«Медицинаның биохимиялық мәселелері»
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1 Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға түсінік.
1.1 Жасуша биологиясы ... ... ... ..4
1.2 Көбею биологиясы ... ... ... ..10
1.3 Генетика негіздері ... ... ... ... 12
1.4 Даму биологиясы ... ... ... ... .14
2 Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу
2.1 Антропогенез негіздері ... ... .17
2.2 Медициналық паразиталогияның жалпы мәселелері ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
2.3 Экологияның жалпы мәселелері ... ... ... 20
2.4 Адамның экологиялық гинетикасының жалпы мәселелері ... ... ... ... ... ... 27
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... .28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... 29
1 Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға түсінік.
1.1 Жасуша биологиясы ... ... ... ..4
1.2 Көбею биологиясы ... ... ... ..10
1.3 Генетика негіздері ... ... ... ... 12
1.4 Даму биологиясы ... ... ... ... .14
2 Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу
2.1 Антропогенез негіздері ... ... .17
2.2 Медициналық паразиталогияның жалпы мәселелері ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
2.3 Экологияның жалпы мәселелері ... ... ... 20
2.4 Адамның экологиялық гинетикасының жалпы мәселелері ... ... ... ... ... ... 27
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... .28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... 29
Биология - тіршілікті зерттейтін ғылым (биос – тіршілік, логос – білім). Биология ғылымы тіршіліктің барлық нысандарын жан-жақты, кең ауқымды зерттейді, яғни ол тірі ағзалардың және олардың табиғи қауымдастықтарының құрылысын, функциясының таралуын, шығу тегін, дамуын, олардың бір-бірімен және тірі ағзалармен өлі дүние арасындағы күрделі байланыстарды зерттейді.
Биология терминін 1802 жылы Ж.Ламарк және Г.Тревиранус бір мезгілде, бір-бірінен тәуелсіз енгізген болатын.
Биологиялық химия – тірі табиғат химиясы. Биохимия тірі табиғат организмдердің химиялық құрамын, тіршілікке қажетті қосылыстардың құрылысын, атқаратын қызметін, осы биополимерлердің синтезделу және ыдырау жолдарын, олардың әртүрлі организмдердің тіршілік процесінде өзгеріске ұшырауын зерттейді.
Биохимия – тіршілік құбылыстарының негізінде жатқан химиялық процестерді тексеретін ғылым. Сонымен қатар биохимия организмнің сыртқы ортамен қарым-қатынасын да қарастырады.
Биохимияның жеке ғылым ретінде дамуы ХІХ ғасырдың екінші жартысында басталды. Ол органикалық химия мен физиологияның негізінен шыққан. Ал кейбір ғалымдардың айтуы бойынша, биохимияның дамуы, 1866 жылдан басталады, осы жылы Старсбургта профессор Хоппе-Зейлердің басшылығымен биохимия кафедрасы ашылған.
Сонымен қатар биохимия өсімдік жануар, адам,, микроорганизмдегі химиялық процестерді зерттейді. Маңызды органикалық қосылыстардың түзілу жолдарын қарастырады. Сонымен қатар биохимия организмге тән арнайы заттарды: гормондар, витаминдер, ферменттерді зерттей отырып, олардың организмдегі қызметін жеке жеке физиологиялық процестердегі рөлін қарастырады.
Биология терминін 1802 жылы Ж.Ламарк және Г.Тревиранус бір мезгілде, бір-бірінен тәуелсіз енгізген болатын.
Биологиялық химия – тірі табиғат химиясы. Биохимия тірі табиғат организмдердің химиялық құрамын, тіршілікке қажетті қосылыстардың құрылысын, атқаратын қызметін, осы биополимерлердің синтезделу және ыдырау жолдарын, олардың әртүрлі организмдердің тіршілік процесінде өзгеріске ұшырауын зерттейді.
Биохимия – тіршілік құбылыстарының негізінде жатқан химиялық процестерді тексеретін ғылым. Сонымен қатар биохимия организмнің сыртқы ортамен қарым-қатынасын да қарастырады.
Биохимияның жеке ғылым ретінде дамуы ХІХ ғасырдың екінші жартысында басталды. Ол органикалық химия мен физиологияның негізінен шыққан. Ал кейбір ғалымдардың айтуы бойынша, биохимияның дамуы, 1866 жылдан басталады, осы жылы Старсбургта профессор Хоппе-Зейлердің басшылығымен биохимия кафедрасы ашылған.
Сонымен қатар биохимия өсімдік жануар, адам,, микроорганизмдегі химиялық процестерді зерттейді. Маңызды органикалық қосылыстардың түзілу жолдарын қарастырады. Сонымен қатар биохимия организмге тән арнайы заттарды: гормондар, витаминдер, ферменттерді зерттей отырып, олардың организмдегі қызметін жеке жеке физиологиялық процестердегі рөлін қарастырады.
1. Нұрышев Мұхит. Гистология және эмбриология негіздері:Оқулық.-Алматы: Санат, 1998.
2. Бейсембаева Р.Ұ. Биологиялық химия: статикалық биохимиядан дәрістер курсы/Алматы, 2007.
3. Төленбек И. Адам және жануарлар физиологиясы. – Алматы, 2002.
4. Базарбаева Жаннат. Жеке даму биологиясы. – Алматы, 2008.
6. Кененсарина А. Өсімдіктер физиологиясы мен биохимия негіздер. – Алматы, 1988.
7. Гудвин Т., Мерсер Э. Введениев биохимию растений. М., 1986. Т 1,2.
8. Биохимия терминдерінің орысша-қазақша сөздігі – Русско-казахский словарь биохимических терминов/М.Бейсебеков және т.б. – Алматы: Ана тілі, 1995.
9. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рефф М., Робертс К., Уотсон Дж.
Молекулярная биология клетки. М., 1986. т. 1,2, 3.
10. Сағатов Көшербай. Биохимия: Оқулық/Сағатов Көшербай.- Алматы: Білім, 2007.
11. Ю.Б.Филиппович. Основы биохимии. М., «Высшая школа», 1980.
12. Т.Т.Березов, Б.М.Коровкин. Биохимия. М., «Медицина», 1982.
13. Т.Б.Дарханбаев, Н.К.Шоқанов. Микробиология мен вирусология негіздері. Алматы, 1976.
14. Н.Ә.Кенесарина. Өсімдіктер физиологиясы және биохимия негіздері. Алматы, «Мектеп», 1988.
15. З.С.Сейітов. Биохимия. Алматы. Изд. «Агроуниверситет», 2000.
16. К.С.Сағатов. Биологиялық химия. Алматы, Респ. Баспа кабинеті, 1998.
17. К.С.Сағатов. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, «Ғылым» баспасы, 2002.
18. Н.К.Шоқанов. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997.
19.Микробиология және Вирусология негіздері. Жарқынбаев Н.Қ. Шоқанов.
20.Ж.Ж. Жатқанбаев «Экология негіздері». Алматы 2003 ж
2. Бейсембаева Р.Ұ. Биологиялық химия: статикалық биохимиядан дәрістер курсы/Алматы, 2007.
3. Төленбек И. Адам және жануарлар физиологиясы. – Алматы, 2002.
4. Базарбаева Жаннат. Жеке даму биологиясы. – Алматы, 2008.
6. Кененсарина А. Өсімдіктер физиологиясы мен биохимия негіздер. – Алматы, 1988.
7. Гудвин Т., Мерсер Э. Введениев биохимию растений. М., 1986. Т 1,2.
8. Биохимия терминдерінің орысша-қазақша сөздігі – Русско-казахский словарь биохимических терминов/М.Бейсебеков және т.б. – Алматы: Ана тілі, 1995.
9. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рефф М., Робертс К., Уотсон Дж.
Молекулярная биология клетки. М., 1986. т. 1,2, 3.
10. Сағатов Көшербай. Биохимия: Оқулық/Сағатов Көшербай.- Алматы: Білім, 2007.
11. Ю.Б.Филиппович. Основы биохимии. М., «Высшая школа», 1980.
12. Т.Т.Березов, Б.М.Коровкин. Биохимия. М., «Медицина», 1982.
13. Т.Б.Дарханбаев, Н.К.Шоқанов. Микробиология мен вирусология негіздері. Алматы, 1976.
14. Н.Ә.Кенесарина. Өсімдіктер физиологиясы және биохимия негіздері. Алматы, «Мектеп», 1988.
15. З.С.Сейітов. Биохимия. Алматы. Изд. «Агроуниверситет», 2000.
16. К.С.Сағатов. Биологиялық химия. Алматы, Респ. Баспа кабинеті, 1998.
17. К.С.Сағатов. Өсімдіктер физиологиясы. Алматы, «Ғылым» баспасы, 2002.
18. Н.К.Шоқанов. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997.
19.Микробиология және Вирусология негіздері. Жарқынбаев Н.Қ. Шоқанов.
20.Ж.Ж. Жатқанбаев «Экология негіздері». Алматы 2003 ж
Аннотация
Курстық жұмыстың тақырыбы Медицинаның биохимиялық мәселелері.
Курстық жұмыс 29 беттен тұрады.
Кіріспе бөлімінде жалпы мәселелердің анықтамасы келтірілген.
Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік бөлімінде медициналық биохимияға жалпы кіріспе жазылған.
Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу бөлімінде медицинаның
биохимиялық мәселелері қарастырылған.
Курстық жұмыс қорытындыдан және 15 пайдаланылған әдебиеттен құралған.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік.
1.1 Жасуша
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...4
1.2 Көбею
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...10
1.3 Генетика
негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...12
1.4 Даму
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..14
2 Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу
2.1 Антропогенез
негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 17
2.2 Медициналық паразиталогияның жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... .19
2.3 Экологияның жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..20
2.4 Адамның экологиялық гинетикасының жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... 2 7
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..28
Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..29
Кіріспе
Курстық жұмыстың көкейкестілігі. Биология - тіршілікті зерттейтін
ғылым (биос – тіршілік, логос – білім). Биология ғылымы тіршіліктің барлық
нысандарын жан-жақты, кең ауқымды зерттейді, яғни ол тірі ағзалардың және
олардың табиғи қауымдастықтарының құрылысын, функциясының таралуын, шығу
тегін, дамуын, олардың бір-бірімен және тірі ағзалармен өлі дүние
арасындағы күрделі байланыстарды зерттейді.
Биология терминін 1802 жылы Ж.Ламарк және Г.Тревиранус бір мезгілде,
бір-бірінен тәуелсіз енгізген болатын.
Биологиялық химия – тірі табиғат химиясы. Биохимия тірі табиғат
организмдердің химиялық құрамын, тіршілікке қажетті қосылыстардың
құрылысын, атқаратын қызметін, осы биополимерлердің синтезделу және ыдырау
жолдарын, олардың әртүрлі организмдердің тіршілік процесінде өзгеріске
ұшырауын зерттейді.
Биохимия – тіршілік құбылыстарының негізінде жатқан химиялық
процестерді тексеретін ғылым. Сонымен қатар биохимия организмнің сыртқы
ортамен қарым-қатынасын да қарастырады.
Биохимияның жеке ғылым ретінде дамуы ХІХ ғасырдың екінші жартысында
басталды. Ол органикалық химия мен физиологияның негізінен шыққан. Ал
кейбір ғалымдардың айтуы бойынша, биохимияның дамуы, 1866 жылдан басталады,
осы жылы Старсбургта профессор Хоппе-Зейлердің басшылығымен биохимия
кафедрасы ашылған.
Сонымен қатар биохимия өсімдік жануар, адам,, микроорганизмдегі
химиялық процестерді зерттейді. Маңызды органикалық қосылыстардың түзілу
жолдарын қарастырады. Сонымен қатар биохимия организмге тән арнайы
заттарды: гормондар, витаминдер, ферменттерді зерттей отырып, олардың
организмдегі қызметін жеке жеке физиологиялық процестердегі рөлін
қарастырады.
1. Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік.
1. Жасуша биологиясы
1831 жылы ағылшын ғалымы р.Броун жасушалардың түйіршіктенген
құрылымын ашып, оны ядро (nukleus) деп атаған; 1841 жылы чех ғалымы Ян
ПУркинье жасушаның қоймалжың заты – тірі затын ашып, оны протоплазма деп
атаған. Осылайша өзгеріп, оның негізгі заты қабықшасы емес, тірі заты –
деген ұғым қылыптасқан.
1838 – 1839 жылдары неміс ғалымдары Т.Шванн және М.Шлейден
еңбектерінде өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының 200 жылға жуық созылған
зертеулері қортындалып, жасуша теориясы қалыптасқан. Сол сияқты жасуша
теориясының әрі қарай дамуына неміс дәрігері р.Вирхов та (1858) өз үлесін
қосқан.
Қазіргі кезде жасуша теориясының мынадай негізгі қағидалары белгілі:
1) жасуша тіршілігінің ең ұсақ құрам бірлігі болып табылады, себебі
барлық тірі ағзалар (өсімдіктер, жануарлар, саңырауқұлақтар,
бөлшектенушілер) жасушалардан тұрады;
2) өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларының құрылысы, жалпы алғанда
бір-біріне ұқсас;
3) жасуша тек жасушадан, оның бөлінуі нәтижесінде пайда болады
(Р.Вирхов). Omni cellula a cellula ;
4) жасуша ашық биологиялық жүйе, ол арқылы үнемі заттардың,
энергияның және ақпараттар ағыны өтіп отырады.
Қазіргі кездегі тұжырым бойынша тіршіліктің 2 формасы белгілі:
1) тіршіліктің жасушасыз формасы – оған вирустар жатады. Вирустар -
өте кішкентай, тіпті жай микроскоп арқылы көрінбейтін, денелер. Олар
нуклеин қышқылдарынан және ақуыздан тұрады. Олардың тіршілігі тек жасушаға
енгеннен кейін ғана байқалады, ал өз беттерінше оларда тіршілік құбылыстары
байқалмайды. Вирустарды 1892 жылы орыс ғалымы Д.И.Ивановский ашқан.
2) тіршіліктің жасушалы формасы. Оның 2 түрі белгілі, а) прокариотты
жасушалар (бактериялар) цитоплазмасы қос қабатты липидтік мембранамен
қоршалған, ядросы болмайды, тұқым қуалайтын материал сақина тәрізді ДНҚ
молекуласынан тұрады; рибосомадан басқа оргоноидтары болмайды, мөлшері
жағынан өте ұсақ болып келеді 0,1 – 0,5 мкм, митоз кездеспейді.
3) Эукариодтты жасушалар – цитоплазмасы қос қабатты липидтік
мембранамен қоршалған, ядросы болады; тұқым қуалайтын материалы
хромасомаларда орналасады, барлық органоидтарыболады; жасуша мөлшері
біршама ірі болып келеді – 15-65 мкм, митоз жолымен бөлінеді.
Эукариодтарды бір жасушалы және көп жасушалы ағзалар жасушалары деп
жіктейді. Ал соңғыларын өсімдіктер мен жануарлар жасушалары деп жіктейді.
Ібр жасушалы ағзалардың жасушасы (қарапайымдылар) - өздері бір жасуша
бола тұрып, тұтас ағзаға тән қызметтер атқарады: қозғалу, тітіркену, көбею,
зәр шығару, ас қорыту және т.б. көп жасушалы ағзалардың жасушалары белгілі-
бір қызмет атқаруға маманданады, оларда әртүрлі ақуыздар синтезделінеді,
мысалы: эпителий ұлпасының жасушаларында – меланин, бұлшықет жасушаларында
– миозин т.б.
Қазіргі деректер бойынша жасушаның негізгі заты болып протопласт
саналады. Протопласт цитоплазмаға және ядроға жіктеледі. Ол сыртқы ортадан
шеткі мембрана – плазмолемма арқылы шектелген. Цитоплазма өз кезегінде
гиалоплазмаға (цитоплазманы негізгі заты - матрикасы) және органеллаларға
жіктелген.
Гиалоплазма – 2 мембранамен (плазмолемма, тонопласт)шектелген
қоймалжың сұйықтық. Ол органикалық және бейорганикалық заттардан тұрады.
Оның 80-90 пайызын су құрайды. Органикалық заттардың ішінен негізгілері –
ақуыз, нуклеин қышқылдары, майлар, көмірсулар, АТФ т.б.
Гиалоплазмада органеллалар бытыраңқы орналасқан. Органеллалар –
жасушада белгілі бір қызмет атқарып, цитоплазмада тұрақты түрде кездесетін
құрылымдар. Оларға митохондриялар, Гольджи комплексі, эндоплазмалық тор,
пластидтер, рибосомалар, лизосомалар, жасуша орталығы, микроденешіктер,
микротүтікшелер т.б. жатады.
Эндоплазмалық торды 1945 жылы портер ашқан. Ол өте ұсақ, тек қана
электрондық микоскоп арқылы көруге болатын, қос қабат мембранамен шектелген
және тарамданып гиалоплазманы өне бойына торлап тесіп өтіп
орналасқанмикроарнашықтар мен микроқуыстар жүйесі болып табылады. Оның екі
түрі белгілі: гранулалы немесе кедір-бұдырлы және агранулалы немесе тегіс
эндоплазмалық тор. Гранулалы эндоплазмалық тордың мембранасына рибосомалар
бекінген, ал тегіс эндоплазмалық торда рибосомалар болмайды. Цитоплазмада,
әдетте гранулалы тор агранулалы торға қарағанда әлдеқайда жақсы жіктелген.
Агранулалы тор кейбір ерекше қызмет атқаратын, яғни майлы заттарды көп
синтездейтін жасушада ғана көп жіктейтін болады. Гаранулалы тордың қызметі
– ақуыз синтездеу, жасуша мембраналарын пайда ету орталығы болып саналады.
Сол сияқты, ол вакуоля, лизосома, микроденешіктерді де пайда ете алады.
Эндоплазмалық арналар арқылы микромолекулалар, иондар тасымалданады.
Агнанулалы тор липидтерді және көмірсуларды синтездеуге қатысады.
Гольджи кешенінен 1878 жылы итальян ғалымы Гольджи жануарлар
жасушасынан ашқан және соңғы кездерге дейін ол тек жануарлар жасушаларына
ғана тән деп келген. Бірақ, кейінірек ол өсімдіктер жасушаларынан да
табылған. Сондықтан Гольджи кешені барлық эукариотты жасушаларға тән
органелла болып саналады. Голджи кешені өте жұқа, жалпақ, бірінің үстіне
бірі орналасқан 5-20 қалташықтардан – диктиосомалардан құралған. әрбір
қалташықтың диаметрі 1кмк, ал қалыңдығы небары 20-25 нм болып келеді.
Қалташықтардың жиектері тесіліп бірте-бірте торға айналады. Гольджи
кешенінің қызметі – полисахаридтерді синтездеу, жинақтау және тасымалдау
болып саналады.
Митохондриялар – жасушаның міндетті органеллаларының бірі.оның пішіні
түрліше болып келеді: таяқша тәрізді, дөңгелек, сопақша т.с.с., ал мөлшері
0,5-7мкм тең. Митрохондриялар қос қабат мембранамен шектелген. Сыртқы
мембранасы тегіс, тұйық, ал кіші мембранасы митохондрияның ішіне қарай
қатпарлар пайда етеді. Оларды кристтер деп атайды. Кристтер арасында
митохондрияның негізгі заты – матриксі орналасқан. Онда ДНҚ, рибосомалар,
ақуыздар т.б. кездеседі. Митохондриялар органикалық заттарды ыдырату, АТФ
синтездеу қызметін атқарады.
Рибосомаларды 1955 жылы Палладе ашқан. Ол екі бөлшектен (кіші
бөлшегі, үлкен бөлшегі)тұрады. Олар өте ұсақ, тек электрондық микроскоп
арқылы көруге болатын – органеллалар. Оның мөлшері не бары 15-35нм болады.
Рибосомалар р-РНК-дан және ақуыздан тұрады, оның негізгі қызметіі ақуызды
синтездеу болып табылады.
Лизосомалар – диаметрі 2 мкм, әртүрлі ферменттерден тұратын
көпіршіктер. Олар органикалық заттарды гидролиздеу ыдырату процесіне
қатысады, яғни жасушаішілік ас қорыту қызметін атқарады.
Жасуша орталығы – жануарлар жасушасына тән органелла. Ол 2
центриолялан тұрады. әрбір центриоля диааметрі 150нм, ұзындығы 300-500 нм
болып келетін қуыс цилиндр. Оның қабырғасы үш-үштен 9 топқа топтасқан 27
микротүтікшелерден құралған. Жасуша орталығының қызметі митоздың қалыпты
жүруін қамтамасыз ету, яғни, анафаза кезінде хромосомалардың полюстерге
ажырауын қамтамасыз ету болып табылады.
Микротүтікшелер – түрліше болып келетін ұзын түтіктер, оның диаметрі
24 нм-ге тең. Олар тірек қызметін атқарады.
Пластидтер тек өсімдік жасушаларына тән органеллалар. Олардың 3 түрі
белгілі: жасыл пластидтер – хлоропласттар (Берцелиус 1837), түссіз
пластидтер - лейкопласттар (Крюгер, 1854).
Цитологияның соңғы кздердегі ең маңызды жетістіктеріне мыналарды
жатқызуға болады:
1) цитоплазманың мембраналық мембраналық құрылыс принциптерін
тұжырымдау;
2) жасушалардың ашық биологиялық жүйке екендігін тұжырымдау, яғни
заттар, энергия және ақпарат ағындары туралы тұжырымның қалыптасуы.
Цитоплазма және оның органеллалары биологиялық мембраналардан тұрады,
оның қызметі, қасиеттері сол мембраналарға байланысты болады. Шынында да,
цитоплазманың құрғақ затының 90 пайызын биологиялық мембраналар құрайды;
гиалоплазма 5 мембранамен (плазомолемма, тонопласт) шектелген;
органеллалардың көбісі мембраналардан тұрады.
Биология ғылымының негізгі зерттеу әдістеріне:
1) сипаттап жазу әдісі;
2) салыстыру әдісі;
3) тарихи әдіс;
4) тәжірибе жасау әдістері жатады.
Сипаттап жазу әдісі - өте ерте кезде пайда болған ежелгі әдіс. Кез-
келген құбылысты зерттеу үшін оны толық сипаттау қажет, ал ол үшін нақтылы
деректер жинақтау керек. Бұл әдісті қазіргі кездегі зерттеулерде ғалымдар
кеңінен қолданады.
XVIII ғ. Салыстырмалы әдіс кең өріс алып дамыды – бұл әдістің мәні
ағзаларды не олардың мүшелерін бір-бірімен салыстырып зерттеп, олардың
ұқсастығын не айырмашылықтарын анықтау болып саналады. Осы әдіс көмегімен
өсімдіктер мен жануарлардың систематикасы құрастырылады.
Тарихи әдіс – ертеде өмір сүріп, жойылып кеткен ағзаларды зерттей
отырып, қазіргі кезде тіршілік ететін ағзалардың құрылысын, шығу тегін және
даму заңдылықтарын анықтауда қолданылады. Бұл әдіс Ч.Дарвиннің эвалюциялық
ілімі пайда болғаннан кейін қалыптасқан.
Тәжірибе жасау әдістері – табиғат құрылысын тәжірибие жасау арқылы
зерттеу болып табылады. Бұл әдіс химия, физика т.б. табиғаттану
ғылымдарының жетістіктерін кеңінен қамтиды.
