Физиология клеточных процесов

Вид материала

Закон

Содержание Место дисциплины в учебном плане Изучению дисциплины предшествуют Структура дисциплины по видам учебной работы Содержание дисциплины Рецепторно-барьерно-транспортная система клетки. Система синтеза и транспорта биополимеров. Система энергообеспечения клетки. Опорно-двигательный аппарат клетки. Система хранения, воспроизводства, и реализации генетической информации. Хранение генетической информации.

Подобный материал:

• Моделирование и Исследование динамических и гидродинамических процесов в центробежных, 266.23kb.
• Аннотация рабочей программы дисциплины основы клеточных технологий цель дисциплины, 48.85kb.
• Сухачев александр Николаевич динамика клеточных популяций гемоцитов асцидии, 331.84kb.
• Рабочая программа дисциплины «физиология» (физиология растений) Код дисциплины по учебному, 269.31kb.
• Отделения заочного обучения, 25.05kb.
• Юрий Александрович Власов лекция, 104.61kb.
• Программа вступительных испытаний для специальности магистратуры 1-79 80 29 Патологическая, 348.44kb.
• «Физиология растений», 308.24kb.
• Рабочая программа дисциплины «физиология» (Физиология животных), 288kb.
• Примерная программа наименование дисциплины нормальная физиология, физиология челюстно-лицевой, 295.27kb.

АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ

ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕСОВ


Цель дисциплины: формирование у студентов  современных представлений о закономерностях структурной и функциональной организации клеток высших и низших живых организмов, цитологических механизмах регуляции процессов жизнедеятельности и закономерностях гибели клеток, системных принципах функциональной организации клеток.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

• (ОК-3) бакалавр приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии
  
• (ПК-2) бакалавр использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования биологических объектов
  
• (ПК-5) применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой
  
• (С-ПК-2) знает основные современные теоретические и методологические подходы к изучению морфо-мункциональной организации прокариотических и эукариотических клеток;
  

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

• принципы функциональной организации прокариотических и эукариотических клеток;
  
• механизмы синтеза и транспорта биополимеров в клетке, хранения, воспроизводства и реализации генетической информации;
  

уметь:

• получать и обобщать информацию о закономерностях структурной и функциональной организации клеток высших и низших живых организмов, взаимодействии клеток между собой и межклеточным веществом
  

владеть:

• навыками практической работы с микроскопической техникой;
  
• методами цитологического анализа и статистической обработки данных
  

Место дисциплины в учебном плане: профессиональный цикл, вариативная часть

Дисциплина адресована студентам бакалавриата профиля «Биология клетки» 4-го года обучения (8 семестр).

Изучению дисциплины предшествуют: модули «Цитология и гистология», «Молекулярная биология клетки», «Методы цитологических и гистологических исследований», «Основы клеточных технологий»

Структура дисциплины по видам учебной работы:

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Лекций -18 часов;

Практических работ – 18 часов;

Контроль самостоятельной работы – 2 часа;

Самостоятельная работа студентов – 34 часа;

Форма аттестации – зачет.


Содержание дисциплины:

1. Система промежуточного обмена. Гиалоплазма – внутренняя среда клетки. Физико-химические свойства гиалоплазмы. Химический состав и функции. Включения цитоплазмы, белковые включения, полисахариды, липиды, кристаллические включения клеток растений. Значение цитоплазматических включений в метаболизме клеток и организма.
   
2. Рецепторно-барьерно-транспортная система клетки. Элементарная биологическая мембрана. Клеточные мембраны. Структура клеточных мембран по данным электронно-микроскопических исследований. Их химический состав. Молекулярная организация мембран: модель трехслойной липопротеидной мембраны, мозаично-жидкостная модель. Плазматическая мембрана. Функции плазматической мембраны: ограничение внутреннего содержимого клетки от внешней среды, проницаемость, пассивный и активный транспорт веществ, фагоцитоз и пиноцитоз, процессы экзоцитоза. Рецепторные функции. Рост плазматической мембраны. Гликокаликс клеток животных, его химический состав. Функции, особенности структуры. Клеточная стенка растений, её химический состав, функции, особенности структуры. Образование клеточной стенки. Межклеточные контакты и их типы у многоклеточных организмов. Специализированные структуры свободной клеточной поверхности (микроворсинки и др.). Трансмембранный перенос низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений. Виды трансмембранного переноса, механизмы.
   
