Фототрофные и хемотрофные организмы. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Фотосинтез. Хемосинтез.

Энергетический обмен. Основные типы катаболизма: аэробное дыхание, анаэробное дыхание с использованием неорганических окислителей, анаэробное брожение.

Сопряженность метаболических процессов.

Электрон-транспортные цепи. Доноры и акцепторы электронов и протонов. Мембранные и немембранные переносчики электронов и протонов. Протонные резервуары. Протонные (электрохимические) потенциалы. Синтез АТФ на мембранах.

Фотосинтез. Общая характеристика фотосинтеза. Особенности бактериального фотосинтеза, фотосинтеза у водорослей и высших растений. Световые реакции фотосинтеза. Фотосистемы. Фотофосфорилирование. Темновые реакции фотосинтеза. Цикл Кальвина. Альтернативные пути фотофосфорилирования и фиксации углекислого газа. Фотодыхание.

Дыхание. Типы брожения. Аэробное дыхание. Стадии полного окисления глюкозы. Гликолиз. Цикл Кребса. Окислительное фосфорилирование. Энергетика дыхания. Причины повышенной проницаемости мембран для протонов.

 

Биосинтез белков

Реакции матричного типа. Генетический код; его свойства. Основные этапы биосинтеза белка: транскрипция, процессинг мРНК, трансляция, модификация белков. Сплайсинг; типы сплайсинга и его биологическое значение. Стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация. Модификация белков как реакции ступенчатого типа.

Конститутивные и индуцибельные гены. Регуляция экспрессии генов у прокариот. Опероны. Их структура и биологическое значение. Особенности регуляции экспрессии генов у эукариот.

Мутации. Основные типы генных мутаций и их последствия. Наиболее частые генные мутации у человека. Классификация мутаций. Спонтанные и индуцированные мутации. Мутагены; классификация мутагенов.

 

Содержание лабораторно-практических занятий