Биология - өте ертеде пайда болған ғылдым. Ол адамдардың практикалық
қызметі нәтижесінде қалыптасқан. Ежелгі адамдар өсімдіктермен, ажнуарлармен
тамақтанған, оларды киім және баспана жасауда пайдаланған. Сондықтан олар
туралы деректерді жинақтай бастаған. Одан әрі қаорай адамдар жабайы
өсімдіктерді егіп, жануарларды қолға үйреткен. Ал, ол үшін осы ағзалардың
тіршілігін тереңірек білу қажет болған. Жин,ақталған тәжірибе, білім
ұрпақтан-ұрпаққа ұзақ жылдар бойына ауызша, аңыз күйінде беріліп келген
болса, жазу пайда болғаннан кейін, адамзаттың табиғат туралы білімі кеңінен
жинақталып, сараланып, әрі қарай жүйелі түрде беріліп отырған. Бұл
ғылымның пайда болуына тікелей жол ашқан.
Биологияның алғашқы қалыптасқан салалары ретінде ботаника -
өсімдіктер туралы ғылым және зоология – жануарлар туралы ғылымдарды атауға
болады.
Ботаника ғылымы б.ж.с. IV – III ғғ. Қалыптасқан, оның атасы болып
Теофраст (372 287 б.ғ.д.) танылды. Ол өсімдіктер туралы 11 кітап жазған.
Олардың кейбіреулері біздің заманымызға дейін жетіп сақталған.
Зоология ғылымы да б.ж.с. дейінгі IV – III ғғ. Қалыптысқан және оның
атасы болып Аристотель (384-377 б.ғ.д.) саналады. Ол 500-ден астам
жануарлар түрлерін сипаттап жазып олардың жүйесін жасаған.
Биология ғылымының қалыптасуында ертедегі грек дәрігері Гиппократтың
рөлі ерекше (460-377 б.ғ.д.). ол жануарлар мен адамның құрылысы туралы
көптеген деректер қалдырған; сүйекткрді, бұлшықеттерді, сіңірлерді, миды
және жұлынды сипаттап жазған. Гмппократ үнемі ...әрбір дәрігер табиғатты
жете білуі қажетдеп айты отырған.
Адам денесінің құрылысын зерттеуде Рим дәрігері Галеннің (130-200
б.ғ.д.) еңбегі өте үлкен. Ол маймыл мен шошқаны сойып оынң ішкі қрылысын
зерттеген.
Орта ғасырларда діни көзқарас басым болған. Ол, ғылыми көзқарасты
қолдайтын адамдарды қатал жазалап, ғылыми дамуына жол бермеді.
XV –XVI ғасырлардан бастап биология ғылымы жаңадан өрлеп дами
бастады, 1583 жылы А.Чезальпино өсімдіктердің алғашқы жасанды жүйесін
(системасын) құрастырды. 1543 жылы А.Везалий адам денесінің құрылысын
зерттеп Адам денесінің құрылысы туралы атты кітап жазған; 1628 жылы,
У.Гарвей кіші қан айналым шеңберін зерттеп, қан айналым туралы ілімін
қалыптастырған; 1665 жылы Р.Гук жасушаны, (1673) Левенгук спермотозоидтарды
және микроғазалар дүниесін ашқан. XVIІІ ғасырда К.Линней (1735) -
өсімдіктер жүйесінің жасанды жүйесін жасап, ботаниканың дамуына зор үлес
қосты.
1809 жылы Ж.Ламарк алғашқы эволюциялық теорияны құрастыруға талпыныс
жасады; 1838 – 1839 жылдары Шванн және Шлейден жасуша теориясын; Ч.дарвин
(1859) шынайы эвалюциялық ілімді қалыптастырды, оның қозушы күштерін
анықтады; 1865 жылы Г.Мендель тұқым қуалаушылық заңдылықтарын ашты.
ХХ ғасырда биология ғылымы жедел дамыды, оған ат салысқандар:
эвалюцәия теориясы саласында – С .С.Четверяков, Р.А.Фишер, СүРайт,
Г.Хаксли, Ф.Б.Добржанский, А.Н.Северцев, Н.И.Вавилов, И.ИШмальгаузен,
Н.В.Тимофеев – Ресовский т.б.
Молекулалық биология негізін қалағандар – Ф.Крик, Дж. Уотсон (1953),
ал әрі қарай дамытушылар – А.А.Баев, А.НБелозерский, А.С.Спирин,
А.А.Энгельгард, М.А.Айтхожин т.б. болып саналады.
В.В.Вернадский (1928) – биосфера туралы ілім негізін қалаған;
В.И.Сукачев (1942) – биогеоциноз, Тенсли (1935) – экосистема туралы ілімді
қалыптастырған.
1953 жылы Ф.Крик және Дж.Уотсон нуклеин қышқылдарының құрылысын
ашты. 1961 1964 жылдары С.Очао, Х.Корана, М.Ниренберг т.б. оқымыстылардың
еңбектерінің нәтижесінде генетикалық кодтың толық сөздігі құрастырылып,
оның барлық тірі ағзаларда бірдей болатындығы анықталды. Осы жылдары
жасушада жүретін негізгі биохимиялық құбылыстардың – ДНҚ реплекциясы,
транскрипциясы және ақуыз синтезі – трансляция механизмдері зерттеліп, оның
прокариодттарда және эукариоттарда ұқсас жоба күйінеде жүретіндігі белгілі
болды.
1970 жылы молекулалық биологияның жаңа саласы – генетикалық
инженерия, биотехнология, қалыптасып жасанды генотипті ағзаларды
(трансгенді ағзаларды) жасауға, көптеген гормондарды лабораториялық
жағдайларда синтездеуге қол жеткізілді. Мысалы: осылайша 1977 жылы
соматотропин, 1978 -1979 жылдары инсулин, интерферон, простагландин
гормондары синтезделді. ХХ ғасырдың аяғында ғалымдар жоғары сатылы
ағзалардың сомалық жасушаларын клондауға қол жеткізді. Мысалы: 1997 жылы
Англияда алғаш рет клондау әдісі арқылы Долли атты қозы, 1998 жылы торай,
1999 жылы маймыл дүниеге келген.
Басқа эементтердің тірі организмде өлшемі азырақ. Бірақ организмнің
қалыпты функцияларын атқару үшін олар да қажет болады. Элементтердің
әрқайсысы организмде өзіне тән ерекше қызмет атқарады. Мысалы Са2+
организмдегі кальций сүйек ұлпасының құрамына кіреді. Кальций, магний, мыс,
мырыш, марганец, молибден, т.б. иондары ферменттер құрамына кофактор
ретінде кіреді, олар – фрменттер қызметін атқару үшін өте маңызды
элементтер.
Элементтер бірімен-бірі өзара үйлесімді байланыса отырып, әр түрлі
күрделі молекулаларды – белоктар, нуклеин қышқылдары, липидтер, көмірсулар,
тұздары түзеді. Бұл молекулалар жоғары қырылымды болып бірігеді. Олардан
органеллалар түзіледі. Осы органеллалардан тірі клеткалар түзіледі.
Клеткадан ұлпалар мен мүшелер (органдар) құрылады. Олардың үйлесімді
жиынтығынан тірі организмдер – жануарлар, адам және өсімдік организмі
құрылады.
Биомассаның 75%-дайы судың үлесіне келеді, бірақ оның әртүрлі
организмдегі үлесі мөлшерінде біраз ауытқу байқалады (ағаш тектес
өсімдіктерде 40%-дан 60%-ға дейін, медузаларда 99%-ға дейін). Судың
тіршілік үшін маңызы зор. Организмдегі физикалық-химиялық процестер сулы
ортада жүреді, сонымен қатар су гидролиздеу (ыдырау) процестеріне қатысады.
Мөлшері жағынан биологиялық объектілерде екінші орында тұрған -
өзінің маңыздылығы жағынан сөзсіз бірінші және басты орын алатын белоктар.
Орта есеппен организмнің құрғақ салмағына есптегенде оның мөлшері –
40-50%, әйтсе де өсімдіктерде, жануарларға қарағанда, белок мөлшері аздау.
әдетте, микроорганизмдер белогқа байырақ келеді (кейбір вирустар тіптен
белоктан тұрады).
Организмнің қалған құрғақ салмағының 50М-дайы – басқа кластарға
жататын қосылыстар. Олар – көмірсулар, липидтер және минералдық заттар,
олардың әртүрлі организмдегі мөлшері үлкен ауытқуға ұшырайды. өсімдіктерде
көмірсулар басым болса, жануарларды –липидтер. Биомассаның 10% -дайы
минералдық заттардың үлесіне келеді.
Белоктар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, липидтер, минералдық
заттардан басқа организм құрамына аздаған мөлшерде көмірсутектер, спирттер,
альдегидтер, карбон қышқылдары және олардың туынылары, аминқышқылдары,
эфирлер, аминдер және тағы да басқа қосылыстар кездеседі. Кейбір
организмдерде осы заттар біраз мөлшерде жиналады және олардың
систематикалық белгісі ретінде бола алады.
Осы топқа жататын қосылыстардың көпшілігі организмде физиологиялық
күшті әсер етеді, олар тіршілік процестерін жылдамдатады немесе тежейді.
Оларды биологиялық активті қосылыстар деп атайды. Химиялық жағынан олар
әртүрлі, бұлар – витаминдер, гормондар, фитогормондар, коэнзимдер,
антибиотиктер, фитонцидтер, т.б. осы топқа организмдегі химиялық
реакциялардың, процестердің барысында түзілетін аралық өнімдерді де
жатқызуға болады. Олар метаболиттер деп аталады.
Тірі организмге тән ең бір басты қасиет – зат алмасу процесі және
энергия айналымы. Тірі клеткада зат алмасу үнемі жүріп отырады, оның
тоқтауы организмді өлімге әкеледі. Осы жөнінде Ф.Энгельстің Табиғат
диалектикасы деген кітабындағы ойын тағы да еске сала кеткен жөн:
Тіршілік – белоктық денелердің тіршілік ету тәсілі, оның ең бір басты
жағдайы - сыртқы ортамен үнемі зат алмасуда болуы, егер осы алмасу
тоқталатын болса, онда тіршілік жойылады, ол белоктың ыдырауына әкеліп
соқтырады. Энгельстің осы болжауының дұрыстығы биохимияның кейінгі кездегі
дамуымен дәлелденеді.
Орыстың атақты К.А.Тимирязев тірі организмге тән ерекшеліктердә
сипаттай келе, былай деген: тірі организмнің өлі табиғаттан айырмашылығы –
оның құрамындағы заттардың сыртқы ортадағы заттармен үнемі алмасуда болуы.
Организм сырттан өзіне затты қабылдап, оны өз денесіндегі заттарға
айналдырады, олардың қайта өзгертіп, сыртқа шығарыды.
Тірі организмде үнемі заттардың қарқынды ағымын байқауға болады. Орта
есеппен адам организмі арқылы өзінің тіршілігінде 75000 литр су, 17500 кг
көмірсу, 2500 кг май, яғни адамның салмағынан 1232 есе көп заттар өтіп
отырады.
Зат алмасу жөніндегі білімнің дамуына жол ашқан венгриялық ғалым
Хевеши ұсынған таңбалы атом әдісі болды. Осы әдісті пайдалана отырып
жүргізілген тәжірибелер адам денесіндегі белоктың жартысы 6-7 апта ішінде
толық жаңаратындығын көрсеткен. Сонымен, тірі организм үнеміі сыртқы
ортадан заттарды сіңіріп, бір жағынан өз денесіндегі заттарды синтездейді,
екінші жағынан оларды ыдыратып, сыртқа шығарып отырады.
Демек, табиғатта тұрақты еш нәрсе жоқ, барлығы қозғалыста, өзгерісте,
дамуда болады. Биохимия ілімінің нышаны ерте заманнан байқалған. Осы
кездерден бастап адам биохимиялық процестерді тамақ дайындауда (нан пісіру,
ірімшік жасау, шарап дайындау, т.б.) пайдаланған.
