2 Уровни организации живой системы

Понятие об уровнях организации живой системы – клеточный, тканевый, органный, системный, организменный.

В процессе изучения тела человека его структуры условно делятся на клетки, ткани, органы, системы органов, которые образуют организм. Организм формируется и может существовать только при интеграции клеток в ткани, из которых образуются органы и системы органов. Объединенные системы органов представляют организм, целостность которого обеспечивается единой нейрогуморальной регуляцией.

Орган– часть тела, которая имеет определенную форму, строение, занимает соответствующее место и выполняет специфическую функцию.

В образовании любого органа принимают участие разные ткани, но только одна из них является главной, другие выполняют вспомогательную функцию. Например, соединительная ткань образует внешние оболочки органов дыхания и пищеварения; мышечная – стенки полых органов (желудка, мочевого пузыря и др.); нервная ткань составляет основу головного и спинного мозга. Органы тела человека отличаются по форме, размерам, расположению. Кроме индивидуальных отличий возможны отличия половые и возрастные.

Органы, схожие по строению, происхождению, выполняющие одинаковую функцию, образуют систему.

В организме человека есть следующие системы органов: костная, мышечная, пищеварительная, дыхательная, сердечно-сосудистая, мочевыделительная, нервная, органы чувств, эндокринная.

Некоторые органы объединяются в аппараты по функциональному принципу (опорно-двигательный, эндокринный) или по генетической связи, даже разные по своим функциям (например, мочеполовой аппарат).

Известно, что процессы, которые протекают в организме человека, могут осуществляться только при сохранении относительного постоянства внутренней среды организма. К внутренней среде организма относят кровь, лимфу, спинномозговую и тканевую жидкость, с которыми непосредственно связаны клетки организма.

Совокупность систем и аппаратов органов образует целостный организм человека, в котором все основные части взаимосвязаны, при этом главная роль в объединении принадлежит нервной и эндокринной системам. Эти две системы действуют слаженно, обеспечивая нейрогуморальную регуляцию функций организма. Нервная система передает органам сигналы в виде нервных импульсов, а эндокринная система освобождает гормональные вещества, которые кровь переносит к органам – мишеням.

Взаимодействие между клетками нервной и эндокринной систем осуществляется с помощью разных клеточных медиаторов, образованных из аминокислот. Выделяющиеся в нервной системе в очень малых концентрациях, они владеют исключительно мощным воздействием на эндокринный аппарат.

Кроме совместной регуляции жизнедеятельности организма нервная и гуморальная системы выполняют отдельные функции.

Саморегуляция физиологических функций – основной механизм поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне. Относительное постоянство внутренней среды у человека поддерживается нейрогуморальными физиологическими механизмами. Эти механизмы регулируют деятельность сердечнососудистой и дыхательной систем, органов пищеварения, почек и потовых желез, которые обеспечивают выделение из организма продуктов обмена веществ.

Таким образом, нервная и эндокринная системы обеспечивают динамичное развитие организма и устойчивость его основных физиологических функций.

Организм человека – единая система, в которой все тесно взаимосвязано и взаимообусловлено. В нем нет главных и вторичных органов и систем.

Детскому организму, как и всему живому, свойственны основные закономерные процессы: рост, развитие и формообразование. Рост и развитие отображают две взаимосвязанные стороны одного и того же процесса.

Интенсивность роста и развития детей зависит от генетических и социальных условий. Передача детям родительских признаков называется наследственностью. Она может быть определена визуально (цвет волос, глаз, черты лица и др.) и с помощью сложных современных исследований (ядерной ДНК и др.) Рост и развитие ребенка зависят от окружающей среды. Различают благоприятную и неблагоприятную наследственность. Факторы, которые обеспечивают развитие способностей и гармоничности личности, относятся к благоприятной наследственности. Известно, что они могут не проявиться у ребенка, если ему не будут созданы хорошие условия для развития.

Наследственность, особенно неблагоприятная, в ряде случаев не поддается коррекции и отражается на развитии и состоянии организма всю жизнь. Но раннее определение детей с наследственными отклонениями позволяет своевременно повысить интеллектуальное развитие таких детей, помочь им овладеть грамотой, приобщить их к общественно-полезному труду.

3 Клетка – универсальная единица живой материи. Деление клеток. Наследственные заболевания.

Клетка– структурно-функциональная единица живого организма, способная к размножению и обмену, передаче генетической информации путем самообновления.

Клетки очень разнообразны по строению, функции, форме, размерам. Их размеры колеблются от 5 до 200 мкм. Наиболее крупными в организме человека являются яйцеклетка и нервная клетка, а самыми мелкими – лимфоциты крови. По форме клетки бывают разные: шароподобные, веретеноподобные, плоские, с отростками и др. Некоторые клетки (например, нейроны) с отростками достигают длины около 1,5 м и более.

