АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕСОВ

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. Физикохимические 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, мозаичножидкостная 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.