Биологиялық мембрана өте жұқа, қалаңдығы небары 5-10нм болып
келетін қабықша. 1972 С.Сингер мен Г.Никольсон ұсынған биомембрананың
сұйықтық – мозайкалық моделіне сәйкес, ол 2 биополимерден тұрады: ақуыз
және липидтер. Липидтер молекуласы биологиялық мембраналардың молекуласын
құрайды, ол екі қабат сұйық фаза күйінде болады, ал оның бетінде немесе
оған еніп, кейде оны түгел тесіп өтіп ақуыз молекулалары орналасқан.
Биологиялық мембраналар жартылай өткізгіштік (таңдамалы өткізгіштік)
қасиетке ие, оның ұштары үнемі тұйықталған. Биологиялық мембраналар
арқасында жасушаларда көптеген дербес, тұйық қуыстар (органеллалар)
түзіледі. Мембраналар арқасында осы қуыстарда тек өздеріне ғана тән
химиялық құрамы қалыптасып, бір мезгілде түрліше химиялық реакциялардың
жүруіне мүмкіндік туады.
Жасуша ашық биологиялық жүйе болып саналады. Ол арқылы үнемі заттар,
энергия және ақпараттар ағыны өтіп отырады.
Заттар ағыны – жасуша тіршілігі үшін өте қажет құбылыс. Жасушаға
үнемі заттар еніп, олар зат алмасу процесінде өзгеріп (ыдырап,
синтезделіп), сыртқа шоғырланып отырады. Бұл процесс үздіксіз жүреді,
себебі заттар ағыны тоқталса, жасуша да өз тіршілігін тоқтатады. Жасушаға
түйіршік тәрізді заттар – фагоцитоз, ал сұйық заттар – пиноцитоз арқылы
енеді. Пиноцитоз осмос құбылысы нәтижесінде жүреді. Оған мысал ретінде
жасушада байқалатын плазмолиз – деплазмолиз құбылыстарын келтіруге болады.
Заттардың мембранадан белсенді тасмалдануы ферменттердің қатысуы және
энергия жұмсалуы арқылы жүреді.
Энергия ағыны – жасуша тіршілігі үшін энергия қажет. Ол энергия
органикалық заттардың ыдырауы нәтижесінде бөлініп шығады да АТФ
молекуласында жинақталады. АТФ-та жинақталған энергия оның әрі қарай
АДФ,АМФ-қа ыдырауы арқылы бөлініп әр түрлі тіршілік әрекеттеріне
пайдаланылады. Энергия синтезі жасушада анаэробтық гликолиз, фотосинтез,
хемосинтез, аэробтық гликолиз реакциялары нәтижесінде іске асады.
Энергияның синтезделуі өсімдіктер жасушаларында пластидтерде, ал
жануарларда –митохондрияларда жүреді.
Ақпараттар ағыны – жасуша тіршілігі туралы ақпарат ядрода,
хромосомаларда, ДНҚ молекуласында биологиялық (генетикалық) код күйінде
жазылған. Міне осы ақпарат ДНҚ - ДНҚ-ға, ДНҚ –РНҚ-ға, РНҚ-дан ақуызға
беріліп отырады. Арнайы зертхана жағдайында ревертаза ферментінің көмегімен
РНҚ-нан – ДНҚ-ны синтездеуге мүмкіндік пайда болады. Ал ақуыздар
(ферменттер) жасушаның барлық тіршілік процестерін басқарып, реттеп
отырады. Ақпараттар ағынсыз жасуша тіршілігінің болуы мүмкін емес.
1.2. Көбею биологиясы
Тірі ағзалардың негізгі белгілерінің біірі – олардың көбеюге
қабілеттілігі. Осы қасиеттердің арқасында миллиардтаған жылдар бойына
ұрпақтар жалғасып, Жер бетінде тіршілік байқалып келеді, келе де бермек.
Ағзалардың көбею қасиеті тіршіліктің дискреттілігімен тікелей байланысты.
Мысалы, ағзалардың денелері көптеген жасушалардан тұрады, ал жеке
жасушалардың тіршілік ұзақтылығы ағзалардың тірщшілік ұзақтылығымен
салыстырғандаәлдеқайда қысқа болады, сондықтан да ағзалардың тіршілігі оның
жасушаларының үздіксіз көбеюі нәтижесінде ғана байқалуы мүмкін. Кезкелген
биологиялық түрлер жекелеген даралардан тұрады, ал жеке даралардың тіршілік
ұзақтығы түрлердің тіршілік ұзақтығына қарағанда әлдеқайда қысқа. Демек,
түрлердің тұрақты тіршілік етуі оның дараларының үздіксіз көбеюінің
нәтижесінде ғана байқалады т.с.с.
Жыныссыз көбею жынысты көбеюге қарағанда қарапайым және ол эволюция
құбылысында алғаш пайда болған. Оның негізгі ерекшелігі осы жолмен пайда
болған ұрпақтардың аналық ағзалардан ешбір айырмашылығы болмайды, себебі
екеуінің де тұқым қуалаушылық материалдары өзгеріссііз, бірдей. Ал жыныстық
көбею – күрделі процесс, себебі болашақ ұрпақтың генетикалық материалы ата-
ананың тұқым қуалаушылық ақпараттарының қосылуы нәтижесінде қалыптасады.
Жыныстық көбеюдің ең қарапайым түрі – коньюгация кейбір бір жасушалы
ағзаларға тән. Коньюгация кезінде арнайы жыныс жасушаларын
(гаметаларды)пайда етпей, өздері өзара қосылады не генетикалық
ақпараттармен алмасады (қарапайымдылар, бір жасушалы балдырлар), мысалы,
кірпікшелі кебісше, копуляция. Тірі ағзалардың басым көпшілігінің жыныстық
көбеюі ерекше жасушалар – жыныс жасушалардың (гаметалардың) қосылып, зигота
түзуі арқылы жүреді. Кейбір ағзалар мөлшері, қозғалуы жағынан біркелкі
болып келеді, мысалы хламидамонада, оның құрылымы бірдей екі жасушаның
қосылуын изогамия деп атайды.
Енді бір ағзалар қозғалуы жағынан әртүрлі гаметалар түзеді. Оларың
бірі ұсақ, жылдам қозғалады. Мысалы, аталық гамета, ал екіншісі одан гөрі
үлкендеу, баяу қозғалады, ол – аналық гаметалар. Мұндай гаметалардың өзара
қосылуын аниизоогамия деп атайды. Оған мысалы: безгек плазмодийлері.
Жыныстық процестің ең күрделі түрі – оогамия. Бұнда ата-аналар әр
түрлі гаметаларды пайда етеді. Бірі – ұсақ, қозғалғыш аталық гаметалар –
спетматозоидтар пайда етсе, екіншісі өте аз мөлшерде, тіпті тек бір дана
күйінде үлкен, қозғаламайтын аналық гамета – жұмыртқа жасушасын түзеді.
Міне осылардың қосылуын оогамия (көбею) деп атайды.
Гаметалардың түзілу процесін гаметогенез (сперматогенез не оогенез)
дер атайды. Аталық гаметалық аталық бездерде, аналық гаметалар – аналық
бездерде пісіп жетіледі.
Спермотогенез 4 кезеңнен (көбею, өсу, пісіп жетілу, қалыптасу), ал
оогенез 3 кезеңнен тұрады (көбею, өсу, пісіп жетілу).
Гаметаларды (сперматозоид және жұмыртқа жасушасы) пайда ететін
диплоидты жасушаларды сперматогонеялар және овоганиялар деп атайды.
Гаметогенездің бірінші – көбею сатысында жыныс бездерінде
сперматогонеялар мен овоганиялар метоз жолымен бөлініп, олардың саны
көбейеді. Ер адамдарда сперматогонеялардың көбеюі жыныстық жетілген кезден
басталып қартайғанға дейін созылады, ал әйелдерде авоганиялардың көбеюі
олардың эмбриондық дамуының алғашқы 2 айлығында басталып, жатырдағы дамудың
7 айларында овоциттердің овоциттердің овоциттердің көбісі митоздың профаза
– 1-де болады.
Екінші өсу сатысында жаңадан түзілген жас жасушалар өсіп бірінші
реттік сперматоциттар мен бірінші овоциттерге айналады.
1.3. Генетика негіздері
Пісіп жетілу сатысында бірінші реттік сперматоциттер мен бірінші
реттік овоциттер мейоз жолымен екі рет бөлінеді. Бірінші бөлінудің
нәтижесінде екінші реттік сперматоциттер мен екінші реттік овоцит және бір
редукциялық денешік түзіледі, ал екінші бөлінудің нәтижесінде әрбір
спермотоциттен төрт сперматидтер және әрбәр екінші реттік овоциттен – бір
жұмыртқа жасушасы мен үш редукциялық (бағыттаушы) денешіктер пайда болады.
Сперматогенез – қалыптасу сатысымен аяқталады. Бұл сатыда
сперматидтер сперматозоидқа айналады. Бұл спермотозоидтердің цитоплазмасы
азаяды, хромосомалардың тығыз ширатылып инерттік күйіне көшуіне байланысты
ядро тығыздалып сперотозоидтердің басы пайда болады. Эндоплазмалық тор,
Гольджи комплексі сперматидтің бас бөлімінің алдыңғы полюсіне ығысып
акросомалық аппаратқа айнаалды, ал цетросома қарама-қарсы полюске орналасып
сперматозоидтердің құйрығын қалыптастырады, ал оның түбінде митохондриялар
топтасып сперматозоид мойынын пайда етеді.
Гаметогенез процесінің ең негізгі мәнінің бірі – мейоз. Мейоз –
жасушаның күрделі бөлінуі, оның нәтижесінде бір диплоидтық аналық жасушадан
төрт гаплоидтық жыныс жасушалары пайда болады. Мейоз – жасушаның ДНҚ
еселенуінсіз (қысқа интерфаза) екі рет бөлінуі: оның бірінші бөлінуін –
редукциялық, екіншісін – эквациялық бөліну деп атайды. Мейоздың әрбір
бөлінуі митоз сияқты төрт фазадан (профаза, анафаза, телофаза)тұрады.
Мейоздың негізгі қорытындылары – гаплоидты жасушалардың пайда болуы, тұқым
қуалаушылық материалдарының рекомбинациялануы, оның бірінші бөлінуінде
жүзеге асады. Профаза -1 бес сатыға жееді: лептотена, зиготена, пахитена,
диплотена және диакинез. Липототена сатысында диплоидтық хромосомалар
ширатыла бастайды, нашар тығыздалған жіпке ұқсайды. Зиготенада гомологтік
хромосомалар әрі қарай ширатылып бір-біріне жақындап, қосылып жұптар
құрайды (коньюгацияланады). Хромосома жұптарының саны гаплоидтық хромосома
саына, яғни адамдарда 23 тең болады. Пихтена сатысында гомологтық
хромосомалар толық қосылып төрт хромотидадан тұратын биваленттер түзеді.
Бұл сатыда хромотидалар әрі қарай ширатылып бір-бірімен айқасады. Осы
сатыда айқасқан хромосомалар өзара гинетикалық материалдармен алмасады; оны
кросинговер процесі деп атайды. Диплотена сатысында гомологтық
хромосомалардың ширатылуы сәл-сәл жазылып, олар бір-бірінен ажырай
бастайды, дегенмен, олар әлі де болса, олар бір-бірімен хиазимдер арқылы
байланысып тұрады. Диакинез сатысында хромосомалар одан әрі ажырайды,
өтетығыз ширатылады, ядро қабықшасы ериді, ядрошық жойылады, бөліну ұршығы
пайда болады.