3. Система синтеза и транспорта биополимеров. Эндоплазматическая сеть. Общая характеристика эндоплазматической сети, её типы. Гранулярная эндоплазматическая сеть, её строение и функции: участие в синтезе белков, накопление белковых продуктов и их транспорте. Гладкая эндоплазматическая сеть, её строение и функции: синтез полисахаридов и липидов, накопление и транспорт этих веществ. Роль эндоплазматической сети в детоксикации веществ, поступающих в клетку. Аппарат Гольджи. Общая характеристика органоида. Типы аппарата Гольджи. Диктиосомы, их ультраструктура. Функции аппарата Гольджи: синтез полисахаридов и липидов, сегрегация, накопление, созревание секреторных продуктов (белки, липиды, полисахариды) и выведение их в цитоплазму, образование лизосом и роль в формировании плазматической мембраны. Лизосомы, морфология и химическая организация лизосом. Первичные, вторичные, третичные лизосомы и остаточные тельца. Функции лизосом. Участие их в общем клеточном обмене, во внутриклеточном переваривании пищи ( связь с процессами фаго- и пиноцитоза), участие в изоляции и удалении из клетки отмирающих структур, роль в процессах гистолиза клеток, тканей и органов у животных. Образование лизосом в клетке, участие комплекса Гольджи в этом процессе. Рециклизация эндосом. Болезни человека и животных, связанные со структурной или функциональной недостаточностью лизосом. Рибосомы, строение рибосом, их химическая организация. Особенности рибосом прокариот и эукариот. Полисомы, локализация их на мембранах эндоплазматической сети. Рибосомы гиалоплазмы (не связанные с мембранами). Функции рибосом - биосинтез белков. Механизм трансляции. Образование субъединиц рибосом в ядрышке, выход их в цитоплазму, процесс и условия сборки рибосом в цитоплазме. Вакуоли растительных клеток. Строение, образование и функции вакуолей растительных клеток. Тонопласт и его свойства.
   
4. Система энергообеспечения клетки. Митохондрии. Морфология митохондрий: форма, размеры, количество. Ультраструктурная организация митохондрий: наружная и внутренняя мембраны, кристы, матрикс митохондрий, ДНК, РНК,  рибосомы. Роль митохондрий в системе энергообеспечения клетки. Функции митохондрий. Гликолиз. Цикл трикарбоновых кислот. Цепь переноса электронов. Окислительное фосфорилирование. Гипотезы о происхождении и эволюции митохондрий в эукариотической клетке. Роль митохондрий в цитоплазматической наследственности. Болезни человека и животных, связанные с структурной или функциональной недостаточностью митохондрий. Пластиды растительных клеток. Типы пластид: форма, размеры и количество в клетках растений. Ультраструктурная организация хлоропластов: наружная и внутренняя мембраны, граны, тилакоиды, строма, ДНК, РНК, рибосомы. Функции хлоропластов: фотосинтез, синтез АТФ. Процесс фотосинтеза, его основные этапы. Ультраструктура хромопластов, лейкопластов, пропластид и их функции в клетке. Гипотезы о происхождении пластид. Роль пластид в цитоплазматической наследственности.
   
5. Опорно-двигательный аппарат клетки. Цитоскелет клетки, его локализация. Микротрубочки их строение и химический состав и их функции. Производные микротрубочек. Реснички и жгутики клеток эукариот: ультратонкая организация, белки микротрубочек, механизм и энергетика движения, базальные тельца ресничек и жгутиков, их строение и функции. Жгутики прокариот. Клеточный центр. Строение клеточного центра. Центриоли, их ультратонкая организация и локализация в клетке. Репликация центриолей. Функции клеточного центра. Микрофиламенты клеток растений и животных. Белки микрофиламентов. Участие микрофиламентов в движении цитоплазмы. Строение микрофибриллы поперечно-полосатого мышечного волокна. Химизм и энергетика сокращений поперечно-полосатых мышц. Строение и функциональная активность миофибрилл гладкого мышечного волокна. Производные микрофиламентов, их структура и фукнции.
   