Являясь элементарной единицей многоклеточного организма, клетка в то же время имеет очень сложное строение.

От внешней среды клетка ограничена клеточной оболочкой – плазмолеммой, которая представляет собой сложный липопротеиновый комплекс. Через клеточную оболочку осуществляется транспорт веществ внутрь клетки и обеспечивается связь с соседними клетками и межклеточным веществом. Внутри клетки находится ядро, которое имеет ядерную оболочку, хроматин, ядрышки и нуклеоплазму. Ядро клетки сохраняет генетическую информацию в виде ДНК. В некоторых клетках (эритроцитах) ядро отсутствует. Ядро окружено цитоплазмой, в состав которой входит гиалоплазма, органеллы и включения. Цитоплазма состоит из белков, жиров, углеводов, неорганических веществ, воды, липидов, нуклеиновых кислот и ферментов. Основная роль гиалоплазмы заключается в том, что эта полужидкая среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие. Органеллы – части клетки, которые имеют определенную структуру и выполняют специфические функции. К ним относятся эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи и клеточный центр. ЭПС принимает участие в синтезе белков, углеводов и жиров, выполняет транспортную функцию. Митохондрии выполняют энергетическую роль, принимают участие в процессах окисления. Функция комплекса Гольджи заключается в синтезе полисахаридов и липидов, которые взаимодействуют с белками, участвуют в выведении из клеток продуктов обмена. Клеточный центр принимает участие в образовании двигательных органов – жгутиков, ресничек.

В состав клеток живых организмов входит более 70 химических элементов. Но основу любой клетки составляют четыре важнейших элемента: азот, водород, углерод и кислород (90% массы клетки). Кроме этого, клетка удерживает фосфор, натрий, калий, хлор, железо и др.

микроэлементы.

Все химические соединения клетки делятся на две группы:

неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты).

Клетка выполняет следующие основные функции: усвоение веществ и расщепление их с образованием энергии. Для клеток характерны: раздражительность, реакция на внешние и внутренние воздействия, рост и размножение. Деятельность живой природы связана с нуклеиновыми кислотами – ДНК и РНК. Ведущее значение имеет ДНК – самая длинная молекула живых организмов, которая находится в ядрах клеток и представляет собой ее наследственный аппарат.

Молекула ДНК состоит из множества генов – отдельных самостоятельных участков, которые включают в себя программы развития личных признаков и свойств организма. Молекулы ДНК имеют в ядре хромосомы. Для каждого вида растительных и животных организмов количество хромосом и их форма строго постоянны. В ядрах соматических клеток человека содержится 46 хромосом, а в ядрах половых клеток – только 23. Однако при оплодотворении яйцеклетки в ней также оказывается 46 хромосом. 22 пары хромосом относительно близкие по форме и генному составу, а 23-я пара – половые хромосомы Х и У. Резкие изменения какогонибудь признака, связанное с нарушением хромосомного или генного состава организма, называется мутацией. Хромосомные и генные мутации лежат в основе наследственных заболеваний. Первые связаны с изменением хромосомного аппарата, а другие – генного. Нарушение набора хромосом может привести к возникновению тяжелых наследственных заболеваний (болезнь Дауна, синдромы Шарашевского-Тернера, Клайнфельтера и др.) Примером генного заболевания – гемофилия, для которой характерно нарушение свертываемости крови и сильные кровотечения. Существуют и другие заболевания, связанные с нарушением генетического аппарата.

Развитие клеток, а значит, и всего организма, связано с делением клеток. Существуют 3 формы клеточного деления: митоз (непрямое деление), амитоз (прямое деление), мейоз (редукционное деление), которое наблюдается в процессе развития только половых клеток.

Митоз– наиболее частая форма клеточного деления, при котором осуществляется равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками. Клетка последовательно проходит несколько фаз: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Период между двумя последовательными делениями называется интерфазой, или фазой покоя. В результате митотического деления каждая новая клетка получает тот же набор хромосом, который имеет и материнская.

Амитоз– прямое деление клетки, при котором осуществляется простое разделение ядра и цитоплазмы на две части.

Мейоз – форма деления ядра, при котором уменьшается количество хромосом в половой клетке и наблюдается перестройка генного аппарата клетки.

Мейоз – основное звено в процессе образования половых клеток. В семенниках и яичниках созревают мужские и женские половые клетки, они получают по 23 пары хромосом. У женщин 23-я пара хромосом состоит из двух одинаковых хромосом (ХХ), а у мужчин – из двух разных хромосом:

одной Х и другой У-хромосомы.