Оогенез процесінің алғашқы бөлінуінің (редукциялық бөлінуі)
профазасында 4 және 5 сатылар аралығында ерекше саты – диктиотена сатысы
болады. Бұл саты эмриогенезге баситалып қыздар 11-13 жасқа, яғни жыныстық
жетілген жасқа, келгенге дейін созылады. Бұл кезде хромосомалар ерекше
морфологиялық формаға айналып әрі қарай бөлініуін уақытша тоқтатады. Ал,
жыныстық жетілу кезінде гипофиздің лютеиндеуші гормонының әсерінен ай сайын
бір овоцит өзінің бөлінуін әрі қарай жалғастырады.
Метофаза І-де биваленттер екі хромосомаларға тартылады. Телофаза І-де
пайда болаған ядродағы хоромосомалардың саны екі есе азаяды
(редукцияланады), жасуша цитокинез нәтижесінде екіге бөлінеді. Қыцсқа
интерфазадан (интеркинезден)кейін бірден мейоздың екінші бөлінуі –
эквациялық бөліну басталады. Интеркинез кезінде екінші бөлінуге қажет
ақуыздар мен энергия қоры жиналады, бірақ ДНҚ еселенбейді. Екінші бөліну
метафаза ІІ-ден басталады. Бұл фаза митофазадағыдай әрбір хромосома екі
хромотидаға ажырайды.
Анафаза ІІ-де ажырасқан хромотидалар жасуша полюсіне қарай тартылады.
Телофазада ІІ-де хромотидалар диспиралданады, ядро қабығы және ядрошық
түзіледі, цитокинезден соң хромотидалар жиынтығы гаплоидты 4 жасуша пайда
болады.
Мейоздың биологиялық маңызы:
1) мейоздың және ұрпақтанудың нәтижесінде биологиялық түрлердің
хромосома санының тұрақтылығы сақталынады; 2) мейоз нәтижесінде гаметаларда
хромосомалардың еркін комбинациялану ықтималдығы күшейе түседі, себебі
әрбәр гомологтық хромосоалардың (әкесінен жіне шешесінен алынған) екі
гаметаға ажырау ықтималдылығы ½ тең, ал барлық хромосома санын алатын
болсақ олардың гаметаларда еркін комбинациялану ықтималдылығы 2 л
дәрежесіне, яғни адамдардың 223 дәрежесіне тең. Былайша айтқанда, бір
гаметаға тек қана әкесінен аланған хромосомалар, ал шешесінен алынған
хромосомалардың топтасу мүмкіншілігі өте аз мөлшерде болады (12)22=14
194304 яғни 14000000-на тең; 3) мейоз процесіне кроссинговер салдарынан
хромосомаларда гинетикалық материалдар (гендер) рекомбинацияланады, тұқым
қуалаушылық материалдың ұрпақтар жалғасында комбинативтік өзгергіштік
байқалады.
Ыжныстық көбеюдің негізгі мәні ұрпақтану екені белгілі, бірақ кейде
жаңа ағзада ұрықтанбаған жұмыртқа жасушаларының да дамуы мүмкін. Бұл
құбылысты партенегенез деп атайды. Бұл жолмен пайдаболған ағзалар гаплоидты
болады. Партоногенездің екі түрі белгілі: антрогенез және гиногенез.
Андрогенезде жаңа ағза спермотозоидтың ядросы негізіндедамиды, яғни
спермотозид жұмыртқа жасушасына енеді де оның ядросын ауыстырады, яғни
жұмыртқа жасушасының ядросы өліп жойылады; ал гиногенезде спермотозоидтар
арқылы активтенген (бірақ қосылмаған) жұмыртқа жасушаларының ядросы жаңа
ағзада дамуына алып келеді.
Антропогенез негіздері
Антропогенез дер саналы адам түрінің пайда болуы мен оның қоғамдық
өмірінің қалыптасу процестері жиынтығын айтады. Бұл процестің қозғаушы
факторларын, бағыттарын, заңдылықтарын зерттейтін ғылымды антопология деп
атайды. Антропология – адамдар туралы ғылым. Ол адамдардың шығу тегін,
тарихи дамуын және тұрпатын (конститутциясын), өсуін және жеке, жастық,
жыныстық өзгешеліктерін, нәсілдерге бөлінуін және т.б. зерттейді.
Адамның өзінің табиғаты жағынан биологиядық және әлеуметтік мәні бар.
Адамдардың құрылысы, тіршілігі жануарларға ұқсас және биологиялық
заңдылықтарға бағынады.
1.4. Даму биологиясы
Адамдар – нағыз саналы адам (Homo ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Курстық жұмыстың тақырыбы Медицинаның биохимиялық мәселелері.
Курстық жұмыс 29 беттен тұрады.
Кіріспе бөлімінде жалпы мәселелердің анықтамасы келтірілген.
Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік бөлімінде медициналық биохимияға жалпы кіріспе жазылған.
Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу бөлімінде медицинаның
биохимиялық мәселелері қарастырылған.
Курстық жұмыс қорытындыдан және 15 пайдаланылған әдебиеттен құралған.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік.
1.1 Жасуша
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...4
1.2 Көбею
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...10
1.3 Генетика
негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...12
1.4 Даму
биологиясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..14
2 Медицинаның биохимиялық мәселелерін зерттеу
2.1 Антропогенез
негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 17
2.2 Медициналық паразиталогияның жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... .19
2.3 Экологияның жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..20
2.4 Адамның экологиялық гинетикасының жалпы
мәселелері ... ... ... ... ... ... 2 7
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..28
Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..29
Кіріспе
Курстық жұмыстың көкейкестілігі. Биология - тіршілікті зерттейтін
ғылым (биос – тіршілік, логос – білім). Биология ғылымы тіршіліктің барлық
нысандарын жан-жақты, кең ауқымды зерттейді, яғни ол тірі ағзалардың және
олардың табиғи қауымдастықтарының құрылысын, функциясының таралуын, шығу
тегін, дамуын, олардың бір-бірімен және тірі ағзалармен өлі дүние
арасындағы күрделі байланыстарды зерттейді.
Биология терминін 1802 жылы Ж.Ламарк және Г.Тревиранус бір мезгілде,
бір-бірінен тәуелсіз енгізген болатын.
Биологиялық химия – тірі табиғат химиясы. Биохимия тірі табиғат
организмдердің химиялық құрамын, тіршілікке қажетті қосылыстардың
құрылысын, атқаратын қызметін, осы биополимерлердің синтезделу және ыдырау
жолдарын, олардың әртүрлі организмдердің тіршілік процесінде өзгеріске
ұшырауын зерттейді.
Биохимия – тіршілік құбылыстарының негізінде жатқан химиялық
процестерді тексеретін ғылым. Сонымен қатар биохимия организмнің сыртқы
ортамен қарым-қатынасын да қарастырады.
Биохимияның жеке ғылым ретінде дамуы ХІХ ғасырдың екінші жартысында
басталды. Ол органикалық химия мен физиологияның негізінен шыққан. Ал
кейбір ғалымдардың айтуы бойынша, биохимияның дамуы, 1866 жылдан басталады,
осы жылы Старсбургта профессор Хоппе-Зейлердің басшылығымен биохимия
кафедрасы ашылған.
Сонымен қатар биохимия өсімдік жануар, адам,, микроорганизмдегі
химиялық процестерді зерттейді. Маңызды органикалық қосылыстардың түзілу
жолдарын қарастырады. Сонымен қатар биохимия организмге тән арнайы
заттарды: гормондар, витаминдер, ферменттерді зерттей отырып, олардың
организмдегі қызметін жеке жеке физиологиялық процестердегі рөлін
қарастырады.
1. Биология тіршілікті зерттейтін ғылым және медициналық биохимияға
түсінік.
1. Жасуша биологиясы
1831 жылы ағылшын ғалымы р.Броун жасушалардың түйіршіктенген
құрылымын ашып, оны ядро (nukleus) деп атаған; 1841 жылы чех ғалымы Ян
ПУркинье жасушаның қоймалжың заты – тірі затын ашып, оны протоплазма деп
атаған. Осылайша өзгеріп, оның негізгі заты қабықшасы емес, тірі заты –
деген ұғым қылыптасқан.
1838 – 1839 жылдары неміс ғалымдары Т.Шванн және М.Шлейден
еңбектерінде өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының 200 жылға жуық созылған
зертеулері қортындалып, жасуша теориясы қалыптасқан. Сол сияқты жасуша
теориясының әрі қарай дамуына неміс дәрігері р.Вирхов та (1858) өз үлесін
қосқан.
Қазіргі кезде жасуша теориясының мынадай негізгі қағидалары белгілі:
1) жасуша тіршілігінің ең ұсақ құрам бірлігі болып табылады, себебі
барлық тірі ағзалар (өсімдіктер, жануарлар, саңырауқұлақтар,
бөлшектенушілер) жасушалардан тұрады;
2) өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларының құрылысы, жалпы алғанда
бір-біріне ұқсас;
3) жасуша тек жасушадан, оның бөлінуі нәтижесінде пайда болады
(Р.Вирхов). Omni cellula a cellula ;
4) жасуша ашық биологиялық жүйе, ол арқылы үнемі заттардың,
энергияның және ақпараттар ағыны өтіп отырады.
Қазіргі кездегі тұжырым бойынша тіршіліктің 2 формасы белгілі:
1) тіршіліктің жасушасыз формасы – оған вирустар жатады. Вирустар -
өте кішкентай, тіпті жай микроскоп арқылы көрінбейтін, денелер. Олар
нуклеин қышқылдарынан және ақуыздан тұрады. Олардың тіршілігі тек жасушаға
енгеннен кейін ғана байқалады, ал өз беттерінше оларда тіршілік құбылыстары
байқалмайды. Вирустарды 1892 жылы орыс ғалымы Д.И.Ивановский ашқан.
2) тіршіліктің жасушалы формасы. Оның 2 түрі белгілі, а) прокариотты
жасушалар (бактериялар) цитоплазмасы қос қабатты липидтік мембранамен
қоршалған, ядросы болмайды, тұқым қуалайтын материал сақина тәрізді ДНҚ
молекуласынан тұрады; рибосомадан басқа оргоноидтары болмайды, мөлшері
жағынан өте ұсақ болып келеді 0,1 – 0,5 мкм, митоз кездеспейді.
3) Эукариодтты жасушалар – цитоплазмасы қос қабатты липидтік
мембранамен қоршалған, ядросы болады; тұқым қуалайтын материалы
хромасомаларда орналасады, барлық органоидтарыболады; жасуша мөлшері
біршама ірі болып келеді – 15-65 мкм, митоз жолымен бөлінеді.
Эукариодтарды бір жасушалы және көп жасушалы ағзалар жасушалары деп
жіктейді. Ал соңғыларын өсімдіктер мен жануарлар жасушалары деп жіктейді.
Ібр жасушалы ағзалардың жасушасы (қарапайымдылар) - өздері бір жасуша
бола тұрып, тұтас ағзаға тән қызметтер атқарады: қозғалу, тітіркену, көбею,
зәр шығару, ас қорыту және т.б. көп жасушалы ағзалардың жасушалары белгілі-
бір қызмет атқаруға маманданады, оларда әртүрлі ақуыздар синтезделінеді,
мысалы: эпителий ұлпасының жасушаларында – меланин, бұлшықет жасушаларында
– миозин т.б.
Қазіргі деректер бойынша жасушаның негізгі заты болып протопласт
саналады. Протопласт цитоплазмаға және ядроға жіктеледі. Ол сыртқы ортадан
шеткі мембрана – плазмолемма арқылы шектелген. Цитоплазма өз кезегінде
гиалоплазмаға (цитоплазманы негізгі заты - матрикасы) және органеллаларға
жіктелген.
Гиалоплазма – 2 мембранамен (плазмолемма, тонопласт)шектелген
қоймалжың сұйықтық. Ол органикалық және бейорганикалық заттардан тұрады.
