Geum.ru

Российский университет дружбы народов экологический факультет

Вид материалаПрограмма

Содержание


Конспект лекций по экологической физиологии
Клеточная физиология
Строение клеточных мембран.
Краткая история изучения мембран.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Конспект лекций по экологической физиологии


(лектор – д.б.н., проф. Дмитриева, 2-ой курс бакалавров экол.ф-та РУДН).


Введение в курс экологической физиологии.


Введение в курс экологической физиологии. Предмет физиологии Связь экологии и физиологии в процессе эволюции. Методы эколого-физиологических исследований. Экологические факторы внешней среды (абиотические, биотические и биогенные) и их действие на живой организм. Физические факторы, понятие о лимитирующих факторах внешней среды, пределах толерантности, экологические особенности кривых толерантности, физиологические ограничения экологических адаптаций. Функциональные и поведенческие механизмы взаимодействия организмов с окружающей средой. Виды жизнедеятельности. Уровни изучения физиологических процессов. Физиология – наука о функциях и процессах, протекающих в организме и механизмах регуляции, обеспечивающих жизнедеятельность и адаптацию к условиям окружающей среды.).– наука, изучающая механизмы устойчивости и поддержания адаптивных способностей организма в различных экологических условиях.

. Адаптация – способность организмов изменять свою физиологию, поведение и характер деятельности в зависимости от условий окружающей среды лежит в основе приспособительной изменчивости в разных экологических условиях. Деление на эврибиотиков и стенбиотиков. Адаптации популяций направлены на увеличение численности и совершенствование генофонда. Механизмы адаптации: Генотипическая или эволюционная адаптация связана с процессами наследственной изменчивости, возникновением мутаций и закреплением их путем естественного отбора. Такая адаптация распространяется на многие поколения. Следствием генетической адаптации является появление новых фенотипических признаков. Индивидуальная или фенотипическая адаптация связана с ответными реакциями на изменения среды в процессе индивидуальной жизни организма.. Фенотипические адаптационные реакции генетически детерминированы. В основе адаптации лежат такие физиологические, биохимические и структурные преобразования в организме, которые обеспечивают гомеостаз в новых условиях существования. Особенности адаптаций у человека. Социальная и биологическая природа человека. Экологическая физиология. человека изучает адаптации человека в условиях эволюционно закрепленных адаптаций (горы, море, тропики и т.д.) и факторов второй природы, в зависимости от социальных и природных факторов.


Клеточная физиология

Основной единицей, выполняющей главные функции, является клетка.,. Клетка – это целостная система. Обязательными частями клетки являются: мембрана, цитоплазма и генетический аппарат ( у ядерных организмов – ядро).

Строение клеточных мембран. Клеточная мембрана состоит из двух основных компонентов: липидов и белков. Липидные молекулы состоят из гидрофильной части – головы, содержащей заряженные группы, окруженной молекулами воды; и гидрофобной части – хвоста, который состоит из незаряженных групп и избегает водного окружения. В мембране липидные молекулы образуют строго ориентированные двойные слои, в которых головы обращены наружу к воде, а хвосты внутрь бислоя.

Мембранные белки расположены в бислое липидов дискретно и делятся на поверхностные, внутренние и интегративные.

В зависимости от типа мембраны и их видовой принадлежности соотношение между белками и липидами колеблется от 1:4 в миелине нерва позвоночных, до 3:1 у некоторых бактерий. Толщина мембран колеблется от 50 до 100ангстрем. ( 1 А=10-8 см).

Краткая история изучения мембран. Первая модель для мембраны эритроцита в 1925 г. Гертером и Гренделем, в 1935г. Даниелли и Дэвсон предложили модель трехслойного сэндвича, где бислой липидов зажат между слоями липидов, в 1956г. Робертсон предложил универсальную модель, где наружный и внутренний слой белков различен. В 70 годы Сингер и Никольсон предложили жидкостную мозаичную модель – фосфолипидный слой с погруженными в него глобулами белка.

Основные функции клеточных мембран: 1. разделительные (между цитоплазмой и межклеточной жидкостью), 2. создание внутренней архитектуры клеток, 3. поддержание градиента концентраций и электрохимического градиента, 4. перенос питательных веществ и продуктов жизнедеятельности, 5. передача нервных импульсов, 6. носители молекулярных рецепторов, 7. носители антигенов.

Обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Процессы переноса через мембрану: пассивные (диффузия) и активные ( с затратой энергии метаболизма). Диффузия – движение вещества по градиенту концентрации.

Облегченная диффузия - например вещества, растворимые в липидах ( 02 , С02 ), некоторые гормоны, вещества, растворимые в воде - неполярные молекулы с группами ОН, СООН. Продолжается до момента уравнивания концентраций по обе стороны мембраны.

Обменная диффузия – перенос вещества в одном направлении сопровождается одновременным переносом другого вещества в противоположном направлении.

При диффузии заряженных ионов кроме химической концентрации большое значение имеют концентрации электрических зарядов и их знак. Для заряженных мелких неорганических ионова : К+, Nа+, Са2 +, СI- , липидный слой непроницаем. Они проникают в клетку через специальные ионные каналы – встроенные белковые молекулы , образующие отверстия ( поры ) в мембране . Большинство каналов имеет избирательную проницаемость, которая зависит от внутреннего диаметра поры и от заряда. Каналы могут быть в закрытом и открытом состояниях благодаря специальным белковым молекулам, которые могут вдвигаться и перекрывать канал.

Избирательную проницаемость регулирует внутренний состав клетки. Концентрация органических и неорганических ионов различается внутри и снаружи клетки