6. Система хранения, воспроизводства, и реализации генетической информации. Хранение генетической информации.  Ядро интерфазной клетки. Количество ядер в клетке, их размеры, форма и расположение в клетке. Химический состав ядра: нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), структурные белки ядра и филаменты. Значение ядра в жизнедеятельности клетки. Основные структурные и функциональные компоненты ядра: ядерная оболочка, кариоплазма (ядерный сок), хромосомы (хроматин), ядрышко. Ядерная оболочка: наружная и внутренняя мембраны, перинуклеарное пространство. Поры, их строение, размеры, функциональная активность. Функции оболочки ядра: обмен веществ между ядром и цитоплазмой, барьер, отделяющий ядро от цитоплазмы, фиксация хромосом, функциональная связь с мембранами эндоплазматической сети. Судьба ядерной оболочки при делении клетки. Кариоплазма, её химический состав и функции. Хроматин, его химическая характеристика.  Диффузный и конденсированный хроматин, эухроматин и гетерохроматин, их функциональное значение. Сателлитная ДНК. Ультраструктура хроматина, строение элементарных хроматиновых фибрилл. Нуклеосомы: строение, роль при функционировании хроматина. Нуклеомерная фибрилла. Петлевые домены хроматина. Гистоны и негистоновые белки: их роль в компактизации ДНК. Ядро в процессе редупликации и перераспределения генетического материала. Два состояния главных ядерных структур –хромосом. Поведение хромосом во время митоза. Концепция о непрерывности хромосом в течение всего жизненного цикла клетки. Функциональная активность интерфазных и митотических хромосом. Гигантские (политенные) хромосомы личинок двукрылых, хромосомы типа "ламповых щеток", особенности их строения и функционирования. Ядрышко-органоид синтеза клеточных рибосом. Размеры, форма, число ядрышек в ядре. Зависимость числа и размеров ядрышек от функциональной активности клетки. Ультраструктурная организация ядрышка. Химический состав: РНК, белок. Образование ядрышка, ядрышковый организатор. Синтез РНК, процесс транскрипции. Формирование субъединиц рибосом в ядрышке, выход их в цитоплазму. Гены р-РНК, их полицистронность, амплификация. Изменение ядрышка при митотическом делении клетки. Воспроизводство генетической информации. Деление прокариотических клеток. Митоз - основной способ деления эукариотических клеток. Патология митоза, факторы, вызывающие патологические изменения в клетке во время митоза; регуляция митотической активности клеток, принципы регуляции размножения клеток.   Клеточный цикл. Периоды клеточного цикла в интерфазе: пресинтетический, синтетический, постсинтетический. Характеристика периодов клеточного цикла. Характеристика клеточного цикла и его продолжительность у одноклеточных и многоклеточных организмов. Различия в пролиферативной активности клеток разных тканей многоклеточных. Зависимость времени клеточного цикла от условий окружающей среды (температуры и др.). Репродукция хромосом. Синтез ДНК в интерфазе. Механизм редупликации ДНК в клетках прокариот и эукариот. Гаметогенез у животных: сперматогенез и овогенез. Спорогенез (микроспорогенез, макроспорогенез) и гаметогенез (микрогаметогенез и макрогаметогенез) у растений. Сходство и различие в развитии половых клеток у животных и у растений. Процесс оплодотворения, его сущность и биологическое значение. Оплодотворение у животных. Двойное оплодотворение у цветковых растений. Общие и специфические черты процесса оплодотворения у животных и у растений. Клеточная дифференциация. Определение понятия дифференциации (специализации) клеток. Взаимодействие ядра и цитоплазмы в клеточной дифференциации, изменения генетических свойств ядра в этих процессах; молекулярные основы специализации клеток. Детерминация в эмбриональном развитии; проявление взаимодействия клеток развивающегося зародыша в процессах эмбриональной индукции. Нервные и гуморальные факторы клеточной дифференциации. Нарушения дифференциации клеток, ведущие к патологическим изменениям клетки. Злокачественный рост. Реализация генетической информации. Роль ядра в метаболической деятельности клетки, в передаче генетической информации. Природа гена. Генетический код и его основные свойства. Процесс биосинтеза белка. Виды РНК, их ядерное происхождение. Роль РНК в биосинтезе белка. Деятельность клетки как единой интегрированной системы в осуществлении всех функций жизнедеятельности.