Оның 80-90 пайызын су құрайды. Органикалық заттардың ішінен негізгілері –
ақуыз, нуклеин қышқылдары, майлар, көмірсулар, АТФ т.б.
Гиалоплазмада органеллалар бытыраңқы орналасқан. Органеллалар –
жасушада белгілі бір қызмет атқарып, цитоплазмада тұрақты түрде кездесетін
құрылымдар. Оларға митохондриялар, Гольджи комплексі, эндоплазмалық тор,
пластидтер, рибосомалар, лизосомалар, жасуша орталығы, микроденешіктер,
микротүтікшелер т.б. жатады.
Эндоплазмалық торды 1945 жылы портер ашқан. Ол өте ұсақ, тек қана
электрондық микоскоп арқылы көруге болатын, қос қабат мембранамен шектелген
және тарамданып гиалоплазманы өне бойына торлап тесіп өтіп
орналасқанмикроарнашықтар мен микроқуыстар жүйесі болып табылады. Оның екі
түрі белгілі: гранулалы немесе кедір-бұдырлы және агранулалы немесе тегіс
эндоплазмалық тор. Гранулалы эндоплазмалық тордың мембранасына рибосомалар
бекінген, ал тегіс эндоплазмалық торда рибосомалар болмайды. Цитоплазмада,
әдетте гранулалы тор агранулалы торға қарағанда әлдеқайда жақсы жіктелген.
Агранулалы тор кейбір ерекше қызмет атқаратын, яғни майлы заттарды көп
синтездейтін жасушада ғана көп жіктейтін болады. Гаранулалы тордың қызметі
– ақуыз синтездеу, жасуша мембраналарын пайда ету орталығы болып саналады.
Сол сияқты, ол вакуоля, лизосома, микроденешіктерді де пайда ете алады.
Эндоплазмалық арналар арқылы микромолекулалар, иондар тасымалданады.
Агнанулалы тор липидтерді және көмірсуларды синтездеуге қатысады.
Гольджи кешенінен 1878 жылы итальян ғалымы Гольджи жануарлар
жасушасынан ашқан және соңғы кездерге дейін ол тек жануарлар жасушаларына
ғана тән деп келген. Бірақ, кейінірек ол өсімдіктер жасушаларынан да
табылған. Сондықтан Гольджи кешені барлық эукариотты жасушаларға тән
органелла болып саналады. Голджи кешені өте жұқа, жалпақ, бірінің үстіне
бірі орналасқан 5-20 қалташықтардан – диктиосомалардан құралған. әрбір
қалташықтың диаметрі 1кмк, ал қалыңдығы небары 20-25 нм болып келеді.
Қалташықтардың жиектері тесіліп бірте-бірте торға айналады. Гольджи
кешенінің қызметі – полисахаридтерді синтездеу, жинақтау және тасымалдау
болып саналады.
Митохондриялар – жасушаның міндетті органеллаларының бірі.оның пішіні
түрліше болып келеді: таяқша тәрізді, дөңгелек, сопақша т.с.с., ал мөлшері
0,5-7мкм тең. Митрохондриялар қос қабат мембранамен шектелген. Сыртқы
мембранасы тегіс, тұйық, ал кіші мембранасы митохондрияның ішіне қарай
қатпарлар пайда етеді. Оларды кристтер деп атайды. Кристтер арасында
митохондрияның негізгі заты – матриксі орналасқан. Онда ДНҚ, рибосомалар,
ақуыздар т.б. кездеседі. Митохондриялар органикалық заттарды ыдырату, АТФ
синтездеу қызметін атқарады.
Рибосомаларды 1955 жылы Палладе ашқан. Ол екі бөлшектен (кіші
бөлшегі, үлкен бөлшегі)тұрады. Олар өте ұсақ, тек электрондық микроскоп
арқылы көруге болатын – органеллалар. Оның мөлшері не бары 15-35нм болады.
Рибосомалар р-РНК-дан және ақуыздан тұрады, оның негізгі қызметіі ақуызды
синтездеу болып табылады.
Лизосомалар – диаметрі 2 мкм, әртүрлі ферменттерден тұратын
көпіршіктер. Олар органикалық заттарды гидролиздеу ыдырату процесіне
қатысады, яғни жасушаішілік ас қорыту қызметін атқарады.
Жасуша орталығы – жануарлар жасушасына тән органелла. Ол 2
центриолялан тұрады. әрбір центриоля диааметрі 150нм, ұзындығы 300-500 нм
болып келетін қуыс цилиндр. Оның қабырғасы үш-үштен 9 топқа топтасқан 27
микротүтікшелерден құралған. Жасуша орталығының қызметі митоздың қалыпты
жүруін қамтамасыз ету, яғни, анафаза кезінде хромосомалардың полюстерге
ажырауын қамтамасыз ету болып табылады.
Микротүтікшелер – түрліше болып келетін ұзын түтіктер, оның диаметрі
24 нм-ге тең. Олар тірек қызметін атқарады.
Пластидтер тек өсімдік жасушаларына тән органеллалар. Олардың 3 түрі
белгілі: жасыл пластидтер – хлоропласттар (Берцелиус 1837), түссіз
пластидтер - лейкопласттар (Крюгер, 1854).
Цитологияның соңғы кздердегі ең маңызды жетістіктеріне мыналарды
жатқызуға болады:
1) цитоплазманың мембраналық мембраналық құрылыс принциптерін
тұжырымдау;
2) жасушалардың ашық биологиялық жүйке екендігін тұжырымдау, яғни
заттар, энергия және ақпарат ағындары туралы тұжырымның қалыптасуы.
Цитоплазма және оның органеллалары биологиялық мембраналардан тұрады,
оның қызметі, қасиеттері сол мембраналарға байланысты болады. Шынында да,
цитоплазманың құрғақ затының 90 пайызын биологиялық мембраналар құрайды;
гиалоплазма 5 мембранамен (плазомолемма, тонопласт) шектелген;
органеллалардың көбісі мембраналардан тұрады.
Биология ғылымының негізгі зерттеу әдістеріне:
1) сипаттап жазу әдісі;
2) салыстыру әдісі;
3) тарихи әдіс;
4) тәжірибе жасау әдістері жатады.
Сипаттап жазу әдісі - өте ерте кезде пайда болған ежелгі әдіс. Кез-
келген құбылысты зерттеу үшін оны толық сипаттау қажет, ал ол үшін нақтылы
деректер жинақтау керек. Бұл әдісті қазіргі кездегі зерттеулерде ғалымдар
кеңінен қолданады.
XVIII ғ. Салыстырмалы әдіс кең өріс алып дамыды – бұл әдістің мәні
ағзаларды не олардың мүшелерін бір-бірімен салыстырып зерттеп, олардың
ұқсастығын не айырмашылықтарын анықтау болып саналады. Осы әдіс көмегімен
өсімдіктер мен жануарлардың систематикасы құрастырылады.
Тарихи әдіс – ертеде өмір сүріп, жойылып кеткен ағзаларды зерттей
отырып, қазіргі кезде тіршілік ететін ағзалардың құрылысын, шығу тегін және
даму заңдылықтарын анықтауда қолданылады. Бұл әдіс Ч.Дарвиннің эвалюциялық
ілімі пайда болғаннан кейін қалыптасқан.
Тәжірибе жасау әдістері – табиғат құрылысын тәжірибие жасау арқылы
зерттеу болып табылады. Бұл әдіс химия, физика т.б. табиғаттану
ғылымдарының жетістіктерін кеңінен қамтиды.
Биология - өте ертеде пайда болған ғылдым. Ол адамдардың практикалық
қызметі нәтижесінде қалыптасқан. Ежелгі адамдар өсімдіктермен, ажнуарлармен
тамақтанған, оларды киім және баспана жасауда пайдаланған. Сондықтан олар
туралы деректерді жинақтай бастаған. Одан әрі қаорай адамдар жабайы
өсімдіктерді егіп, жануарларды қолға үйреткен. Ал, ол үшін осы ағзалардың
тіршілігін тереңірек білу қажет болған. Жин,ақталған тәжірибе, білім
ұрпақтан-ұрпаққа ұзақ жылдар бойына ауызша, аңыз күйінде беріліп келген
болса, жазу пайда болғаннан кейін, адамзаттың табиғат туралы білімі кеңінен
жинақталып, сараланып, әрі қарай жүйелі түрде беріліп отырған. Бұл
ғылымның пайда болуына тікелей жол ашқан.
Биологияның алғашқы қалыптасқан салалары ретінде ботаника -
өсімдіктер туралы ғылым және зоология – жануарлар туралы ғылымдарды атауға
болады.
Ботаника ғылымы б.ж.с. IV – III ғғ. Қалыптасқан, оның атасы болып
Теофраст (372 287 б.ғ.д.) танылды. Ол өсімдіктер туралы 11 кітап жазған.
Олардың кейбіреулері біздің заманымызға дейін жетіп сақталған.
Зоология ғылымы да б.ж.с. дейінгі IV – III ғғ. Қалыптысқан және оның
атасы болып Аристотель (384-377 б.ғ.д.) саналады. Ол 500-ден астам
жануарлар түрлерін сипаттап жазып олардың жүйесін жасаған.
Биология ғылымының қалыптасуында ертедегі грек дәрігері Гиппократтың
рөлі ерекше (460-377 б.ғ.д.). ол жануарлар мен адамның құрылысы туралы
көптеген деректер қалдырған; сүйекткрді, бұлшықеттерді, сіңірлерді, миды
және жұлынды сипаттап жазған. Гмппократ үнемі ...әрбір дәрігер табиғатты
жете білуі қажетдеп айты отырған.
Адам денесінің құрылысын зерттеуде Рим дәрігері Галеннің (130-200
б.ғ.д.) еңбегі өте үлкен. Ол маймыл мен шошқаны сойып оынң ішкі қрылысын
зерттеген.
Орта ғасырларда діни көзқарас басым болған. Ол, ғылыми көзқарасты
қолдайтын адамдарды қатал жазалап, ғылыми дамуына жол бермеді.
XV –XVI ғасырлардан бастап биология ғылымы жаңадан өрлеп дами
бастады, 1583 жылы А.Чезальпино өсімдіктердің алғашқы жасанды жүйесін
(системасын) құрастырды. 1543 жылы А.Везалий адам денесінің құрылысын
зерттеп Адам денесінің құрылысы туралы атты кітап жазған; 1628 жылы,
У.Гарвей кіші қан айналым шеңберін зерттеп, қан айналым туралы ілімін
қалыптастырған; 1665 жылы Р.Гук жасушаны, (1673) Левенгук спермотозоидтарды
және микроғазалар дүниесін ашқан. XVIІІ ғасырда К.Линней (1735) -
өсімдіктер жүйесінің жасанды жүйесін жасап, ботаниканың дамуына зор үлес
қосты.
1809 жылы Ж.Ламарк алғашқы эволюциялық теорияны құрастыруға талпыныс
жасады; 1838 – 1839 жылдары Шванн және Шлейден жасуша теориясын; Ч.дарвин
(1859) шынайы эвалюциялық ілімді қалыптастырды, оның қозушы күштерін
анықтады; 1865 жылы Г.Мендель тұқым қуалаушылық заңдылықтарын ашты.
ХХ ғасырда биология ғылымы жедел дамыды, оған ат салысқандар:
эвалюцәия теориясы саласында – С .С.Четверяков, Р.А.Фишер, СүРайт,
Г.Хаксли, Ф.Б.Добржанский, А.Н.Северцев, Н.И.Вавилов, И.ИШмальгаузен,
Н.В.Тимофеев – Ресовский т.б.
Молекулалық биология негізін қалағандар – Ф.Крик, Дж. Уотсон (1953),
ал әрі қарай дамытушылар – А.А.Баев, А.НБелозерский, А.С.Спирин,
А.А.Энгельгард, М.А.Айтхожин т.б. болып саналады.
В.В.Вернадский (1928) – биосфера туралы ілім негізін қалаған;
В.И.Сукачев (1942) – биогеоциноз, Тенсли (1935) – экосистема туралы ілімді
қалыптастырған.
1953 жылы Ф.Крик және Дж.Уотсон нуклеин қышқылдарының құрылысын
ашты. 1961 1964 жылдары С.Очао, Х.Корана, М.Ниренберг т.б. оқымыстылардың
еңбектерінің нәтижесінде генетикалық кодтың толық сөздігі құрастырылып,
оның барлық тірі ағзаларда бірдей болатындығы анықталды. Осы жылдары
жасушада жүретін негізгі биохимиялық құбылыстардың – ДНҚ реплекциясы,
транскрипциясы және ақуыз синтезі – трансляция механизмдері зерттеліп, оның
прокариодттарда және эукариоттарда ұқсас жоба күйінеде жүретіндігі белгілі
болды.
1970 жылы молекулалық биологияның жаңа саласы – генетикалық
инженерия, биотехнология, қалыптасып жасанды генотипті ағзаларды
(трансгенді ағзаларды) жасауға, көптеген гормондарды лабораториялық
жағдайларда синтездеуге қол жеткізілді. Мысалы: осылайша 1977 жылы
соматотропин, 1978 -1979 жылдары инсулин, интерферон, простагландин
гормондары синтезделді. ХХ ғасырдың аяғында ғалымдар жоғары сатылы
ағзалардың сомалық жасушаларын клондауға қол жеткізді. Мысалы: 1997 жылы
Англияда алғаш рет клондау әдісі арқылы Долли атты қозы, 1998 жылы торай,
1999 жылы маймыл дүниеге келген.
Басқа эементтердің тірі организмде өлшемі азырақ. Бірақ организмнің
қалыпты функцияларын атқару үшін олар да қажет болады. Элементтердің
әрқайсысы организмде өзіне тән ерекше қызмет атқарады. Мысалы Са2+
организмдегі кальций сүйек ұлпасының құрамына кіреді. Кальций, магний, мыс,
мырыш, марганец, молибден, т.б. иондары ферменттер құрамына кофактор
ретінде кіреді, олар – фрменттер қызметін атқару үшін өте маңызды
элементтер.
Элементтер бірімен-бірі өзара үйлесімді байланыса отырып, әр түрлі
күрделі молекулаларды – белоктар, нуклеин қышқылдары, липидтер, көмірсулар,
тұздары түзеді. Бұл молекулалар жоғары қырылымды болып бірігеді. Олардан
органеллалар түзіледі. Осы органеллалардан тірі клеткалар түзіледі.
Клеткадан ұлпалар мен мүшелер (органдар) құрылады. Олардың үйлесімді
жиынтығынан тірі организмдер – жануарлар, адам және өсімдік организмі
құрылады.
Биомассаның 75%-дайы судың үлесіне келеді, бірақ оның әртүрлі
организмдегі үлесі мөлшерінде біраз ауытқу байқалады (ағаш тектес
өсімдіктерде 40%-дан 60%-ға дейін, медузаларда 99%-ға дейін). Судың
тіршілік үшін маңызы зор. Организмдегі физикалық-химиялық процестер сулы
ортада жүреді, сонымен қатар су гидролиздеу (ыдырау) процестеріне қатысады.
Мөлшері жағынан биологиялық объектілерде екінші орында тұрған -
өзінің маңыздылығы жағынан сөзсіз бірінші және басты орын алатын белоктар.
Орта есеппен организмнің құрғақ салмағына есптегенде оның мөлшері –
40-50%, әйтсе де өсімдіктерде, жануарларға қарағанда, белок мөлшері аздау.
әдетте, микроорганизмдер белогқа байырақ келеді (кейбір вирустар тіптен
белоктан тұрады).
Организмнің қалған құрғақ салмағының 50М-дайы – басқа кластарға
жататын қосылыстар. Олар – көмірсулар, липидтер және минералдық заттар,
олардың әртүрлі организмдегі мөлшері үлкен ауытқуға ұшырайды. өсімдіктерде
көмірсулар басым болса, жануарларды –липидтер. Биомассаның 10% -дайы
минералдық заттардың үлесіне келеді.
Белоктар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, липидтер, минералдық
заттардан басқа организм құрамына аздаған мөлшерде көмірсутектер, спирттер,
альдегидтер, карбон қышқылдары және олардың туынылары, аминқышқылдары,
эфирлер, аминдер және тағы да басқа қосылыстар кездеседі. Кейбір
организмдерде осы заттар біраз мөлшерде жиналады және олардың
систематикалық белгісі ретінде бола алады.
Осы топқа жататын қосылыстардың көпшілігі организмде физиологиялық
күшті әсер етеді, олар тіршілік процестерін жылдамдатады немесе тежейді.
Оларды биологиялық активті қосылыстар деп атайды. Химиялық жағынан олар
әртүрлі, бұлар – витаминдер, гормондар, фитогормондар, коэнзимдер,
антибиотиктер, фитонцидтер, т.б. осы топқа организмдегі химиялық
реакциялардың, процестердің барысында түзілетін аралық өнімдерді де
жатқызуға болады. Олар метаболиттер деп аталады.
Тірі организмге тән ең бір басты қасиет – зат алмасу процесі және
энергия айналымы. Тірі клеткада зат алмасу үнемі жүріп отырады, оның
тоқтауы организмді өлімге әкеледі. Осы жөнінде Ф.Энгельстің Табиғат
диалектикасы деген кітабындағы ойын тағы да еске сала кеткен жөн:
Тіршілік – белоктық денелердің тіршілік ету тәсілі, оның ең бір басты
жағдайы - сыртқы ортамен үнемі зат алмасуда болуы, егер осы алмасу
тоқталатын болса, онда тіршілік жойылады, ол белоктың ыдырауына әкеліп
соқтырады. Энгельстің осы болжауының дұрыстығы биохимияның кейінгі кездегі
дамуымен дәлелденеді.
Орыстың атақты К.А.Тимирязев тірі организмге тән ерекшеліктердә
сипаттай келе, былай деген: тірі организмнің өлі табиғаттан айырмашылығы –
оның құрамындағы заттардың сыртқы ортадағы заттармен үнемі алмасуда болуы.
Организм сырттан өзіне затты қабылдап, оны өз денесіндегі заттарға
айналдырады, олардың қайта өзгертіп, сыртқа шығарыды.
Тірі организмде үнемі заттардың қарқынды ағымын байқауға болады. Орта
есеппен адам организмі арқылы өзінің тіршілігінде 75000 литр су, 17500 кг
көмірсу, 2500 кг май, яғни адамның салмағынан 1232 есе көп заттар өтіп
отырады.
Зат алмасу жөніндегі білімнің дамуына жол ашқан венгриялық ғалым
Хевеши ұсынған таңбалы атом әдісі болды. Осы әдісті пайдалана отырып
жүргізілген тәжірибелер адам денесіндегі белоктың жартысы 6-7 апта ішінде
толық жаңаратындығын көрсеткен. Сонымен, тірі организм үнеміі сыртқы
ортадан заттарды сіңіріп, бір жағынан өз денесіндегі заттарды синтездейді,
екінші жағынан оларды ыдыратып, сыртқа шығарып отырады.
Демек, табиғатта тұрақты еш нәрсе жоқ, барлығы қозғалыста, өзгерісте,
дамуда болады. Биохимия ілімінің нышаны ерте заманнан байқалған. Осы
кездерден бастап адам биохимиялық процестерді тамақ дайындауда (нан пісіру,
ірімшік жасау, шарап дайындау, т.б.) пайдаланған.
Биологиялық мембрана өте жұқа, қалаңдығы небары 5-10нм болып
келетін қабықша. 1972 С.Сингер мен Г.Никольсон ұсынған биомембрананың
сұйықтық – мозайкалық моделіне сәйкес, ол 2 биополимерден тұрады: ақуыз
және липидтер. Липидтер молекуласы биологиялық мембраналардың молекуласын
құрайды, ол екі қабат сұйық фаза күйінде болады, ал оның бетінде немесе
оған еніп, кейде оны түгел тесіп өтіп ақуыз молекулалары орналасқан.
Биологиялық мембраналар жартылай өткізгіштік (таңдамалы өткізгіштік)
қасиетке ие, оның ұштары үнемі тұйықталған. Биологиялық мембраналар
арқасында жасушаларда көптеген дербес, тұйық қуыстар (органеллалар)
түзіледі. Мембраналар арқасында осы қуыстарда тек өздеріне ғана тән
химиялық құрамы қалыптасып, бір мезгілде түрліше химиялық реакциялардың
жүруіне мүмкіндік туады.
Жасуша ашық биологиялық жүйе болып саналады. Ол арқылы үнемі заттар,
энергия және ақпараттар ағыны өтіп отырады.
Заттар ағыны – жасуша тіршілігі үшін өте қажет құбылыс. Жасушаға
үнемі заттар еніп, олар зат алмасу процесінде өзгеріп (ыдырап,
синтезделіп), сыртқа шоғырланып отырады. Бұл процесс үздіксіз жүреді,
себебі заттар ағыны тоқталса, жасуша да өз тіршілігін тоқтатады. Жасушаға
түйіршік тәрізді заттар – фагоцитоз, ал сұйық заттар – пиноцитоз арқылы
енеді. Пиноцитоз осмос құбылысы нәтижесінде жүреді. Оған мысал ретінде
жасушада байқалатын плазмолиз – деплазмолиз құбылыстарын келтіруге болады.
Заттардың мембранадан белсенді тасмалдануы ферменттердің қатысуы және
энергия жұмсалуы арқылы жүреді.
Энергия ағыны – жасуша тіршілігі үшін энергия қажет. Ол энергия
органикалық заттардың ыдырауы нәтижесінде бөлініп шығады да АТФ
молекуласында жинақталады. АТФ-та жинақталған энергия оның әрі қарай
АДФ,АМФ-қа ыдырауы арқылы бөлініп әр түрлі тіршілік әрекеттеріне
пайдаланылады. Энергия синтезі жасушада анаэробтық гликолиз, фотосинтез,
хемосинтез, аэробтық гликолиз реакциялары нәтижесінде іске асады.
Энергияның синтезделуі өсімдіктер жасушаларында пластидтерде, ал
жануарларда –митохондрияларда жүреді.
Ақпараттар ағыны – жасуша тіршілігі туралы ақпарат ядрода,
хромосомаларда, ДНҚ молекуласында биологиялық (генетикалық) код күйінде
жазылған. Міне осы ақпарат ДНҚ - ДНҚ-ға, ДНҚ –РНҚ-ға, РНҚ-дан ақуызға
беріліп отырады. Арнайы зертхана жағдайында ревертаза ферментінің көмегімен
РНҚ-нан – ДНҚ-ны синтездеуге мүмкіндік пайда болады. Ал ақуыздар
(ферменттер) жасушаның барлық тіршілік процестерін басқарып, реттеп
отырады. Ақпараттар ағынсыз жасуша тіршілігінің болуы мүмкін емес.
1.2. Көбею биологиясы
Тірі ағзалардың негізгі белгілерінің біірі – олардың көбеюге
қабілеттілігі. Осы қасиеттердің арқасында миллиардтаған жылдар бойына
ұрпақтар жалғасып, Жер бетінде тіршілік байқалып келеді, келе де бермек.
Ағзалардың көбею қасиеті тіршіліктің дискреттілігімен тікелей байланысты.
Мысалы, ағзалардың денелері көптеген жасушалардан тұрады, ал жеке
жасушалардың тіршілік ұзақтылығы ағзалардың тірщшілік ұзақтылығымен
салыстырғандаәлдеқайда қысқа болады, сондықтан да ағзалардың тіршілігі оның
жасушаларының үздіксіз көбеюі нәтижесінде ғана байқалуы мүмкін. Кезкелген
биологиялық түрлер жекелеген даралардан тұрады, ал жеке даралардың тіршілік
ұзақтығы түрлердің тіршілік ұзақтығына қарағанда әлдеқайда қысқа. Демек,
түрлердің тұрақты тіршілік етуі оның дараларының үздіксіз көбеюінің
нәтижесінде ғана байқалады т.с.с.
Жыныссыз көбею жынысты көбеюге қарағанда қарапайым және ол эволюция
құбылысында алғаш пайда болған. Оның негізгі ерекшелігі осы жолмен пайда
болған ұрпақтардың аналық ағзалардан ешбір айырмашылығы болмайды, себебі
екеуінің де тұқым қуалаушылық материалдары өзгеріссііз, бірдей. Ал жыныстық
көбею – күрделі процесс, себебі болашақ ұрпақтың генетикалық материалы ата-
ананың тұқым қуалаушылық ақпараттарының қосылуы нәтижесінде қалыптасады.
Жыныстық көбеюдің ең қарапайым түрі – коньюгация кейбір бір жасушалы
ағзаларға тән. Коньюгация кезінде арнайы жыныс жасушаларын
(гаметаларды)пайда етпей, өздері өзара қосылады не генетикалық
ақпараттармен алмасады (қарапайымдылар, бір жасушалы балдырлар), мысалы,
кірпікшелі кебісше, копуляция. Тірі ағзалардың басым көпшілігінің жыныстық
көбеюі ерекше жасушалар – жыныс жасушалардың (гаметалардың) қосылып, зигота
түзуі арқылы жүреді. Кейбір ағзалар мөлшері, қозғалуы жағынан біркелкі
болып келеді, мысалы хламидамонада, оның құрылымы бірдей екі жасушаның
қосылуын изогамия деп атайды.
Енді бір ағзалар қозғалуы жағынан әртүрлі гаметалар түзеді. Оларың
бірі ұсақ, жылдам қозғалады. Мысалы, аталық гамета, ал екіншісі одан гөрі
үлкендеу, баяу қозғалады, ол – аналық гаметалар. Мұндай гаметалардың өзара
қосылуын аниизоогамия деп атайды. Оған мысалы: безгек плазмодийлері.
Жыныстық процестің ең күрделі түрі – оогамия. Бұнда ата-аналар әр
түрлі гаметаларды пайда етеді. Бірі – ұсақ, қозғалғыш аталық гаметалар –
спетматозоидтар пайда етсе, екіншісі өте аз мөлшерде, тіпті тек бір дана
күйінде үлкен, қозғаламайтын аналық гамета – жұмыртқа жасушасын түзеді.
Міне осылардың қосылуын оогамия (көбею) деп атайды.
Гаметалардың түзілу процесін гаметогенез (сперматогенез не оогенез)
дер атайды. Аталық гаметалық аталық бездерде, аналық гаметалар – аналық
бездерде пісіп жетіледі.
Спермотогенез 4 кезеңнен (көбею, өсу, пісіп жетілу, қалыптасу), ал
оогенез 3 кезеңнен тұрады (көбею, өсу, пісіп жетілу).
Гаметаларды (сперматозоид және жұмыртқа жасушасы) пайда ететін
диплоидты жасушаларды сперматогонеялар және овоганиялар деп атайды.
Гаметогенездің бірінші – көбею сатысында жыныс бездерінде
сперматогонеялар мен овоганиялар метоз жолымен бөлініп, олардың саны
көбейеді. Ер адамдарда сперматогонеялардың көбеюі жыныстық жетілген кезден
басталып қартайғанға дейін созылады, ал әйелдерде авоганиялардың көбеюі
олардың эмбриондық дамуының алғашқы 2 айлығында басталып, жатырдағы дамудың
7 айларында овоциттердің овоциттердің овоциттердің көбісі митоздың профаза
– 1-де болады.
Екінші өсу сатысында жаңадан түзілген жас жасушалар өсіп бірінші
реттік сперматоциттар мен бірінші овоциттерге айналады.
1.3. Генетика негіздері
Пісіп жетілу сатысында бірінші реттік сперматоциттер мен бірінші
реттік овоциттер мейоз жолымен екі рет бөлінеді. Бірінші бөлінудің
нәтижесінде екінші реттік сперматоциттер мен екінші реттік овоцит және бір
редукциялық денешік түзіледі, ал екінші бөлінудің нәтижесінде әрбір
спермотоциттен төрт сперматидтер және әрбәр екінші реттік овоциттен – бір
жұмыртқа жасушасы мен үш редукциялық (бағыттаушы) денешіктер пайда болады.
Сперматогенез – қалыптасу сатысымен аяқталады. Бұл сатыда
сперматидтер сперматозоидқа айналады. Бұл спермотозоидтердің цитоплазмасы
азаяды, хромосомалардың тығыз ширатылып инерттік күйіне көшуіне байланысты
ядро тығыздалып сперотозоидтердің басы пайда болады. Эндоплазмалық тор,
Гольджи комплексі сперматидтің бас бөлімінің алдыңғы полюсіне ығысып
акросомалық аппаратқа айнаалды, ал цетросома қарама-қарсы полюске орналасып
сперматозоидтердің құйрығын қалыптастырады, ал оның түбінде митохондриялар
топтасып сперматозоид мойынын пайда етеді.
Гаметогенез процесінің ең негізгі мәнінің бірі – мейоз. Мейоз –
жасушаның күрделі бөлінуі, оның нәтижесінде бір диплоидтық аналық жасушадан
төрт гаплоидтық жыныс жасушалары пайда болады. Мейоз – жасушаның ДНҚ
еселенуінсіз (қысқа интерфаза) екі рет бөлінуі: оның бірінші бөлінуін –
редукциялық, екіншісін – эквациялық бөліну деп атайды. Мейоздың әрбір
бөлінуі митоз сияқты төрт фазадан (профаза, анафаза, телофаза)тұрады.
Мейоздың негізгі қорытындылары – гаплоидты жасушалардың пайда болуы, тұқым
қуалаушылық материалдарының рекомбинациялануы, оның бірінші бөлінуінде
жүзеге асады. Профаза -1 бес сатыға жееді: лептотена, зиготена, пахитена,
диплотена және диакинез. Липототена сатысында диплоидтық хромосомалар
ширатыла бастайды, нашар тығыздалған жіпке ұқсайды. Зиготенада гомологтік
хромосомалар әрі қарай ширатылып бір-біріне жақындап, қосылып жұптар
құрайды (коньюгацияланады). Хромосома жұптарының саны гаплоидтық хромосома
саына, яғни адамдарда 23 тең болады. Пихтена сатысында гомологтық
хромосомалар толық қосылып төрт хромотидадан тұратын биваленттер түзеді.
Бұл сатыда хромотидалар әрі қарай ширатылып бір-бірімен айқасады. Осы
сатыда айқасқан хромосомалар өзара гинетикалық материалдармен алмасады; оны
кросинговер процесі деп атайды. Диплотена сатысында гомологтық
хромосомалардың ширатылуы сәл-сәл жазылып, олар бір-бірінен ажырай
бастайды, дегенмен, олар әлі де болса, олар бір-бірімен хиазимдер арқылы
байланысып тұрады. Диакинез сатысында хромосомалар одан әрі ажырайды,
өтетығыз ширатылады, ядро қабықшасы ериді, ядрошық жойылады, бөліну ұршығы
пайда болады.
Оогенез процесінің алғашқы бөлінуінің (редукциялық бөлінуі)
профазасында 4 және 5 сатылар аралығында ерекше саты – диктиотена сатысы
болады. Бұл саты эмриогенезге баситалып қыздар 11-13 жасқа, яғни жыныстық
жетілген жасқа, келгенге дейін созылады. Бұл кезде хромосомалар ерекше
морфологиялық формаға айналып әрі қарай бөлініуін уақытша тоқтатады. Ал,
жыныстық жетілу кезінде гипофиздің лютеиндеуші гормонының әсерінен ай сайын
бір овоцит өзінің бөлінуін әрі қарай жалғастырады.
Метофаза І-де биваленттер екі хромосомаларға тартылады. Телофаза І-де
пайда болаған ядродағы хоромосомалардың саны екі есе азаяды
(редукцияланады), жасуша цитокинез нәтижесінде екіге бөлінеді. Қыцсқа
интерфазадан (интеркинезден)кейін бірден мейоздың екінші бөлінуі –
эквациялық бөліну басталады. Интеркинез кезінде екінші бөлінуге қажет
ақуыздар мен энергия қоры жиналады, бірақ ДНҚ еселенбейді. Екінші бөліну
метафаза ІІ-ден басталады. Бұл фаза митофазадағыдай әрбір хромосома екі
хромотидаға ажырайды.
Анафаза ІІ-де ажырасқан хромотидалар жасуша полюсіне қарай тартылады.
Телофазада ІІ-де хромотидалар диспиралданады, ядро қабығы және ядрошық
түзіледі, цитокинезден соң хромотидалар жиынтығы гаплоидты 4 жасуша пайда
болады.
Мейоздың биологиялық маңызы:
1) мейоздың және ұрпақтанудың нәтижесінде биологиялық түрлердің
хромосома санының тұрақтылығы сақталынады; 2) мейоз нәтижесінде гаметаларда
хромосомалардың еркін комбинациялану ықтималдығы күшейе түседі, себебі
әрбәр гомологтық хромосоалардың (әкесінен жіне шешесінен алынған) екі
гаметаға ажырау ықтималдылығы ½ тең, ал барлық хромосома санын алатын
болсақ олардың гаметаларда еркін комбинациялану ықтималдылығы 2 л
дәрежесіне, яғни адамдардың 223 дәрежесіне тең. Былайша айтқанда, бір
гаметаға тек қана әкесінен аланған хромосомалар, ал шешесінен алынған
хромосомалардың топтасу мүмкіншілігі өте аз мөлшерде болады (12)22=14
194304 яғни 14000000-на тең; 3) мейоз процесіне кроссинговер салдарынан
хромосомаларда гинетикалық материалдар (гендер) рекомбинацияланады, тұқым
қуалаушылық материалдың ұрпақтар жалғасында комбинативтік өзгергіштік
байқалады.
Ыжныстық көбеюдің негізгі мәні ұрпақтану екені белгілі, бірақ кейде
жаңа ағзада ұрықтанбаған жұмыртқа жасушаларының да дамуы мүмкін. Бұл
құбылысты партенегенез деп атайды. Бұл жолмен пайдаболған ағзалар гаплоидты
болады. Партоногенездің екі түрі белгілі: антрогенез және гиногенез.
Андрогенезде жаңа ағза спермотозоидтың ядросы негізіндедамиды, яғни
спермотозид жұмыртқа жасушасына енеді де оның ядросын ауыстырады, яғни
жұмыртқа жасушасының ядросы өліп жойылады; ал гиногенезде спермотозоидтар
арқылы активтенген (бірақ қосылмаған) жұмыртқа жасушаларының ядросы жаңа
ағзада дамуына алып келеді.
Антропогенез негіздері
Антропогенез дер саналы адам түрінің пайда болуы мен оның қоғамдық
өмірінің қалыптасу процестері жиынтығын айтады. Бұл процестің қозғаушы
факторларын, бағыттарын, заңдылықтарын зерттейтін ғылымды антопология деп
атайды. Антропология – адамдар туралы ғылым. Ол адамдардың шығу тегін,
тарихи дамуын және тұрпатын (конститутциясын), өсуін және жеке, жастық,
жыныстық өзгешеліктерін, нәсілдерге бөлінуін және т.б. зерттейді.
Адамның өзінің табиғаты жағынан биологиядық және әлеуметтік мәні бар.
Адамдардың құрылысы, тіршілігі жануарларға ұқсас және биологиялық
заңдылықтарға бағынады.
1.4. Даму биологиясы
Адамдар – нағыз саналы адам (Homo ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz