Адам эволюциясындағы антропогенездің биологиялық факторлары
1.Биология тіршілік жайлы ғылым. Биология бөлімдері. Тірі материя қасиеттері. Тіршілік формасы.
2.Биологияның зерттеу әдістері. Жасушаны зерттеу әдістері. Ауыл шаруашылығындағы, медицинадлағы цитологиялық зерттеулер маңызы.
1.Жасушалық теория. Жасушалық теория маңызы
1.Жасуша . ашық жүйе. Жасушаның химиялық ұйымдасуы. Жасушадағы су мен минералды тұздардың маңызы
1.Көмірсулар, олардың құрылысы және маңызы
1.Жасушадағы ақуыздардың биологиялық маңызы, құрылымы, құрамы
1.Майлар, олардың құрылымы және жасушадағы маңызы
1.Нуклеин қышқылдары, АТФ, құрылысы және жасушадағы маңызы
1.Прокариот эәне эукариоттың салыстырмалы сипаттамасы
1.Пластидтер, құрылысы, функциясы
1.Гольджи жиынтығы, құрылысы, функциясы
1.Зат алмасу жайлы түсінік, оның маңызы. Метаболизм сатысы және оның сипаттамасы
2.Биологияның зерттеу әдістері. Жасушаны зерттеу әдістері. Ауыл шаруашылығындағы, медицинадлағы цитологиялық зерттеулер маңызы.
1.Жасушалық теория. Жасушалық теория маңызы
1.Жасуша . ашық жүйе. Жасушаның химиялық ұйымдасуы. Жасушадағы су мен минералды тұздардың маңызы
1.Көмірсулар, олардың құрылысы және маңызы
1.Жасушадағы ақуыздардың биологиялық маңызы, құрылымы, құрамы
1.Майлар, олардың құрылымы және жасушадағы маңызы
1.Нуклеин қышқылдары, АТФ, құрылысы және жасушадағы маңызы
1.Прокариот эәне эукариоттың салыстырмалы сипаттамасы
1.Пластидтер, құрылысы, функциясы
1.Гольджи жиынтығы, құрылысы, функциясы
1.Зат алмасу жайлы түсінік, оның маңызы. Метаболизм сатысы және оның сипаттамасы
Биология (герекше биос өмір және логос ғылым) – тірі ағзаларды зерттейтін ғылым. Жер бетіндегі тірі ағзалардың алуан түрлілігіне байланысты қазіргі биология ғылымы жүйелі түрде тармақталған.Биологиялық ғылымдар өздеріне тән ерекшеліктері бар арнайы ілімдер. Вирусология-вирустарды зерттейді, микробиология-микроағзаларды зерттейді, микология-саңырауқұлақтарды зерттейді, альгология балдырларды зерттейді, ботаника – өсімдіктерді зерттейді, бриология –мүктерді зерттейтін ботаника саласы, зоология – жануарларды зерттейді, ихтоиология – балықтарды зерттейтің зоология саласы,орнитология – құстарды зерттейтін зоология саласы, цитология – жасуша ғылымы, гистология – ұлпаларды зерттейді, анатомия-тірі ағзалардың ішкі құрылысын зерттейді. Морфология – тірі ағзалардың сыртқы құрылысын зерттейді. Физиология – тірі ағзаларды құрайтын мүшелермен жүйелердің қызметін зерттейді. Генетика – белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарын және олардың өзгергіштіктерін зерттейтін ғылым. Эволюция – тірі ағзалардың даму тарихын зерттейді. Экология-тірі ағзалардың қоршаған ортамен карым-қатынасын зерттейтін ғылым. Сұрыптау(селекция) – жануарлардың асыл тұқымын, өсімдіктердің сорттарын, микрофғзалардың штампыларын шығарудың, жаңартудың әдістерін және биологиялық негізін зерттейтін ғылым. Биология-жаратылыстану ғылымдарының бір саласы, болғандықтан негізгі ғылымдармен (геология, география, топырақтану), қоғамдық ғылымдармен (психология, социология), қолданбалы ғылымдармен(биотехнология, өсімдік шаруашылығы, табиғатты қорғау, т.б) тығыз байланысады.
Тірі ағзалардың негізгі қасиеттері. Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы – материяның саплы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады. 1)Зат және энергия алмасу. Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады.
Тірі ағзалардың негізгі қасиеттері. Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы – материяның саплы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады. 1)Зат және энергия алмасу. Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады.
Билет №1
1.Биология тіршілік жайлы ғылым. Биология бөлімдері. Тірі материя қасиеттері. Тіршілік формасы. Тіршліктің ұйымдасу деңгейі.
Биология (герекше биос өмір және логос ғылым) - тірі ағзаларды зерттейтін ғылым. Жер бетіндегі тірі ағзалардың алуан түрлілігіне байланысты қазіргі биология ғылымы жүйелі түрде тармақталған.Биологиялық ғылымдар өздеріне тән ерекшеліктері бар арнайы ілімдер. Вирусология-вирустарды зерттейді, микробиология-микроағзаларды зерттейді, микология-саңырауқұлақтарды зерттейді, альгология балдырларды зерттейді, ботаника - өсімдіктерді зерттейді, бриология - мүктерді зерттейтін ботаника саласы, зоология - жануарларды зерттейді, ихтоиология - балықтарды зерттейтің зоология саласы,орнитология - құстарды зерттейтін зоология саласы, цитология - жасуша ғылымы, гистология - ұлпаларды зерттейді, анатомия-тірі ағзалардың ішкі құрылысын зерттейді. Морфология - тірі ағзалардың сыртқы құрылысын зерттейді. Физиология - тірі ағзаларды құрайтын мүшелермен жүйелердің қызметін зерттейді. Генетика - белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарын және олардың өзгергіштіктерін зерттейтін ғылым. Эволюция - тірі ағзалардың даму тарихын зерттейді. Экология-тірі ағзалардың қоршаған ортамен карым-қатынасын зерттейтін ғылым. Сұрыптау(селекция) - жануарлардың асыл тұқымын, өсімдіктердің сорттарын, микрофғзалардың штампыларын шығарудың, жаңартудың әдістерін және биологиялық негізін зерттейтін ғылым. Биология-жаратылыстану ғылымдарының бір саласы, болғандықтан негізгі ғылымдармен (геология, география, топырақтану), қоғамдық ғылымдармен (психология, социология), қолданбалы ғылымдармен(биотехнология, өсімдік шаруашылығы, табиғатты қорғау, т.б) тығыз байланысады.
Тірі ағзалардың негізгі қасиеттері. Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы - материяның саплы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады. 1)Зат және энергия алмасу. Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады. Осы заттардың қажетсіз қалдықтарын қоршаған ортаға бөліп шығара алады. Зат алмасу энергетикалық (катаболизм, диссимиляция - заттардың ыдырауы) және икемді (анаболизм, ассимиляция - синтез, қор заттары) алмасу болып бөлінеді. Адамда зат алмасу және өзге үдерістер жүйке және сұйықтық (гуморальді) жолмен бақыланады. Бұл-тірліктің келесі қасиетінің негізі.2)Өзін-өзі реттеу - тірі жүйелердің өз көрсеткіштерін (физиологиялық, т. б.) белгілі деңгейде автоматты түрде орнықтырып, қолдай алуы. Тек тірі нәрсе ғана қоршаған ортаның өзгерісін сезіне алады, мұндайда ішкі орта көрсеткіштері өзгермей, тұрақты қалпында қалады. Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи бірлестігі олардың санына қарай өзінен-өзі реттеледі. 3)Тітіркенгіштік. Тітіркенгіштік - тірі жүйелердің сыртқы және ішкі әсерге (өзгерістерге) жауап қайтара алу қасиеті. Адам ағзасындағы тітіркенгіштік көбінесе жүйке, бұлшықет және безді ұлпалардың қасиеттеріне байланысты болады. Бұлар жүйке серпілісі, бұлшықет жиырылуы немесе заттар секрециясы (сілекей, гормондар, т. б.) түріндегі әрекетке жауап қайтару арқылы жүзеге асады. Жүйке жүйесі жоқ тірі ағзаларда тітіркенгіштік қозғалыс кезінде көрініс береді. 4)Қозғыштық- тірі жүйелердің тітіркенгіш әрекетке жауап қайтара алу қасиеті. Ал қозу - тітіркендіру және қозғыштық әсерінен пайда болатын нақтылы қайтарылған жауап. Жүйке, бұлшықет және безді ұлпалар - қозатын ұлпалар, ал сүйек ұлпасы қозбайды. Сүйек жасушалары жарғақша зарядының өзгеру әсеріне, дереу болған синтезге және заттардың бөлініп шығуына немесе жиырылуға жауап қайтармайды. 5)Қозғалыс (қимыл) - орын ауыстыра алу қасиеті. Бұл да тірі нәрсеге ортақ қасиет, дегенмен бір қарағанда бекініп орныққан ағзалар қозғала алмайтын тәрізді болып көрінеді. Кез келген тірі ядролы (эукариотты) жасушада цитоплазма қозғалыста болады. Тіпті бекініп орныққан жануарлар әдетте аздап қозғалыс жасайды. Өсімдіктерге өсу қимылы тән қасиет, ол жасушалар саны мен мөлшерінің ұлғаюы есебінен жүзеге асады. 6) Көбею - тірі ағзаларға ортақ қасиет, ол тіршіліктің ұрпақтар қатарында, яғни тарихи ұласуын қамтамасыз етеді. Бұл өзін-өзі көшірмелеудің қарапайым ғана қасиеті емес. Көбею барысында бастапқы аналық (ататек) ағзаның қасиеттері мен белгілері сақталады. Сонымен бірге өзгергіштік те пайда болады. Көпжасушалы ағзада жасушалар өсу негізінде көбейеді. Біржасушалылар зат алмасу, сондай-ақ цитоплазмалар көлемі мен органоидтар санын арттыру есебінен өседі. 7) Даму - жаратылым (организация) деңгейінің барлығына тән қасиет. Тірі жүйелер - молекулалық және жасушалық жүйеден биосфераға дейін ғаламшарымыздағы ағзаларды біртұтас алғанда - өз кезінде өзгере, дами және әбден жетіле алады. Бұл өзгерістер белгілі заңдылық сипатта болады. Өлі жүйелер де дамиды. Жарыққа байланысты өсімдіктерді үш экологиялық топқа бөледі: гелиофиттер - жарық сүйгіш өсімдіктер, сциофиттер - көлеңке сүйгіш өсімдіктер және факультативті гелиофиттер - көлеңкеге төзімді өсімдіктер. Гелиофиттернемесежарық сүйгіш өсімдіктер - күн сәулесі жақсы түсетін ашық кеңістікте өсетін өсімдіктер. Мысалы үшін оларға көптеген шабындық, дала, шөл және шөлейт өсімдіктері, орманның биік ағаштары жатады. Әдетте олардың жапырақтары қалыңдау, мезофилл және эпидермис клеткалары майда болып келеді. Бұған құрғақ аймақтарда (шөл, дала, саванна) өсетін астық тұқымдастары, амаранттар, алабұта тұқымдасына жататын және т.б. өсімдіктер жатады. Сциофиттернемесекөлеңке сүйгіш өсімдіктер - жарық аз түсетін жерде өсетін өсімдіктер. Бұларға фитоценоздың төменгі ярусында өсетін саумалдық (Oxalis acetosella), құсықшөп (Asarum europaeum), жасыл мүктер, плаундар жатады. Жарықтың 0,1-0,2%-да тек мүктер мен селягинеллалар өседі. Плаундардың өсуі үшін күндізгі жарықтың 0,25-0,5% қажет. Ал гүлді өсімдіктер әдетте аспан бұлт кезде жарықтың мөлшері 0,5-1% кем болмайтын жерлерде өседі.Факультативті гелиофиттернемесекөлеңкеге төзімді өсімдіктер - жарықтың көп мөлшерінде де және аз мөлшерінде де өсе беретін өсімдіктердің үлкен тобы. Оларға жөке (Tilia cordata), мойыл (Podus racemosa), бүлдірген (Fragaria vesca) және шалғындықта, орман алаңқайларында өсетін көптеген өсімдіктер жатады.Жарық сүйгіш және көлеңке сүйгіш өсімдіктердің ерекшеліктерін салыстыра отырып олардың анатомиялық, морфологиялық және физиологиялық айырмашылықтары әртүрлі екенін көруге болады Жануарлар үшін күннің жарығы жасыл өсімдіктердегідей аса қажетті емес. Алайда жануарлар өмірінде жарықтың маңызы орасан зор. Осыған байланысты жануарларды фотофиллдер (жарық сүйгіш) және фотофобтар (көлеңке сүйгіш) деп ажыратады. Жарық жануарлар үшін кеңістікте бағдар алу, көру үшін қажет. Жарық арқылы жануарлар сыртқы әлем туралы ақпараттар алып отырады. Жануарларда көздің дамуы жүйке жүйесінің дамуымен қатар жүріп отырды. Күн энергиясының Жер бетіне түсуі жылдық маусымға және тәулік ұзақтығына байланысты. Организмдердің жарықтың тәуліктік ырғағына реакциясы, яғни, тәуліктің жарық (күн ұзақтығы) және қараңғы (түн ұзақтығы) мезгіліне ара қатынасы фотопериодизм(грекше photos - жарық, peridos - шеңберлі, айналым) деп аталады. Мысалы, жаз соңына қарай тәуліктің жарық мезгілінің қысқаруы өсу процесінің тежелуіне, қорлық заттардың жиналуына, тыныштық күйге ауысуына алып келеді. Қыс соңында, көктемде тәуліктің жарық мезгілінің ұзаруы өсімдіктердің гүлдеуін және дамудың басқа да кезеңдерін анықтайды. Қоңыржай және полярлық ендіктерде ұзақ күнді өсімдіктер (қара бидай, бидай, зығыр), субтропика жақта қысқа күнді өсімдіктер (темекі, хризантема, күріш, тары) кең таралған. Фотопериодизм жануарларда да байқалады: жұп құру, түлеу, қысқы ұйқыға кету, миграция күн ұзақтығына байланысты. Тіршіліктің ұйымдасу деңгейі. Тіршілік деңгейлері: молекулалық, жасушалық, ұлпалық, мүшелік, организмдік, популяциялық түрлік, биогеоценоздық және биосфералық деп бөлінеді. 1)Молекулалық деңгей. Бұл тіршілікке тән бастапқы ең қарапайым деңгей. Кез келген тірі организм құрылысының қарапайымдылығына немесе күрделілігіне қарамай, оның бәрі де біркелкі молекулалық қосылыстардан тұрады.Оған мысал ретінде, нуклеин қышқылдарын, нәруыздардың, көмірсулардың және т.б органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі молекулалар жиынтығын атауға болады. Оларды кейде макромолекулалар деп атайды. Молекулалық деңгейде тірі ағзалар денесінде зат алмасу, энергияның 1 түрден 2 түрге айналуы айқын байқалады. Молекулалық деңгей арқылы тұқым қуалайтын ақпараттар ұрпақтарға беріледі. Жеке органоидтар түзіледі. Процесстер үздіксіз жүріп отырады. 2)Жасушалық деңгей. 1Жер бетіндегі тірі организмдердің көпшілігінің құрылымдық және қызметтік бірлігі жасушадан тұрады. Жасушалық деңгейде оның құрамындағы жеке органоидтердің өзіне тән құрылысы болады және олар жасушада белгілі бір қызмет атқарады.Жасушадағы жеке органоидтердің атқаратын қызметі өзара бір бірімен тығыз байланысып жасушадағы біртұтас тіршілік процестерін жүзеге асырады. 1 жасушалы ағзаларда барлық тіршілік процесі 1 жасушада жүреді. 1 жасуша өз алдына жеке организм болып саналады. Көп жасушалы ағзалардағы 1 жасуша өз алдына жеке организм бола алмайды. Тек ағзаның қарапайым құрылымдық бірлігі қызметін атқарады. 3)Ұлпалық деңгей тек көп жасушалық организмдерге тәне қасиет. Жеке ұлпаларда өз алдына тұтас организм бола алмайды.Мысалы, өсімдік мүшелеріндегі ұлпалар түзуші, жабын, тірек, өткізгіш және бөліп шығарушы деп аталады. Жануар мен адам денесінде 4 түрлі ұлпа бар: эпителий, дәнекер, бұлшық ет, жүйке. Мүшелік деңгей. Көп жасушалы мүшелік деңгей көп жасушалы организмдерде шығу тегі, құрылысы және атқаратын қызметі біркелкі ұлпалар жиналып мүшелік деңгейді құрайды.Әрбір мүшенің құрамында бірнеше ұлпа кездеседі және бір ұлпа ғана басым болып келеді. Әрбір жеке мүшеде тұтас организм бола алмайды. Құрылысы мен атқаратын қызметі ұқсас бірнеше мүшелер бірігіп жеке мүшелер жүйесін құрайды.4)Ағзалық деңгей Денесі бір ғана жасушадан тұратын өсімдіктер мен жануарлар өз алдына жеке организм. Ал көп жасушалы организмдердің жеке бір дарасы жеке организм деп есептеледі. Жеке организм денесінде тірі организмдерге тән барлық тіршілік процестері: қоректену, тыныс алу, зат алмасу, тітіркену, көбею және т.б процестер жүреді. Әрбір жеке ағза өзінен кейін ұрпақ қалдырып отырады. Көпжасушалы ағзаларда жеке жасушалар, ұлпалар, мүшелер және жеке мүшелер жүйесі 1 тұтас ағза құрайды. Ағза тікелей табиғи сыртқы орта жағдайларымен байланысты тіршілік ете алады. 5)Популяциялық-түрлік деңгей. Өзіне тән табиғи орта жағдайында бір түрге жататын белгілі бір аймақта таралған даралардың жиынтығы популияцияны құрайды. Популияциялық деңгейде ғана алғаш рет қарапайым эволюциялық өзгерістер байқалады, бірте бірте жаңа түрдің пайда болуына септігін тигізеді.6)Биогеоценоздық деңгей- құрылымдық деңгейі әр түрлі бір табиғи орта жағдайында ғана тіршілік етуге ғана бейімделген көп түрлі организмдердің жиынтығы. Оны кейде табиғи бірлестік деп те атайды. Биогеоценоздың құрамында бейорганикалық және органикалық қосылыстар және тірі организмдер болады. 7)Биосфералық деңгей - жер ғаламшарындағы барлық тірі организмдер мен олардың тіршілік ететін жалпы табиғи орта жағдайларының жиынтығы.Биосфералық деңгейде бүкіл жер бетіндегі заттар мен энергияның айналымы биосферадағы барлық тірі организмдердің тікелей қатысуы арқылы жүріп отырады.
2.Жасушаның бөліну тәсілдері. Митоз, жыныссыз көбею негізі ретінде
Митоздың тұқым қуалаушылықтағы маңызы. Жасушалардың бөлінуі
Жасушалардың бөлінуі - барлық тірі ағзалар көбеюі мен дамуынын негізінде жатқат биологиялық процесс. Бөлінудің алдында хромосомада өзгерістер болады және ДНҚ редупликациясы жүреді. Бұл құбылыс прокариоттық және эукариоттық жасушаларға тән қасиет.
Жалпы жасушаның пайда болғанынан бастап келесі жасушаға бастама бергеніне немесе өлгеніне дейінгі кезеңді жасушалық цикл деп атайды. Әр жасушаның емір сүру ұзақтығы атқаратын қызметіне, қоршаған ортасына байланысты әртүрлі болады. Жасушалық цикл тыныштық кезеңі мен митоздық циклға бөлінеді.
Тыныштық кезеңінде(СО)
Митоздық цикл төрт кезеңнен тұрады:
1)Кариокинез - ядроның бөлінуі
2)Цитокинез - цитоплазманың бөлінуі
3)Интерфаза - бөлінуге дайындық кезеңі
4)Митоздық бөліну (М)
Интерфазаның өзі үш кезеңнен тұрады:
1.синтез алдындағы кезең (G1)
2.синтез (S)
3.синтезден кейінгі кезең(G2).
1.( G1). Бүл кезеңде жасушаның бөлінуіне қажетті әр түрлі заттар: нуклеотидтер, аминқышқылдар, ферменттер, АТФ молекуласы және т.б. заттар күшті қарқынмен жинақтадады.
2.( S). Бұл кезеңде ДНҚ молекуласы синтезделіп, олардың саны екі есе артады. Синтез кезеңінде ДНҚ-дан басқа РНҚ және нэруыз молекулалары көп мөлшерде синтезделеді. Хромосомалар екі еселеніп, әрқайсысы екі бөліктен түрады, оларды хроматидтер деп атайды.
3.( G2). Бұл кезеңде ДНҚ-ның мөлшері өзгермейді. Алайда РНҚ мен белоктың синтезделуі жалғаса береді. Энергия жинақталады, ол энергия митоз процесіне жұмсалады. Қорыта айтқанда, интерфазада митоз процесіне қажетті заттар синтезделеді, сондықтан интерфазаны дайындық кезеңі дейді. Сонымен интерфазада тұқым қуалаушылықпен тығыз байланыстымынадай процестер іске асады:
а)генетикалык материал өздігінен екіеселенеді
е)екі еселенуге байланысты жаңа пайдаболған ДНҚ молекуласы ескі ДНҚмолекуласының көшірмесіне айналады.
Жасуша бөлінуінің үш жолы бар:
1.амитозды немесе тікелей бөліну
2.митоз немесе күрделі бөліну (сомалықнемесе дене клеткалары)
3.мейоз немесе редукциялык бөліну(жыныстық жасушалары)
Амитоз.
Клетка бөлінуінің бүл типі кезінде хромосомаларда құрылымдық өзгерістер байқалмайды. Амитоз процесінде ахроматин жіпшелері пайда болмай-ақ ядро бірден екіге белінеді. Кейбір жағдайда бір ядродан бірнеше ядролар пайда болады. Амитоз арнайы және патологиялық ұлпаларда кездеседі. Мысалы картоптың крахмал түзетін клеткаларында, қарапайымдарда, регенерацияланып жатқан бұлшық ет клеткаларында және т.б. болады.
Митоз
Митоз - жаңа ұрпақ жасушплары арасында генетикалық материалдар тең мөлшерде бөлінетін жасушаның бөліну әдісі. Митоз нәтижесінде екі жаңа ұрпақ жасушаларында диплоидты хромосомалар жиынтығы болады.
І.Профаза кезінде интерфазада екі еселенген жіңішке жіпшелер пішініне келіп, бірте-бірте тығыздалып жуандайды да, хромосома пайда болады. Профазаның орта шенінде эрбір хромосома екі жіпшеден - хроматидтен тұрады. Екі еселенген хромосомаларының шоғырлануына байланысты ядролық жойылады. Цитоплазмадағы түйіршікті эндоплазмалық тордың ыдырауына байланысты нэруыз синтезі әлсірейді. Центриольдар екі еселеніп, полюстерге қарай тартыла бастайды. Соңынан екі полюстегі центриольдар аралығында жіңішке ұршық жіпшелері түзіледі.
2.Прометафаза. Бұл фазада ядро қабығы ериді. Осыған байланысты кариоплазма мен цитоплазма араласып кетеді де, екі еселенген хроматид (жас хромосомалар) ретсіз таралады. Осыдан кейін хромосомалардың клетка экваторына қарай қозғалу процесі басталады. Бұл метафаза басталғанының белгісі.
3.Метафаза. Метафазаның бас кезінде хромосома қабығы байқалады. Ол қабық-ша профазаның соңында ыдыраған ядролық заттарынан түзіледі деген ғылыми деректер бар, Хромосоманың қабығы прометафазада пайда болып, телофазаға дейін сақталады. Метафазаның ортасында хромосомалардың барлығы экваторға жинақталып, хромосомалардың әрқайсысы центромераларымен ахроматин жіпшелеріне жабысады. Осыдан кейін ахроматин жіпшесіне бекінген хроматидтер клетканың екі жақ полюсіне жылжиды (мұнда негізгі рөлді жіпшелер атқарады). Бұл процесс анафаза басталғанының белгісі.
4.Анафаза. Анафазада ахроматин жіпшелеріне бекінген хроматидтер бір-бірінен ажырап, жеке хромосомаларға айналады. Осыған байланысты хромосомалар клетканың екі жақ полюсіне тез жылжиды. Ахроматин жіпшелері қысқарады, осылардың барлығына АТФ энергиясы жұмсалады. Анафазаның соңында хромосомалар біртіндеп ұзарады және жіңішкереді. Бұл телофазаның бастамасы.
5.Телофаза. Телофазада профазаға қарама-қарсы процестер жүреді. Телофазаның басында хромосомалар полюстерге жетіп, олардың жылжуы тоқталады. Профазанын бас кезіндегі сияқты хромосомалар дұрыс пішінін жоғалтып, ұзын жіпшелерге айналады да, шумақталады. Ядро қабығы түзіліп. ядрошықтар қалпына келеді. Ядролықтың маңайында РНҚ жэне нәруыздардын мөлшері көбейеді. Ең соңында цитоплазма бөлініп, екі жас клетка пайда болады. Оны цитокинез деп атайды. Демек. хромосомалар екі жас клеткаға тен белінеді. Телофазаның соңында әр клетканың заттары толық қалыптасып, интерфаза сатысына көшеді.
Митоздың тұқым қуалаушылықтағы маңызы:
І.Митоздық бөліну - өсу процесінің маңызды кезеңі.
2.Аналық жасушадағы митоз барысында пайда болған генетикалық материал жас жасушаларға тең бөлінеді. Жас жасушалардағы генетикалық ақпарат аналық жасушадағы генетикалық ақпараттың көшірмесі болып табылады.
3.Бөлінгеннен кейінгі жас жасушалардағы хромосомалардың саны аналықжасушалардағы хромосомалар санына сәйкес келеді.
4.Егер митоз процесі зақымдалса, хромосомалар санында ауытқулар болады, яғни хромосома саны артады немесе кемиді. Ол клетканы үлкен өзгеріске ұшыратады. Мұндай жағдайда клетка тіршілігін жояды немесе мутацияланады.
Мейоз - хромосомалар жиынтығының екі есе азаюымен аяқталатын жасушанын бөліну процесі. Мейоз нәтижесіқде гаплоидты хромосомалар жиынтығы бар төрт жасуша пайда болады.
Мейоз процесі үздіксіз жүретін жүйелі екі кезеңнен тұрады. Бірінші кезең мейоздың бірінші бөлінуі (реакциялы бөліну), екінші кезең эквационды бөліну деп аталады. Мейоздың бірінші бөлінуінде хромосомалардың саны екі есе азаяды. Мейоздың екінші бөлінуі жыныс клеткаларының пайда болуымен аяқталады.
Редукциялы бөліну митоз сияқты төрт фазадан тұрады: профаза-І, метафаза-І, анафаза-І, телофаза-І. Редукциялы бөлінудің профазасы өте күрделі. Ол бірін-бірі толықтыра жүретін бірнеше сатыдан тұрады
3.Эволюциялық үрдістің басты бағыттары. Эволюция бағыттарының қатынасы.
Эволюция ілімі тіршіліктің тарихи дамуын, өзгеруін, өрлеуін және мұның себептерін, зандылықтарын және қозғаушы күштерін зерттейтін ғылым.
Эволюцияны микроэволюция және макроэволюция деп екіге бөледі. Микроэволюция дегеніміз жаңа түрлердің қалыптасуына әкелетін, популяциялық деңгейде жүріп жатқан эволюциялық үрдістер. Макроэволюция деп түрден жоғары таксондар деңгейінде жүріп жатқан эволюциялық үрдістерді айтамыз. Макроэволюция туыстар, тұқымдастар, отрядтар, кластар, типтердің түзілуімен нәтижеленеді.
Бейімделушілік - ағзаның нақтылы орта жағдайларына тіршілік етіп ұрпақ қалдыруын қамтамассыз ететін арнайы қасиеттерін пайда болуы. Әр бейімделушілік тұқым қуалайтын өзгергіштіктің негізінде тіршілік үшін күрес пен сұрыпталу барысында пайда болады.
Ағзалардың сыртқы орта жағдайына бейімделушілігі абсолютті емес, ейткені сырткы орта жағдайлары өзгеруі мүмкін. Ал бір жағдайда тиімді болған белгі, өзгерген жаңа сыртқы орта жағдайлары үшін тиімсіз болуы мүмкін. Мұған көптеген дәлелдер келтіруге болады. Мысалы, балықтар су ортамында тіршілік ету үшін тамаша бейімделген, бірақ бұл бейімделушіліктер басқа тіршілік орталарыда мүлдем керексіз.
Эволюциялық табыс негізінде екі ұғымды: биологиялық алға басу және биологиялық кері кету ұғымдарын бөліп керсету макұлданды.
Прогресс
Биологиялық алға басу (прогресс) - дарақтар санының, жүйеленген сан алуандықтың (едәуір усақ жүйеленген. топтар санының) артуы және аймақтың кеңеюі. Мөселен, мезозой кезеңінде сұмпайы кесірткелер (динозаврлар) үстем болды. Бұл олардың биологиялық алға басу кезі еді, яғни дарақтар көп болды, жүйеленген топтар (сан алуан ұшқыш, жыртқыш, теңізде тіршілік ететін және шөпқоректі динозаврлар) көп бөлды. Сөйтіп осы түрлер бүкіл ғаламшарды іс жүзінде жайлап алды.
Регресс
Биологиялық кері кету (регресс) - дарақтар саны мен олардың жуйеленген топтары санының кемуі және аймақтың тарылуы. Кері кету дегеніміз - алға басуға кері үдеріс, яғни эволюциялық сәтсіздік. Биологиялық кері кету кезінде санын қалпына келтіріп, алға басуға мүмкіндігі бар өкілдер жеткілікті мөлшерде сақталады.
Мәселен, тірі ағзалар тобы, әр түрлі уақыт аралығында биологиялық алға басу ретінде де, биологиялық кері кету ретінде де өмір сүре алады. Жорғалаушылар мезозой дәуірінде үстемдік етсе де, соңынан сүтқоректілерге, бунакденелілер мен құстарға орын берді. Алға басу үдерісінің жолдары да әр түрлі болады. Ағзалардың біреуі жоғары сатыға көтеріліп, бұрынғысынан күрделілене түседі. Сөйтіп құстар мен сүтқоректілер де биологиялық алға басуға жетті. Ал оған керісінше, езге ағзалар қарапайымдалып, бірсыпыра маңызды мүшелерін жоғалтты. Бұл түрлер паразиттік жолмен тіршілік ете бастағанда байкалады. Кейбір құрттар (эхинококк (жылауық), ішексорғы (аскарида) және т.б. және бунакденелілер (бітелер, көдімгі және төсек кандалалары) осындай жолдан өтті.
Адамзатқа органикалық өлемнің 5 - 6 миллион жылдардан кейін қандай болатыны, сондай-ақ ол сол қалпында сақталып қала ма, жоқ па - беймәлім.
Макроэволюция, оның бағыттары - Биологиялық эволюция үдерісінің өзі - ағзалардың биологиялық алға басуға ұмтылысы, яғни тірі қалуға, тарихи мерзімде сақталуға ұмтылу. Ал бұл үшін барынша көп мүмкіндігі бар таралу аймақтарын игеріп, өте көп мөлшерде ұрпақ беру керек. Негізгі эволюциялық бағыттар анықталып, сипатталды. Биологиялық алға басу жетістіктерінің негізгі жолдары туралы ілімді анықтап зерттеуде Академиктер Алексей Николаевич Северцов пен Иван Иванович Щмальгаузен эволюцияның биологиялық прогреске әкелетін 3 бағытын анықтады:
1. Ароморфоз (морфофизиологиялық прогресс немесе арогенез).
2. Идиоадаптация (аллогенез).
3. Дегенерация (катагенез).
1. Ароморфоз (грекше "аіrо" -- көтеру, "тоrрһа" -- пішіні), оны кейде арогенез деп те атайды. Бұл кезде организмдердің құрылысында күрделі өзгерістер байқалады. Арогенез кезінде -- даралардың құрылым деңгейі күрделеніп тіршілік етуге бейімділігі арта түседі. Мысалы, эволюция процесінің нәтижесінде 2 қабатты жануарлардан пайда болған жалпақ құрттарда үшінші мезодерма қабаты пайда болды. Оған буылтық құрттардағы қан айналым жүйесінің пайда болуы, хордалыларда ішкі қаңқаның жетілуі, омыртқалы жануарларда жүрек құрылысының және т.б. мүшелерінің күрделенуі жатады. Ароморфоз -- тұқым қуалайтын өзгергіштік пен табиғи сұрыпталудың негізінде қалыптасады. Жануарлардың белсенді қозғалысы, тыныс алу мүшелеріндегі күрделі өзгерістер (желбезек, өкпенің пайда болуы), балықтардан бастап құстар мен сүтқоректілерде жүрек құрылысының күрделенуімен қатар жеке веналық қан тамырлар мен артериялық қан тамырларға бөлінуі, т.б. Мұның бәрі де жануарлардың белсенді тіршілік етіп, сыртқы орта жағдайларына бейімделуін арттырады. Ароморфоз -- эволюция барысында ұзақ уакыт сақталып макроэволюцияда жаңа ірі жүйелік топтардың (тип, класс, отряд) пайда болуына әсерін тигізеді. Ароморфоз биологиялық прогреске жетудің негізгі жолы болып саналады. Өсімдіктердегі күрделі ароморфоздық өзгеріске -- спора арқылы көбеюден тұқыммен көбеюге көшуін (ауысуын), гүлдің, жемістің пайда болуын мысал ретінде атауға болады. Ароморфоздың эволюцияның ең негізгі жолына: бір жасушалылардан көп жасушалыларға; екі қабатты организмнен үш қабаттыға; төменгі сатыдағы хордалылардан жоғары сатыдағы хордалыларға дейін дамуын атауға болады.
2. Идиоадаптация (грекше "idios" -- ерекшелігі, латынша "adaptatio" -- бейімделушілік). Идиоадаптация (аллогенез) -- биологиялық құрылым деңгейін күрделендірмей өзгертпей тіршілік үшін күресте организмдердің өзіне пайдалы белгілі бір орта жағдайына бейімделушілігі. Әрбір түр белгілі бір ортада тіршілік ететіндіктен дәл осы ортаға тән пайдалы бейімделушілік калыптасады. Мұндай бейімделушілік кезінде организмдердің жалпы құрылыс деңгейлері күрделенбей-ақ прогрессивті дамуына мүмкіндік туады. Жануарлардың бүркеніш (жасырушы) реңі, өсімдіктердің тікенектері, безді түктері, скат пен камбала балықтарының су түбіне бейімделіп, жалпак пішіндінді болуы -- идиоадаптация (аллогенез) мысалдарына жатады .
Қорек аулау тәсіліне қарай құстардың аяқтарындағы саусақтарының өзгеріске ұшырауы, өткір саусақтары қорегін бүріп ұстауға, тоқылдақтың саусақтары ағаш діңінде еркін қозғалуға, құтанның ұзын сирағындағы саусақтары батпаққа батып кетпей, жеңіл қозғалып қорегін табуға бейімделген. Аллогенез кезінде тірі организмдер тіршілік ортасына әрқайсысы жекелей бейімделеді. Жануарлардағы нақты аллогенезге -- аяқтарының құрылысындағы ерекшеліктер (көртышқандар, тұяқтылар, ескекаяқтылар); құс тұмсықтарының түрлі пішінді болуы -- (жыртқыш құстарда -- имек тұмсық, балықшы құстарда -- өте ұзын түмсық, қайшыауыздарда самырсын тұқымдарын шағу үшін -- айқасқан тұмсық, т.б.); түрлі жәндіктердің, балықтардың бүркеніш реңдері, т.б. жатады. Өсімдіктердегі аллогенезге тозаңдануын, жемістері мен тұқымдарын таратуға бейімделуін атауға болады. Қандауырша мен омыртқалы жануарлардың арғы тегі ертедегі бассүйексіздер болған. Тарихи дамудың әсерінен қандауыршаның құрылым деңгейі күрделенбей, сұрыпталудың әсерінен теңіз түбіндегі құмда тіршілік етуге бейімделушілігі дамыған. Қорыта айтқанда, идиоадаптадиялық бейімделу арқылы микроэволюциялық процестер жүзеге асады.
3. Дегенерация (катагенез; грекше "kata" -- қарапайымдану, кері кету,) эволюциялық дамуында қарапайымдала түсу деген ұғымды білдіреді. Оны дегенерация немесе морфофизиологиялық регресс деп те атайды. Эволюциядағы қарапайымдану жалпы регресс және жеке регресс деп бөлінеді. Жалпы регресс -- организмнің барлық құрылымының қарапайымдануынан, ал жеке регресс жеке мүшелерін жоғалтуынан айқын байқалады. Бұл кезде организмдердің тіршілік ету ортасына пайдасыз мүшелері регреске ұшырап жойылады, оның орнына бейімделу ыңғайына қарай жаңа мүшелер пайда болады. Дегенерация (катагенез) кезінде организмдердің жалпы құрылым деңгейі қарапайымдала келе орта жағдайына бейімделеді. Катагенез (морфофизиологиялық регресс:) паразитті тіршілік етуге көшкен организмдерде, бір орынға бекініп тіршілік ететін жануарларда, жер астында және үңгірлерде тіршілік ететін жануарлардың жеке мүшелерінен айқын байқалады. Паразитті тіршілік етуге көшкен организмдердегі катагенез мысалдарына: паразитті тіршілік ететін жануарларда (жалпақ құрттарда) сезім, ас қорыту мүшелерінің жойылып, жүйке жүйесі құрылысының қарапайымдануын атауға болады. Жойылған мүшелерінің орнына өздеріне пайдалы, иесінің ішектеріне жабысып бекіну үшін ауыз айналасында сорғыштар мен бекінгіш өскіндер дамиды. Адамның асқазанында болатын сиыр таспақұрты 18 -- 20 жыл өмірінде 11 млрд-қа жуық жұмыртқа салады. Олардың жұмыртқаларын иесінің денесі қорғайтындықтан өте қарқынды көбейіп, кең таралуына мүмкіндік туады. Өсімдіктердегі катагенез -- олардың паразиттік тіршілік етуімен тығыз байланысты.
Мысалы, сұңғыла (заразиха) -- күнбағыс, қарасора, беденің тамырында болатын паразит өсімдік. Оның сабағы қоңырқай реңді, жапырақтары қабыршақтанған, хлорофильдері болмайды, сондықтан емізікшелері арқылы қорек заттарды дайын күйінде басқа өсімдіктерден сіңіреді.
Екінші паразит өсімдік -- арамсояу (повилика) басқа өсімдіктерге жіңішке қызғылт немесе сары түсті жіп тәрізді сабақтарымен шырмалып өседі. Оның тамыры, жапырақтары жойылған, тамырдың орнына өсімдіктің шырынын copy үшін жіңішке мөлдір сарғыш түсті сабағының әр жерінен емізікшелер пайда болған. Оралған өсімдіктің сабағына емізікшелерін қадап, өзіне қажетті қорегін сорып алады және оны жабысқан өсімдіктен ажырату өте киынға соғады
Билет №2
1.Биологияның зерттеу әдістері. Жасушаны зерттеу әдістері. Ауыл шаруашылығындағы, медицинадлағы цитологиялық зерттеулер маңызы.
Көптеген биологиялық ғылымдар өздеріне тән ерекшеліктері бар арнайы ілімдер. Әдеттегідей олар зерттелетін тірі организмдерге байланысты ботаника - өсімдіктер ғылымы, зоология - жануарлар ғылымы және микробиология - микроорганизмдер ғылымы болып жіктеледі.
Биология салалары одан әрі қарай организмдердің зерттелу ауқымдылығы мен зерттеу әдістеріне қарай бөлінеді.
биохимия - тіршіліктің химиялық негізі ілімі;
молекуляр биология - биологиялық молекулалар жүйелерінің бір-бірімен күрделі арақатынастарын зерттейді;
жасуша биологиясы - барлық жанды нәрселердің құрушы бөлігі - жасушаны зерттейді;
физиология - организмнің ұлпалары мен мүшелерінің химиялық және физикалық функциясын қарастырады;
экология - әртүрлі организмдердің қоршаған орталарымен байланысын саралайтын ілім.
зоология - Жануарлар әлемін зерттейтін ғылым.
орнитология - зоология ғылымының құстарды зерттейтін саласы.
Арахнология- зоология ғылымының өрмекшілерді зерттейтін саласы.
анатомия- тірі ағзалардың ішкі және сыртқы құрылыстарын зерттейтін биология ғылымы.
Бриология- мүктерді зерттейтін ботаника ғылымының саласы.
Цитололгияда негізгі қолданылатын әдістердің бірі-жарық микроскопы. Соңғы жылдары жасушаны зерттеуде жарық микроскоптарының бірнеше түрлерін қолданылып жүр (люминесценттік, фазасы қарама-қарсы, электронды микроскоптарды). Жарық микроскоптарының көмегімен ұлпадан алынған және әр түрлі бояулармен боялған жұқа кесінділерді (препарат) зерттеуге болады. Ол үшін кесіндінің қалыңдығы 5 -- 7 микроннан (мк) аспау керек, сонда ғана жарық кесінділер арқылы өте алады. Жарық микроскоптары арқылы тексеретін ұлпалардан кесінділер дайындау (препарат) өте күрделі жұмыс. Цитологиялық препараттар жасау бірнеше кезеңдерге бөлінеді: материал алу және оны бекіту, ұлпаларды тығыздау, парафинге күю, кесінділер жасау, бояу, бальзамға бекіту.
Микроскоптың көру қабілеттілігі қолданылып отырған жарық ағымына байланысты және жарық ағынының 13 бөлігіне тең болады. Жарық толқынының ұзындыры неғұрлым қысқа болса, микроскоптың көру қабілеттілігі соғұрлым артады. Егер жарық толқынының ұзындығы 0,6 миллимикрон (мкм) болса, микроскоптың көру қабілеттілігі -- 0,2 мкм -- 13 ХО, 6 мкм -- 0,2 мкм. Люминесцент микроскопы ультракүлгін жарық толқынымен жұмыс істейді, толқын ұзындығы -- 0,27 -- 0,4 мкм. Осындай толқын препаратқа түскенде ол сәулені сіңіре отырып, өзінен жарық шығарады, бұл құбылыс флуоресценция деп аталады. Шыққан жарық толқыны сінген жарық толқынына қарағанда әрдайым ұзын болады. Кейбір заттар түскен жарық толқынының жартысын сіңіріп, өзінен жасыл, сары, қызыл спектрді шығарады. Флуоресценция деп заттарды ультракүлгін жарығымен шағырылыстырылғанда өзінен жарық бөлуін айтады. Оларға пигменттер, витаминдер, майлар жатады. Кейбір заттарды флюрохром бояуларымен бояу арқылы флуоресценцияны көруге болады. Мысалы, ДНК-ны акридин қызыл сары бояуымен боялғанда жасушадағы дизоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) ашық жасыл сәуле береді, ал рибонуклеин қышқылы (РНҚ) ашық қызғылт сәуле береді.
Бекітілгеннен кейін мүшелер бөліктерін концентрациясы жоғарлайтын спирттерде ығыстырып, спиртті ксилолға, одан кейін ксилолды парафинге салады. Осылайша, фиксацияланған ұлпа ауада қатып қалған тығыз парафинге айналады және оны кесуге болады. Қалыңдығы 5- мкм-дей кесіндіні арнайы құрал микротом арқылы дайындайды. Мұндай кесінділер заттық шыныға бекітіліп, парафин ксилолда ерітіліп,құрамындағы су спиртпен ығыстырылады. Содан кейін кесінділерді суда еритін бояулармен бояуға болады. Тұрақты препараттар дайындау үшін боялған кесінділерді әйнек арқылы канадалық бальзаммен жабады, бұндай препараттарды ұзақ уақытқа дейін сақтауға болады. Бекітілген ұлпалар мен жасушаларды бояу үшін, әртүрлі табиғи және синтетикалық бояулар пайдаланады. Табиғи бояулармен (гемотоксилин, кармин т.б.) кешенді қосылыстар түзетін әртүрлі металдардың қышқылдары қолданады.
Синтетикалық бояуларды қышқылды және негізгі деп бөледі. Негізгі бояуларда сілтілік қасиетін анықтайтын, құрамында амин топтары болатын тұздар негіздері болады. Мұндай бояулар жасуша құрылымында қышқылдық топтармен тұзды байланыстар құрайды. Қышқылдық бояулар құрамында гидроксильді топтар немесе SO2OH топтарынан құралады. Негізгі (сілтілік) қасиетті жасуша құрылымы қышқылдық бояулармен байланысын ацидо- немесе оксифильді деп атайды.
Клетка бөліктерін әр түрлі түске бір мезетте бояйтын түрлі бояулар коспалары қолданылады. Осындай бояуларды пайдалана отырып, тек жасушаның морфологиялық айқын суреттемесіне қоса оның химиялық кұрлымы жайлы мағлұматтар алуға болады.
Ерекше химиялық заттарды анықтайтын бояуларға гистохимиялық және цитохимиялық бояулар жатады. Цитохимиялық талдау әдістері өте көп. Цитохимиялық реакцияға мысал ретінде ДНҚ-ға қолданатын кең таралған Фельген реакциясын айтуға болады. Маңыздылығы, тек ДНҚ-да спецификалық қышқылдық гидролизден кейін, дезоксирибоза пуриндердің ұсақталуынан альдегидті топтар пайда болады. Бұл топтар арнайы индикатормен, Шифф реактиымен қызыл түс береді. Бұл бояу арқылы ДНҚ-ны, оның санын анықтайды. Жеке амин қышқылдарымен (тирозин, триптофан, аргенин т.б.) реакциялар арқылы белоктардың таралуын анықтауға болады. Липидтер мен майлар жасушаларда жақсы еритін арнайы бояуларды айқындайды.
Цитохимиялық реакциялар арқылы ферменттерді анықтауға болады. Бұл реакцияның жалпы принципі - микроскоп арқылы белокты ферменттердің өздері емес, өнімдердің белсенділіктерін анықтайтын таралу аймақтары көрінеді.
Қазіргі кезде цитологияның зерттеу тәсілдері мен әдістері әр алуан. Цитологиялық әдістерді оптикалық, цитофизикалық, ультрақұрылымды зерттеу, цитохимиялық, гистохимиялық және т.б. әдістерге топтастыруға болады. Клетка органоидтарының құрылысы, ультрақұрылымы мен функциясы жарық және электронды, қараңғы өрісті, фазалы-контрасты, поляризациялы, люминесцентті микроскопия және тағы басқа әдістер арқылы зерттеледі.
Жарық және электронды, қараңғы өрісті, фазалы-контрасты, поляризациялы, люминесцентті микроскопия әдістері фиксацияланған клеткалардың құрылысы мен ультрақұрылымын зерттеуге қолданылатын болса, дифференциалды центрифугалаудың көмегімен алынған жеке органоидтар цитохимиялық, биохимиялық, биофизикалық және т.б. әдістермен зерттеледі.
Цитологияда негізгі қолданылатын әдістердің бірі - жарық микроскопы тәсілі. Жарық микроскопия әдістерінде объект арқылы жарық шоғы өтіп, объектив линзалар жүйесіне түсіп, алғашқы сурет пайда болады да, окуляр линзаларының көмегімен ұлғаяды.
Оптикалық жүйе ретінде микроскоптың басты сипаты - шешушілік қасиеті, яғни бір-біріне жақын орналасқан екі объектіні жеке-жеке көрсету. Микроскоптың шешуші қабілеті жарық толқынның ұзындығымен есептеледі: толқынның ұзындығы неғұрлым қысқа болса, соғұрлым шешуші қабілеті жоғары. Жарық микроскопта көбінесе спектрдің көру облысындағы жарық көзі (400-700 нм) қолданылады, сондықтан бұл жағдайда микроскоптың максимальді шешуші қабілеті 200-350 нм-ден жоғарыламайды (0,2-0,35 мкм). Яғни жарық микроскопының шешуші қабілетінің соңғы деңгейі жарықты көру аймағын пайдаланғанда 0,2-0,3 мкм тең.
Қараңғы өрісті микроскопия. Қараңғы өрісте препараттарды арнайы конденсордың көмегімен қарастырады. Қараңғы өрісте бақылау кезінде объектіге жарық шоғының сәулелері түспейді, оның орнына шоқтың шеттік сәулелері қолданыс табады. Шеттік сәулелер объективке түспейді, сондықтан микроскоптың көру аумағы қараңғы болады да, шашыраңқы жарықпен көрінген объект ашық түсті болып көрінеді. Клетка препараттарында түрлі оптикалық тығыздықтағы құрылымдар болады. Жалпы қараңғы өрісте бұл құрылымдар түрлі жарықтандырулардың көмегімен анық көрінеді. Жарықтандыру кезінде жасушада жарық сәулелеріндегі шаңдарға ұқсас (Тиндаль эффектісі), өте ұсақ, кішкентай бөлшектер (0,2 мкм-нен кем) жарқырайды, шағылысқан жарық сәулесі микроскоп объективіне түседі.
Бұл әдіс тірі клеткаларды зерттеуде жиі қолданылады.
Фазалы-контрасты (фазасы қарама-қарсы) микроскопия әдісі. Клетканың кейбір бөліктері жұқа болғанымен, бір-бірінен тығыздықтары мен жарықсындырғыштықтарымен ерекшеленеді, клеткалардың осындай қасиетіне фазасы қарама-қарсы микроскопия әдісі негізделген. Фазалы-контрастық микроскоптың объективіне арнайы пластинка қондырылған, сол пластинка арқылы жарық сәулесі тербеліс фазасының қосымша жылжуын сезеді. Суретті қалыптастыру кезінде бір фазада немесе қарама-қарсы фазада болатын, бірақ әр түрлі амплитудалы сәулелер өзара қарым-қатынасқа түседі, соның салдарынан объектінің ашық қою түсті контрасты суреті пайда болады. Фазалы контрасты микроскоптың ерекшелілігі - тірі клеткаларды, боялмаған объектілерді зерттеуге мүмкіндік береді.
Интерференциялы микроскопия әдісі жарықтың екі полярланған сәулелерінің бірі объект арқылы, енді біреуі объектінің қасынан өтуіне негізделген. Бұл жағдайда бірінші сәуленің фазасының кешігуі туындайды. Осы сәулелердің қабаттасуы (интерференциясы) суреттің пайда болуын туғызады. Егер екі полярланған сәулелердің екі толқынының аралығындағы арақашықтық толқын ұзындығының толық санына тең болса, сурет ақшыл өрісте қара түсті дақ ретінде көрінеді, ал егер де екі толқын арасындағы арақашықтық жартылай толқындардың тақ санына тең болса, сурет қараңғы өрісте ақшыл дақ ретінде суреттеледі.
Интерференциялы микроскопта сәулені екі перпендикуляр жазықтықта поляризациялау конденсордың фокальды жазықтығында орналасқан поляризатор мен кварцтан жасалған Волластон призмасының көмегімен жүреді. Волластонның екінші призмасы осы екі сәулені объективтің артқы фокальды жазықтығында жинақтайды.
Интерференциялы микроскоп көмегімен тірі объектілерді бақылауға болады, сондай-ақ клетка құрылымдарының құрғақ салмағы, клеткадағы құрғақ затпен судың концентрациясы, құрылымдардың қалыңдығы туралы мәліметтер алуға болады. Мұндай мәліметтер алу үшін микроскоптың тубусының жоғарғы жағында орналасқан компенсатор қолданылады.
Рентген сәулелерін сіңіру тәсілі. Әр түрлі заттар толқындардың белгілі бір ұзындықтарында рентген сәулелерін әр қалай сіңіреді, міне осы қасиетке рентген сәулелерін сіңіру әдісі негізделген. Спектрорентгенограмма көптеген заттар үшін белгілі. Рентген сәулелерін ұлпадан жасалған препарат арқылы өткізе отырып, сіңіру спектрі көмегімен оның химиялық құрамын анықтауға болады. Осы әдістің көмегімен микрофотографиялардан клеткадағы құрғақ заттардың құрамы анықталады. Фотосуретке түсіретін құрылымда заттың концентрациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым эмульсия аз жарқырайды. Сіңірілуші заттың концентрациясы сол заты бар құрылымның суретінің қараюымен анықталады. Оптикалық тығыздық формуланың көмегімен есептелінеді.
Флуоресценциялық микроскопия. Тірі клеткаларды зерттеуге флуоресценциялы бояғыш заттар және флуоресценциялық микроскопия әдісі кеңінен қолданылады. Бұл әдістің негізінде кейбір заттардың ультракүлгін сәулелерінде флуоресценциялану қасиеті жатыр. Мұндай флуоресценцияны ұлпадан шығаруға болады, ол үшін ұлпа арқылы ультракүлгін сәулелерінің шоғын өткізу керек. Бұл мақсатта конденсорда жалпы жарық шоғынан көк және ультракүлгін сәулелерді бөлетін жарық фильтрі орналасқан арнайы ультракүлгінді микроскоп қолданылады. Бақылаушының көзінің алдында орналасқан басқа жарық фильтрі препарат шығаратын флуоресценция сәулелерін өткізе отырып, көк және ультракүлгін сәулелерді сіңіреді. Жарық көзі ретінде күшті ультракүлгін сәулесін бөлетін сынап шамдары және қыздыру шамдары қолданылады.
Жарық энергиясын сіңіру кезінде бірқатар заттарға жарқырау (флуоресценттік, люминесценттік) қасиеті тән. Флуоресценция спектрі флуоресценцияны қоздыратын сәулелерге қатысты үлкен толқындар жағына қарай ығысады. Бұл принцип қысқа толқындардың аймағында флуоресценциялаушы объектілері анықталып, қарауды қамтамасыз етеді. Мұндай микроскоптардың көкшіл-күлгін аймағында жарық беретін фильтрлер пайдаланылады.
Цитологиялық зерттеулерде ультракүлгін люминесцентті микроскоптар да пайдаланылады. Бұл әдісте тірі клеткаларға флуоресценттеуші заттарды енгізеді. Ол заттар клетканың белгілі бір құрылымдарымен байланысқа түсіп, олардың қайта люминесценциялануын туғызады.
Ультракүлгін микроскоптарында жеке флуоресценциялы объектілерді бақылауға болады.
Радиоавтография әдісі клеткадағы зат алмасу үрдісін зерттеуде қолданылады. Ол үшін фосфор, көміртегі, сутегі радиоактивті элементтер немесе олардың қосындылары пайдаланылады. Зерттеліп отырған ортаға немесе ағзаға метоболизм үрдісі кезінде, жасушалармен сіңірілетін радиоактивті изотоп енгізіледі. Изотоптардың радиоактивті сәулеленуі салдарынан олардың орныққан жерін анықтауға болады. Бұл әдісті қолдану кезінде клеткалардың жұқа кесінділерін үлбірге салады. Радиоактивті изотоптар бар жерлерде үлбір қараяды.
Изотопты енгізгеннен кейін біраз уақыт өткеннен соң, яғни метоболизмнің белгілі бір кезеңдері өткеннен кейін препарат даярланады. Заттардың таралуы нақты анықталады. Заттардың тек қана клеткада емес, сондай-ақ клетка мембраналарына орналасуларын анықтауда бұл әдістің мәні зор.
Поляризациялық микроскоптың көмегімен изотропты объектілерді (бөліну ұршығының талшықтарын, микрофибрилдерді және т.б.) зерттейді.
Мұндай микроскоптың конденсорының алдында поляризатор орналастырылады, ол белгілі полярлану жылдамдығы бар жарық толқындарын өткізеді. Препарат пен объективтен кейін полярланудың сол жазықтығымен жарық өткізе алатын анализатор орналастырылады. Қиысқан призмалар ортасында сәулені екі есе сындыратын объекті орналасқаннан кейін, объект қараңғы аумақта жарқырап көрінеді. Поляризаторлық микроскоп көмегімен өсімдік клеткасының қабықшасында мицеллийлердің орналасуын қарастыруға болады.
Рентген сәулелерін дифракциялау әдісі. Рентген сәулелері кристалдар арқылы өткен кезде дифракцияға ұшырайды. Олардың осы қасиеті рентген сәулелерін дифракциялау әдісінің негізін қалайды. Егер кристалдардың орнына биологиялық объектілер, мысалы, сіңір, целлюлоза немесе тағы басқа объектілерді қолданған кезде, олар тура сондай дифракцияға ұшырайды. Бұл жағдайда экранда немесе фотоүлбірде дақтар мен жолақтардан түзілген сақиналар қатары пайда болады.
Дифракция бұрышы объектідегі молекулалар мен атомдар топтарының арақашықтығымен анықталады. Құрылымдық бірліктер арасындағы қашықтық неғұрлым алшақ болса, дифракция бұрышы соғұрлым аз болады, немесе, керісінше, зерттеліп отырған заттың атомдары мен молекулаларының арасындағы арақашықтық аз болса, дифракция бұрышы үлкен болады. Ал экранда бұл қара түсті зоналар мен орталықтар арақашықтықтарына сәйкес келеді.
Бұл әдістің атомдар мен молекулалардың топтарының кеңістікте таралуын анықтауда және заттың ішкі құрылымы туралы мәлімет алуда мәні зор.
Электронды микроскопия әдісі. Электронды микроскоптың құрылысы жарық микроскоп тәрізді, бірақ жарық шоғының ролін электронды шоқ атқарады, бұл шоқ линзалармен емес, электромагниттермен фокусталады. Дегенмен, электрондар шоғы үшін толқындар ұзындығы, көзге көрінетін жарық толқындар ұзындығына қарағанда неғұрлым қысқа, осы қасиеті электронды микроскоптың шешуші қабілеттілігін арттырады. Қазіргі электронды микроскоптардың шешуші қабілеті - 0,2-1 нм.
Электронды микроскоптың астында тірі емес объектілер, яғни препараттар қарастырылады. Объектілер тірі ағзалардың өлуін тудыратын вакуумға салынады. Вакуумда электрондар шашырамай объектіге бірден түседі.
Электронды микроскоптан қарастырылатын объектілердің жұқалығы 400-500 Å-нен қалың болмауы тиіс. Сондықтан жұқа препараттарды даярлау үшін ультрамикротом қолданылады.
Вирустар, фагтер, нуклеин қышқылдары, жұқа мембраналар сияқты биологиялық объектілердің электрондарды шашырататын қасиеттері бар. Олардың контрастылығын ауыр металдармен - алтын, платина, хроммен шаңдату арқылы күшейтеді.
Контрастылықты (қарама-қарсылықты) осмий немесе вольфрам қышқылдарының және ауыр металдардың кейбір тұздарымен күшейтеді, олар препараттың кейбір жеке бөліктерімен қосылыстар түзе алады. Аталған заттар препаратқа фиксациялау немесе бояу кезінде енгізіледі.
Аталмыш әдіс құрылымдарды субмикроскопия (макромолекулалар) деңгейінде зерттеуді қамтамасыз етеді.
Трансмиссионды электронды микроскопта электрондар жарық микроскопындағы объект арқылы өтетін жарық секілді өтеді. Нәтижесінде, электрондар шоғы фотография тақтасында ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1.Биология тіршілік жайлы ғылым. Биология бөлімдері. Тірі материя қасиеттері. Тіршілік формасы. Тіршліктің ұйымдасу деңгейі.
Биология (герекше биос өмір және логос ғылым) - тірі ағзаларды зерттейтін ғылым. Жер бетіндегі тірі ағзалардың алуан түрлілігіне байланысты қазіргі биология ғылымы жүйелі түрде тармақталған.Биологиялық ғылымдар өздеріне тән ерекшеліктері бар арнайы ілімдер. Вирусология-вирустарды зерттейді, микробиология-микроағзаларды зерттейді, микология-саңырауқұлақтарды зерттейді, альгология балдырларды зерттейді, ботаника - өсімдіктерді зерттейді, бриология - мүктерді зерттейтін ботаника саласы, зоология - жануарларды зерттейді, ихтоиология - балықтарды зерттейтің зоология саласы,орнитология - құстарды зерттейтін зоология саласы, цитология - жасуша ғылымы, гистология - ұлпаларды зерттейді, анатомия-тірі ағзалардың ішкі құрылысын зерттейді. Морфология - тірі ағзалардың сыртқы құрылысын зерттейді. Физиология - тірі ағзаларды құрайтын мүшелермен жүйелердің қызметін зерттейді. Генетика - белгілердің тұқым қуалау заңдылықтарын және олардың өзгергіштіктерін зерттейтін ғылым. Эволюция - тірі ағзалардың даму тарихын зерттейді. Экология-тірі ағзалардың қоршаған ортамен карым-қатынасын зерттейтін ғылым. Сұрыптау(селекция) - жануарлардың асыл тұқымын, өсімдіктердің сорттарын, микрофғзалардың штампыларын шығарудың, жаңартудың әдістерін және биологиялық негізін зерттейтін ғылым. Биология-жаратылыстану ғылымдарының бір саласы, болғандықтан негізгі ғылымдармен (геология, география, топырақтану), қоғамдық ғылымдармен (психология, социология), қолданбалы ғылымдармен(биотехнология, өсімдік шаруашылығы, табиғатты қорғау, т.б) тығыз байланысады.
Тірі ағзалардың негізгі қасиеттері. Тіршіліктің өлі табиғаттан айырмашылығы - материяның саплы өмір сүру формасы, яғни биологиялық форма болуында. Барлық тірі ағзаларға тән белгілі қасиеттер бар, олар да тірі жүйелер өлшемі деп аталады. 1)Зат және энергия алмасу. Зат және энергия алмасу - бұл тіршілікті қолдау негізіне жататын барлық тірілік атаулының жалпы қасиеті. Тірі ағзалар қоршаған ортадан белгілі заттарды сіңіре алады. Оларды басқа түрге айналдырады да, солардың өзгеруі есебінен энергия алады. Осы заттардың қажетсіз қалдықтарын қоршаған ортаға бөліп шығара алады. Зат алмасу энергетикалық (катаболизм, диссимиляция - заттардың ыдырауы) және икемді (анаболизм, ассимиляция - синтез, қор заттары) алмасу болып бөлінеді. Адамда зат алмасу және өзге үдерістер жүйке және сұйықтық (гуморальді) жолмен бақыланады. Бұл-тірліктің келесі қасиетінің негізі.2)Өзін-өзі реттеу - тірі жүйелердің өз көрсеткіштерін (физиологиялық, т. б.) белгілі деңгейде автоматты түрде орнықтырып, қолдай алуы. Тек тірі нәрсе ғана қоршаған ортаның өзгерісін сезіне алады, мұндайда ішкі орта көрсеткіштері өзгермей, тұрақты қалпында қалады. Өсімдіктер мен жануарлардың табиғи бірлестігі олардың санына қарай өзінен-өзі реттеледі. 3)Тітіркенгіштік. Тітіркенгіштік - тірі жүйелердің сыртқы және ішкі әсерге (өзгерістерге) жауап қайтара алу қасиеті. Адам ағзасындағы тітіркенгіштік көбінесе жүйке, бұлшықет және безді ұлпалардың қасиеттеріне байланысты болады. Бұлар жүйке серпілісі, бұлшықет жиырылуы немесе заттар секрециясы (сілекей, гормондар, т. б.) түріндегі әрекетке жауап қайтару арқылы жүзеге асады. Жүйке жүйесі жоқ тірі ағзаларда тітіркенгіштік қозғалыс кезінде көрініс береді. 4)Қозғыштық- тірі жүйелердің тітіркенгіш әрекетке жауап қайтара алу қасиеті. Ал қозу - тітіркендіру және қозғыштық әсерінен пайда болатын нақтылы қайтарылған жауап. Жүйке, бұлшықет және безді ұлпалар - қозатын ұлпалар, ал сүйек ұлпасы қозбайды. Сүйек жасушалары жарғақша зарядының өзгеру әсеріне, дереу болған синтезге және заттардың бөлініп шығуына немесе жиырылуға жауап қайтармайды. 5)Қозғалыс (қимыл) - орын ауыстыра алу қасиеті. Бұл да тірі нәрсеге ортақ қасиет, дегенмен бір қарағанда бекініп орныққан ағзалар қозғала алмайтын тәрізді болып көрінеді. Кез келген тірі ядролы (эукариотты) жасушада цитоплазма қозғалыста болады. Тіпті бекініп орныққан жануарлар әдетте аздап қозғалыс жасайды. Өсімдіктерге өсу қимылы тән қасиет, ол жасушалар саны мен мөлшерінің ұлғаюы есебінен жүзеге асады. 6) Көбею - тірі ағзаларға ортақ қасиет, ол тіршіліктің ұрпақтар қатарында, яғни тарихи ұласуын қамтамасыз етеді. Бұл өзін-өзі көшірмелеудің қарапайым ғана қасиеті емес. Көбею барысында бастапқы аналық (ататек) ағзаның қасиеттері мен белгілері сақталады. Сонымен бірге өзгергіштік те пайда болады. Көпжасушалы ағзада жасушалар өсу негізінде көбейеді. Біржасушалылар зат алмасу, сондай-ақ цитоплазмалар көлемі мен органоидтар санын арттыру есебінен өседі. 7) Даму - жаратылым (организация) деңгейінің барлығына тән қасиет. Тірі жүйелер - молекулалық және жасушалық жүйеден биосфераға дейін ғаламшарымыздағы ағзаларды біртұтас алғанда - өз кезінде өзгере, дами және әбден жетіле алады. Бұл өзгерістер белгілі заңдылық сипатта болады. Өлі жүйелер де дамиды. Жарыққа байланысты өсімдіктерді үш экологиялық топқа бөледі: гелиофиттер - жарық сүйгіш өсімдіктер, сциофиттер - көлеңке сүйгіш өсімдіктер және факультативті гелиофиттер - көлеңкеге төзімді өсімдіктер. Гелиофиттернемесежарық сүйгіш өсімдіктер - күн сәулесі жақсы түсетін ашық кеңістікте өсетін өсімдіктер. Мысалы үшін оларға көптеген шабындық, дала, шөл және шөлейт өсімдіктері, орманның биік ағаштары жатады. Әдетте олардың жапырақтары қалыңдау, мезофилл және эпидермис клеткалары майда болып келеді. Бұған құрғақ аймақтарда (шөл, дала, саванна) өсетін астық тұқымдастары, амаранттар, алабұта тұқымдасына жататын және т.б. өсімдіктер жатады. Сциофиттернемесекөлеңке сүйгіш өсімдіктер - жарық аз түсетін жерде өсетін өсімдіктер. Бұларға фитоценоздың төменгі ярусында өсетін саумалдық (Oxalis acetosella), құсықшөп (Asarum europaeum), жасыл мүктер, плаундар жатады. Жарықтың 0,1-0,2%-да тек мүктер мен селягинеллалар өседі. Плаундардың өсуі үшін күндізгі жарықтың 0,25-0,5% қажет. Ал гүлді өсімдіктер әдетте аспан бұлт кезде жарықтың мөлшері 0,5-1% кем болмайтын жерлерде өседі.Факультативті гелиофиттернемесекөлеңкеге төзімді өсімдіктер - жарықтың көп мөлшерінде де және аз мөлшерінде де өсе беретін өсімдіктердің үлкен тобы. Оларға жөке (Tilia cordata), мойыл (Podus racemosa), бүлдірген (Fragaria vesca) және шалғындықта, орман алаңқайларында өсетін көптеген өсімдіктер жатады.Жарық сүйгіш және көлеңке сүйгіш өсімдіктердің ерекшеліктерін салыстыра отырып олардың анатомиялық, морфологиялық және физиологиялық айырмашылықтары әртүрлі екенін көруге болады Жануарлар үшін күннің жарығы жасыл өсімдіктердегідей аса қажетті емес. Алайда жануарлар өмірінде жарықтың маңызы орасан зор. Осыған байланысты жануарларды фотофиллдер (жарық сүйгіш) және фотофобтар (көлеңке сүйгіш) деп ажыратады. Жарық жануарлар үшін кеңістікте бағдар алу, көру үшін қажет. Жарық арқылы жануарлар сыртқы әлем туралы ақпараттар алып отырады. Жануарларда көздің дамуы жүйке жүйесінің дамуымен қатар жүріп отырды. Күн энергиясының Жер бетіне түсуі жылдық маусымға және тәулік ұзақтығына байланысты. Организмдердің жарықтың тәуліктік ырғағына реакциясы, яғни, тәуліктің жарық (күн ұзақтығы) және қараңғы (түн ұзақтығы) мезгіліне ара қатынасы фотопериодизм(грекше photos - жарық, peridos - шеңберлі, айналым) деп аталады. Мысалы, жаз соңына қарай тәуліктің жарық мезгілінің қысқаруы өсу процесінің тежелуіне, қорлық заттардың жиналуына, тыныштық күйге ауысуына алып келеді. Қыс соңында, көктемде тәуліктің жарық мезгілінің ұзаруы өсімдіктердің гүлдеуін және дамудың басқа да кезеңдерін анықтайды. Қоңыржай және полярлық ендіктерде ұзақ күнді өсімдіктер (қара бидай, бидай, зығыр), субтропика жақта қысқа күнді өсімдіктер (темекі, хризантема, күріш, тары) кең таралған. Фотопериодизм жануарларда да байқалады: жұп құру, түлеу, қысқы ұйқыға кету, миграция күн ұзақтығына байланысты. Тіршіліктің ұйымдасу деңгейі. Тіршілік деңгейлері: молекулалық, жасушалық, ұлпалық, мүшелік, организмдік, популяциялық түрлік, биогеоценоздық және биосфералық деп бөлінеді. 1)Молекулалық деңгей. Бұл тіршілікке тән бастапқы ең қарапайым деңгей. Кез келген тірі организм құрылысының қарапайымдылығына немесе күрделілігіне қарамай, оның бәрі де біркелкі молекулалық қосылыстардан тұрады.Оған мысал ретінде, нуклеин қышқылдарын, нәруыздардың, көмірсулардың және т.б органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі молекулалар жиынтығын атауға болады. Оларды кейде макромолекулалар деп атайды. Молекулалық деңгейде тірі ағзалар денесінде зат алмасу, энергияның 1 түрден 2 түрге айналуы айқын байқалады. Молекулалық деңгей арқылы тұқым қуалайтын ақпараттар ұрпақтарға беріледі. Жеке органоидтар түзіледі. Процесстер үздіксіз жүріп отырады. 2)Жасушалық деңгей. 1Жер бетіндегі тірі организмдердің көпшілігінің құрылымдық және қызметтік бірлігі жасушадан тұрады. Жасушалық деңгейде оның құрамындағы жеке органоидтердің өзіне тән құрылысы болады және олар жасушада белгілі бір қызмет атқарады.Жасушадағы жеке органоидтердің атқаратын қызметі өзара бір бірімен тығыз байланысып жасушадағы біртұтас тіршілік процестерін жүзеге асырады. 1 жасушалы ағзаларда барлық тіршілік процесі 1 жасушада жүреді. 1 жасуша өз алдына жеке организм болып саналады. Көп жасушалы ағзалардағы 1 жасуша өз алдына жеке организм бола алмайды. Тек ағзаның қарапайым құрылымдық бірлігі қызметін атқарады. 3)Ұлпалық деңгей тек көп жасушалық организмдерге тәне қасиет. Жеке ұлпаларда өз алдына тұтас организм бола алмайды.Мысалы, өсімдік мүшелеріндегі ұлпалар түзуші, жабын, тірек, өткізгіш және бөліп шығарушы деп аталады. Жануар мен адам денесінде 4 түрлі ұлпа бар: эпителий, дәнекер, бұлшық ет, жүйке. Мүшелік деңгей. Көп жасушалы мүшелік деңгей көп жасушалы организмдерде шығу тегі, құрылысы және атқаратын қызметі біркелкі ұлпалар жиналып мүшелік деңгейді құрайды.Әрбір мүшенің құрамында бірнеше ұлпа кездеседі және бір ұлпа ғана басым болып келеді. Әрбір жеке мүшеде тұтас организм бола алмайды. Құрылысы мен атқаратын қызметі ұқсас бірнеше мүшелер бірігіп жеке мүшелер жүйесін құрайды.4)Ағзалық деңгей Денесі бір ғана жасушадан тұратын өсімдіктер мен жануарлар өз алдына жеке организм. Ал көп жасушалы организмдердің жеке бір дарасы жеке организм деп есептеледі. Жеке организм денесінде тірі организмдерге тән барлық тіршілік процестері: қоректену, тыныс алу, зат алмасу, тітіркену, көбею және т.б процестер жүреді. Әрбір жеке ағза өзінен кейін ұрпақ қалдырып отырады. Көпжасушалы ағзаларда жеке жасушалар, ұлпалар, мүшелер және жеке мүшелер жүйесі 1 тұтас ағза құрайды. Ағза тікелей табиғи сыртқы орта жағдайларымен байланысты тіршілік ете алады. 5)Популяциялық-түрлік деңгей. Өзіне тән табиғи орта жағдайында бір түрге жататын белгілі бір аймақта таралған даралардың жиынтығы популияцияны құрайды. Популияциялық деңгейде ғана алғаш рет қарапайым эволюциялық өзгерістер байқалады, бірте бірте жаңа түрдің пайда болуына септігін тигізеді.6)Биогеоценоздық деңгей- құрылымдық деңгейі әр түрлі бір табиғи орта жағдайында ғана тіршілік етуге ғана бейімделген көп түрлі организмдердің жиынтығы. Оны кейде табиғи бірлестік деп те атайды. Биогеоценоздың құрамында бейорганикалық және органикалық қосылыстар және тірі организмдер болады. 7)Биосфералық деңгей - жер ғаламшарындағы барлық тірі организмдер мен олардың тіршілік ететін жалпы табиғи орта жағдайларының жиынтығы.Биосфералық деңгейде бүкіл жер бетіндегі заттар мен энергияның айналымы биосферадағы барлық тірі организмдердің тікелей қатысуы арқылы жүріп отырады.
2.Жасушаның бөліну тәсілдері. Митоз, жыныссыз көбею негізі ретінде
Митоздың тұқым қуалаушылықтағы маңызы. Жасушалардың бөлінуі
Жасушалардың бөлінуі - барлық тірі ағзалар көбеюі мен дамуынын негізінде жатқат биологиялық процесс. Бөлінудің алдында хромосомада өзгерістер болады және ДНҚ редупликациясы жүреді. Бұл құбылыс прокариоттық және эукариоттық жасушаларға тән қасиет.
Жалпы жасушаның пайда болғанынан бастап келесі жасушаға бастама бергеніне немесе өлгеніне дейінгі кезеңді жасушалық цикл деп атайды. Әр жасушаның емір сүру ұзақтығы атқаратын қызметіне, қоршаған ортасына байланысты әртүрлі болады. Жасушалық цикл тыныштық кезеңі мен митоздық циклға бөлінеді.
Тыныштық кезеңінде(СО)
Митоздық цикл төрт кезеңнен тұрады:
1)Кариокинез - ядроның бөлінуі
2)Цитокинез - цитоплазманың бөлінуі
3)Интерфаза - бөлінуге дайындық кезеңі
4)Митоздық бөліну (М)
Интерфазаның өзі үш кезеңнен тұрады:
1.синтез алдындағы кезең (G1)
2.синтез (S)
3.синтезден кейінгі кезең(G2).
1.( G1). Бүл кезеңде жасушаның бөлінуіне қажетті әр түрлі заттар: нуклеотидтер, аминқышқылдар, ферменттер, АТФ молекуласы және т.б. заттар күшті қарқынмен жинақтадады.
2.( S). Бұл кезеңде ДНҚ молекуласы синтезделіп, олардың саны екі есе артады. Синтез кезеңінде ДНҚ-дан басқа РНҚ және нэруыз молекулалары көп мөлшерде синтезделеді. Хромосомалар екі еселеніп, әрқайсысы екі бөліктен түрады, оларды хроматидтер деп атайды.
3.( G2). Бұл кезеңде ДНҚ-ның мөлшері өзгермейді. Алайда РНҚ мен белоктың синтезделуі жалғаса береді. Энергия жинақталады, ол энергия митоз процесіне жұмсалады. Қорыта айтқанда, интерфазада митоз процесіне қажетті заттар синтезделеді, сондықтан интерфазаны дайындық кезеңі дейді. Сонымен интерфазада тұқым қуалаушылықпен тығыз байланыстымынадай процестер іске асады:
а)генетикалык материал өздігінен екіеселенеді
е)екі еселенуге байланысты жаңа пайдаболған ДНҚ молекуласы ескі ДНҚмолекуласының көшірмесіне айналады.
Жасуша бөлінуінің үш жолы бар:
1.амитозды немесе тікелей бөліну
2.митоз немесе күрделі бөліну (сомалықнемесе дене клеткалары)
3.мейоз немесе редукциялык бөліну(жыныстық жасушалары)
Амитоз.
Клетка бөлінуінің бүл типі кезінде хромосомаларда құрылымдық өзгерістер байқалмайды. Амитоз процесінде ахроматин жіпшелері пайда болмай-ақ ядро бірден екіге белінеді. Кейбір жағдайда бір ядродан бірнеше ядролар пайда болады. Амитоз арнайы және патологиялық ұлпаларда кездеседі. Мысалы картоптың крахмал түзетін клеткаларында, қарапайымдарда, регенерацияланып жатқан бұлшық ет клеткаларында және т.б. болады.
Митоз
Митоз - жаңа ұрпақ жасушплары арасында генетикалық материалдар тең мөлшерде бөлінетін жасушаның бөліну әдісі. Митоз нәтижесінде екі жаңа ұрпақ жасушаларында диплоидты хромосомалар жиынтығы болады.
І.Профаза кезінде интерфазада екі еселенген жіңішке жіпшелер пішініне келіп, бірте-бірте тығыздалып жуандайды да, хромосома пайда болады. Профазаның орта шенінде эрбір хромосома екі жіпшеден - хроматидтен тұрады. Екі еселенген хромосомаларының шоғырлануына байланысты ядролық жойылады. Цитоплазмадағы түйіршікті эндоплазмалық тордың ыдырауына байланысты нэруыз синтезі әлсірейді. Центриольдар екі еселеніп, полюстерге қарай тартыла бастайды. Соңынан екі полюстегі центриольдар аралығында жіңішке ұршық жіпшелері түзіледі.
2.Прометафаза. Бұл фазада ядро қабығы ериді. Осыған байланысты кариоплазма мен цитоплазма араласып кетеді де, екі еселенген хроматид (жас хромосомалар) ретсіз таралады. Осыдан кейін хромосомалардың клетка экваторына қарай қозғалу процесі басталады. Бұл метафаза басталғанының белгісі.
3.Метафаза. Метафазаның бас кезінде хромосома қабығы байқалады. Ол қабық-ша профазаның соңында ыдыраған ядролық заттарынан түзіледі деген ғылыми деректер бар, Хромосоманың қабығы прометафазада пайда болып, телофазаға дейін сақталады. Метафазаның ортасында хромосомалардың барлығы экваторға жинақталып, хромосомалардың әрқайсысы центромераларымен ахроматин жіпшелеріне жабысады. Осыдан кейін ахроматин жіпшесіне бекінген хроматидтер клетканың екі жақ полюсіне жылжиды (мұнда негізгі рөлді жіпшелер атқарады). Бұл процесс анафаза басталғанының белгісі.
4.Анафаза. Анафазада ахроматин жіпшелеріне бекінген хроматидтер бір-бірінен ажырап, жеке хромосомаларға айналады. Осыған байланысты хромосомалар клетканың екі жақ полюсіне тез жылжиды. Ахроматин жіпшелері қысқарады, осылардың барлығына АТФ энергиясы жұмсалады. Анафазаның соңында хромосомалар біртіндеп ұзарады және жіңішкереді. Бұл телофазаның бастамасы.
5.Телофаза. Телофазада профазаға қарама-қарсы процестер жүреді. Телофазаның басында хромосомалар полюстерге жетіп, олардың жылжуы тоқталады. Профазанын бас кезіндегі сияқты хромосомалар дұрыс пішінін жоғалтып, ұзын жіпшелерге айналады да, шумақталады. Ядро қабығы түзіліп. ядрошықтар қалпына келеді. Ядролықтың маңайында РНҚ жэне нәруыздардын мөлшері көбейеді. Ең соңында цитоплазма бөлініп, екі жас клетка пайда болады. Оны цитокинез деп атайды. Демек. хромосомалар екі жас клеткаға тен белінеді. Телофазаның соңында әр клетканың заттары толық қалыптасып, интерфаза сатысына көшеді.
Митоздың тұқым қуалаушылықтағы маңызы:
І.Митоздық бөліну - өсу процесінің маңызды кезеңі.
2.Аналық жасушадағы митоз барысында пайда болған генетикалық материал жас жасушаларға тең бөлінеді. Жас жасушалардағы генетикалық ақпарат аналық жасушадағы генетикалық ақпараттың көшірмесі болып табылады.
3.Бөлінгеннен кейінгі жас жасушалардағы хромосомалардың саны аналықжасушалардағы хромосомалар санына сәйкес келеді.
4.Егер митоз процесі зақымдалса, хромосомалар санында ауытқулар болады, яғни хромосома саны артады немесе кемиді. Ол клетканы үлкен өзгеріске ұшыратады. Мұндай жағдайда клетка тіршілігін жояды немесе мутацияланады.
Мейоз - хромосомалар жиынтығының екі есе азаюымен аяқталатын жасушанын бөліну процесі. Мейоз нәтижесіқде гаплоидты хромосомалар жиынтығы бар төрт жасуша пайда болады.
Мейоз процесі үздіксіз жүретін жүйелі екі кезеңнен тұрады. Бірінші кезең мейоздың бірінші бөлінуі (реакциялы бөліну), екінші кезең эквационды бөліну деп аталады. Мейоздың бірінші бөлінуінде хромосомалардың саны екі есе азаяды. Мейоздың екінші бөлінуі жыныс клеткаларының пайда болуымен аяқталады.
Редукциялы бөліну митоз сияқты төрт фазадан тұрады: профаза-І, метафаза-І, анафаза-І, телофаза-І. Редукциялы бөлінудің профазасы өте күрделі. Ол бірін-бірі толықтыра жүретін бірнеше сатыдан тұрады
3.Эволюциялық үрдістің басты бағыттары. Эволюция бағыттарының қатынасы.
Эволюция ілімі тіршіліктің тарихи дамуын, өзгеруін, өрлеуін және мұның себептерін, зандылықтарын және қозғаушы күштерін зерттейтін ғылым.
Эволюцияны микроэволюция және макроэволюция деп екіге бөледі. Микроэволюция дегеніміз жаңа түрлердің қалыптасуына әкелетін, популяциялық деңгейде жүріп жатқан эволюциялық үрдістер. Макроэволюция деп түрден жоғары таксондар деңгейінде жүріп жатқан эволюциялық үрдістерді айтамыз. Макроэволюция туыстар, тұқымдастар, отрядтар, кластар, типтердің түзілуімен нәтижеленеді.
Бейімделушілік - ағзаның нақтылы орта жағдайларына тіршілік етіп ұрпақ қалдыруын қамтамассыз ететін арнайы қасиеттерін пайда болуы. Әр бейімделушілік тұқым қуалайтын өзгергіштіктің негізінде тіршілік үшін күрес пен сұрыпталу барысында пайда болады.
Ағзалардың сыртқы орта жағдайына бейімделушілігі абсолютті емес, ейткені сырткы орта жағдайлары өзгеруі мүмкін. Ал бір жағдайда тиімді болған белгі, өзгерген жаңа сыртқы орта жағдайлары үшін тиімсіз болуы мүмкін. Мұған көптеген дәлелдер келтіруге болады. Мысалы, балықтар су ортамында тіршілік ету үшін тамаша бейімделген, бірақ бұл бейімделушіліктер басқа тіршілік орталарыда мүлдем керексіз.
Эволюциялық табыс негізінде екі ұғымды: биологиялық алға басу және биологиялық кері кету ұғымдарын бөліп керсету макұлданды.
Прогресс
Биологиялық алға басу (прогресс) - дарақтар санының, жүйеленген сан алуандықтың (едәуір усақ жүйеленген. топтар санының) артуы және аймақтың кеңеюі. Мөселен, мезозой кезеңінде сұмпайы кесірткелер (динозаврлар) үстем болды. Бұл олардың биологиялық алға басу кезі еді, яғни дарақтар көп болды, жүйеленген топтар (сан алуан ұшқыш, жыртқыш, теңізде тіршілік ететін және шөпқоректі динозаврлар) көп бөлды. Сөйтіп осы түрлер бүкіл ғаламшарды іс жүзінде жайлап алды.
Регресс
Биологиялық кері кету (регресс) - дарақтар саны мен олардың жуйеленген топтары санының кемуі және аймақтың тарылуы. Кері кету дегеніміз - алға басуға кері үдеріс, яғни эволюциялық сәтсіздік. Биологиялық кері кету кезінде санын қалпына келтіріп, алға басуға мүмкіндігі бар өкілдер жеткілікті мөлшерде сақталады.
Мәселен, тірі ағзалар тобы, әр түрлі уақыт аралығында биологиялық алға басу ретінде де, биологиялық кері кету ретінде де өмір сүре алады. Жорғалаушылар мезозой дәуірінде үстемдік етсе де, соңынан сүтқоректілерге, бунакденелілер мен құстарға орын берді. Алға басу үдерісінің жолдары да әр түрлі болады. Ағзалардың біреуі жоғары сатыға көтеріліп, бұрынғысынан күрделілене түседі. Сөйтіп құстар мен сүтқоректілер де биологиялық алға басуға жетті. Ал оған керісінше, езге ағзалар қарапайымдалып, бірсыпыра маңызды мүшелерін жоғалтты. Бұл түрлер паразиттік жолмен тіршілік ете бастағанда байкалады. Кейбір құрттар (эхинококк (жылауық), ішексорғы (аскарида) және т.б. және бунакденелілер (бітелер, көдімгі және төсек кандалалары) осындай жолдан өтті.
Адамзатқа органикалық өлемнің 5 - 6 миллион жылдардан кейін қандай болатыны, сондай-ақ ол сол қалпында сақталып қала ма, жоқ па - беймәлім.
Макроэволюция, оның бағыттары - Биологиялық эволюция үдерісінің өзі - ағзалардың биологиялық алға басуға ұмтылысы, яғни тірі қалуға, тарихи мерзімде сақталуға ұмтылу. Ал бұл үшін барынша көп мүмкіндігі бар таралу аймақтарын игеріп, өте көп мөлшерде ұрпақ беру керек. Негізгі эволюциялық бағыттар анықталып, сипатталды. Биологиялық алға басу жетістіктерінің негізгі жолдары туралы ілімді анықтап зерттеуде Академиктер Алексей Николаевич Северцов пен Иван Иванович Щмальгаузен эволюцияның биологиялық прогреске әкелетін 3 бағытын анықтады:
1. Ароморфоз (морфофизиологиялық прогресс немесе арогенез).
2. Идиоадаптация (аллогенез).
3. Дегенерация (катагенез).
1. Ароморфоз (грекше "аіrо" -- көтеру, "тоrрһа" -- пішіні), оны кейде арогенез деп те атайды. Бұл кезде организмдердің құрылысында күрделі өзгерістер байқалады. Арогенез кезінде -- даралардың құрылым деңгейі күрделеніп тіршілік етуге бейімділігі арта түседі. Мысалы, эволюция процесінің нәтижесінде 2 қабатты жануарлардан пайда болған жалпақ құрттарда үшінші мезодерма қабаты пайда болды. Оған буылтық құрттардағы қан айналым жүйесінің пайда болуы, хордалыларда ішкі қаңқаның жетілуі, омыртқалы жануарларда жүрек құрылысының және т.б. мүшелерінің күрделенуі жатады. Ароморфоз -- тұқым қуалайтын өзгергіштік пен табиғи сұрыпталудың негізінде қалыптасады. Жануарлардың белсенді қозғалысы, тыныс алу мүшелеріндегі күрделі өзгерістер (желбезек, өкпенің пайда болуы), балықтардан бастап құстар мен сүтқоректілерде жүрек құрылысының күрделенуімен қатар жеке веналық қан тамырлар мен артериялық қан тамырларға бөлінуі, т.б. Мұның бәрі де жануарлардың белсенді тіршілік етіп, сыртқы орта жағдайларына бейімделуін арттырады. Ароморфоз -- эволюция барысында ұзақ уакыт сақталып макроэволюцияда жаңа ірі жүйелік топтардың (тип, класс, отряд) пайда болуына әсерін тигізеді. Ароморфоз биологиялық прогреске жетудің негізгі жолы болып саналады. Өсімдіктердегі күрделі ароморфоздық өзгеріске -- спора арқылы көбеюден тұқыммен көбеюге көшуін (ауысуын), гүлдің, жемістің пайда болуын мысал ретінде атауға болады. Ароморфоздың эволюцияның ең негізгі жолына: бір жасушалылардан көп жасушалыларға; екі қабатты организмнен үш қабаттыға; төменгі сатыдағы хордалылардан жоғары сатыдағы хордалыларға дейін дамуын атауға болады.
2. Идиоадаптация (грекше "idios" -- ерекшелігі, латынша "adaptatio" -- бейімделушілік). Идиоадаптация (аллогенез) -- биологиялық құрылым деңгейін күрделендірмей өзгертпей тіршілік үшін күресте организмдердің өзіне пайдалы белгілі бір орта жағдайына бейімделушілігі. Әрбір түр белгілі бір ортада тіршілік ететіндіктен дәл осы ортаға тән пайдалы бейімделушілік калыптасады. Мұндай бейімделушілік кезінде организмдердің жалпы құрылыс деңгейлері күрделенбей-ақ прогрессивті дамуына мүмкіндік туады. Жануарлардың бүркеніш (жасырушы) реңі, өсімдіктердің тікенектері, безді түктері, скат пен камбала балықтарының су түбіне бейімделіп, жалпак пішіндінді болуы -- идиоадаптация (аллогенез) мысалдарына жатады .
Қорек аулау тәсіліне қарай құстардың аяқтарындағы саусақтарының өзгеріске ұшырауы, өткір саусақтары қорегін бүріп ұстауға, тоқылдақтың саусақтары ағаш діңінде еркін қозғалуға, құтанның ұзын сирағындағы саусақтары батпаққа батып кетпей, жеңіл қозғалып қорегін табуға бейімделген. Аллогенез кезінде тірі организмдер тіршілік ортасына әрқайсысы жекелей бейімделеді. Жануарлардағы нақты аллогенезге -- аяқтарының құрылысындағы ерекшеліктер (көртышқандар, тұяқтылар, ескекаяқтылар); құс тұмсықтарының түрлі пішінді болуы -- (жыртқыш құстарда -- имек тұмсық, балықшы құстарда -- өте ұзын түмсық, қайшыауыздарда самырсын тұқымдарын шағу үшін -- айқасқан тұмсық, т.б.); түрлі жәндіктердің, балықтардың бүркеніш реңдері, т.б. жатады. Өсімдіктердегі аллогенезге тозаңдануын, жемістері мен тұқымдарын таратуға бейімделуін атауға болады. Қандауырша мен омыртқалы жануарлардың арғы тегі ертедегі бассүйексіздер болған. Тарихи дамудың әсерінен қандауыршаның құрылым деңгейі күрделенбей, сұрыпталудың әсерінен теңіз түбіндегі құмда тіршілік етуге бейімделушілігі дамыған. Қорыта айтқанда, идиоадаптадиялық бейімделу арқылы микроэволюциялық процестер жүзеге асады.
3. Дегенерация (катагенез; грекше "kata" -- қарапайымдану, кері кету,) эволюциялық дамуында қарапайымдала түсу деген ұғымды білдіреді. Оны дегенерация немесе морфофизиологиялық регресс деп те атайды. Эволюциядағы қарапайымдану жалпы регресс және жеке регресс деп бөлінеді. Жалпы регресс -- организмнің барлық құрылымының қарапайымдануынан, ал жеке регресс жеке мүшелерін жоғалтуынан айқын байқалады. Бұл кезде организмдердің тіршілік ету ортасына пайдасыз мүшелері регреске ұшырап жойылады, оның орнына бейімделу ыңғайына қарай жаңа мүшелер пайда болады. Дегенерация (катагенез) кезінде организмдердің жалпы құрылым деңгейі қарапайымдала келе орта жағдайына бейімделеді. Катагенез (морфофизиологиялық регресс:) паразитті тіршілік етуге көшкен организмдерде, бір орынға бекініп тіршілік ететін жануарларда, жер астында және үңгірлерде тіршілік ететін жануарлардың жеке мүшелерінен айқын байқалады. Паразитті тіршілік етуге көшкен организмдердегі катагенез мысалдарына: паразитті тіршілік ететін жануарларда (жалпақ құрттарда) сезім, ас қорыту мүшелерінің жойылып, жүйке жүйесі құрылысының қарапайымдануын атауға болады. Жойылған мүшелерінің орнына өздеріне пайдалы, иесінің ішектеріне жабысып бекіну үшін ауыз айналасында сорғыштар мен бекінгіш өскіндер дамиды. Адамның асқазанында болатын сиыр таспақұрты 18 -- 20 жыл өмірінде 11 млрд-қа жуық жұмыртқа салады. Олардың жұмыртқаларын иесінің денесі қорғайтындықтан өте қарқынды көбейіп, кең таралуына мүмкіндік туады. Өсімдіктердегі катагенез -- олардың паразиттік тіршілік етуімен тығыз байланысты.
Мысалы, сұңғыла (заразиха) -- күнбағыс, қарасора, беденің тамырында болатын паразит өсімдік. Оның сабағы қоңырқай реңді, жапырақтары қабыршақтанған, хлорофильдері болмайды, сондықтан емізікшелері арқылы қорек заттарды дайын күйінде басқа өсімдіктерден сіңіреді.
Екінші паразит өсімдік -- арамсояу (повилика) басқа өсімдіктерге жіңішке қызғылт немесе сары түсті жіп тәрізді сабақтарымен шырмалып өседі. Оның тамыры, жапырақтары жойылған, тамырдың орнына өсімдіктің шырынын copy үшін жіңішке мөлдір сарғыш түсті сабағының әр жерінен емізікшелер пайда болған. Оралған өсімдіктің сабағына емізікшелерін қадап, өзіне қажетті қорегін сорып алады және оны жабысқан өсімдіктен ажырату өте киынға соғады
Билет №2
1.Биологияның зерттеу әдістері. Жасушаны зерттеу әдістері. Ауыл шаруашылығындағы, медицинадлағы цитологиялық зерттеулер маңызы.
Көптеген биологиялық ғылымдар өздеріне тән ерекшеліктері бар арнайы ілімдер. Әдеттегідей олар зерттелетін тірі организмдерге байланысты ботаника - өсімдіктер ғылымы, зоология - жануарлар ғылымы және микробиология - микроорганизмдер ғылымы болып жіктеледі.
Биология салалары одан әрі қарай организмдердің зерттелу ауқымдылығы мен зерттеу әдістеріне қарай бөлінеді.
биохимия - тіршіліктің химиялық негізі ілімі;
молекуляр биология - биологиялық молекулалар жүйелерінің бір-бірімен күрделі арақатынастарын зерттейді;
жасуша биологиясы - барлық жанды нәрселердің құрушы бөлігі - жасушаны зерттейді;
физиология - организмнің ұлпалары мен мүшелерінің химиялық және физикалық функциясын қарастырады;
экология - әртүрлі организмдердің қоршаған орталарымен байланысын саралайтын ілім.
зоология - Жануарлар әлемін зерттейтін ғылым.
орнитология - зоология ғылымының құстарды зерттейтін саласы.
Арахнология- зоология ғылымының өрмекшілерді зерттейтін саласы.
анатомия- тірі ағзалардың ішкі және сыртқы құрылыстарын зерттейтін биология ғылымы.
Бриология- мүктерді зерттейтін ботаника ғылымының саласы.
Цитололгияда негізгі қолданылатын әдістердің бірі-жарық микроскопы. Соңғы жылдары жасушаны зерттеуде жарық микроскоптарының бірнеше түрлерін қолданылып жүр (люминесценттік, фазасы қарама-қарсы, электронды микроскоптарды). Жарық микроскоптарының көмегімен ұлпадан алынған және әр түрлі бояулармен боялған жұқа кесінділерді (препарат) зерттеуге болады. Ол үшін кесіндінің қалыңдығы 5 -- 7 микроннан (мк) аспау керек, сонда ғана жарық кесінділер арқылы өте алады. Жарық микроскоптары арқылы тексеретін ұлпалардан кесінділер дайындау (препарат) өте күрделі жұмыс. Цитологиялық препараттар жасау бірнеше кезеңдерге бөлінеді: материал алу және оны бекіту, ұлпаларды тығыздау, парафинге күю, кесінділер жасау, бояу, бальзамға бекіту.
Микроскоптың көру қабілеттілігі қолданылып отырған жарық ағымына байланысты және жарық ағынының 13 бөлігіне тең болады. Жарық толқынының ұзындыры неғұрлым қысқа болса, микроскоптың көру қабілеттілігі соғұрлым артады. Егер жарық толқынының ұзындығы 0,6 миллимикрон (мкм) болса, микроскоптың көру қабілеттілігі -- 0,2 мкм -- 13 ХО, 6 мкм -- 0,2 мкм. Люминесцент микроскопы ультракүлгін жарық толқынымен жұмыс істейді, толқын ұзындығы -- 0,27 -- 0,4 мкм. Осындай толқын препаратқа түскенде ол сәулені сіңіре отырып, өзінен жарық шығарады, бұл құбылыс флуоресценция деп аталады. Шыққан жарық толқыны сінген жарық толқынына қарағанда әрдайым ұзын болады. Кейбір заттар түскен жарық толқынының жартысын сіңіріп, өзінен жасыл, сары, қызыл спектрді шығарады. Флуоресценция деп заттарды ультракүлгін жарығымен шағырылыстырылғанда өзінен жарық бөлуін айтады. Оларға пигменттер, витаминдер, майлар жатады. Кейбір заттарды флюрохром бояуларымен бояу арқылы флуоресценцияны көруге болады. Мысалы, ДНК-ны акридин қызыл сары бояуымен боялғанда жасушадағы дизоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) ашық жасыл сәуле береді, ал рибонуклеин қышқылы (РНҚ) ашық қызғылт сәуле береді.
Бекітілгеннен кейін мүшелер бөліктерін концентрациясы жоғарлайтын спирттерде ығыстырып, спиртті ксилолға, одан кейін ксилолды парафинге салады. Осылайша, фиксацияланған ұлпа ауада қатып қалған тығыз парафинге айналады және оны кесуге болады. Қалыңдығы 5- мкм-дей кесіндіні арнайы құрал микротом арқылы дайындайды. Мұндай кесінділер заттық шыныға бекітіліп, парафин ксилолда ерітіліп,құрамындағы су спиртпен ығыстырылады. Содан кейін кесінділерді суда еритін бояулармен бояуға болады. Тұрақты препараттар дайындау үшін боялған кесінділерді әйнек арқылы канадалық бальзаммен жабады, бұндай препараттарды ұзақ уақытқа дейін сақтауға болады. Бекітілген ұлпалар мен жасушаларды бояу үшін, әртүрлі табиғи және синтетикалық бояулар пайдаланады. Табиғи бояулармен (гемотоксилин, кармин т.б.) кешенді қосылыстар түзетін әртүрлі металдардың қышқылдары қолданады.
Синтетикалық бояуларды қышқылды және негізгі деп бөледі. Негізгі бояуларда сілтілік қасиетін анықтайтын, құрамында амин топтары болатын тұздар негіздері болады. Мұндай бояулар жасуша құрылымында қышқылдық топтармен тұзды байланыстар құрайды. Қышқылдық бояулар құрамында гидроксильді топтар немесе SO2OH топтарынан құралады. Негізгі (сілтілік) қасиетті жасуша құрылымы қышқылдық бояулармен байланысын ацидо- немесе оксифильді деп атайды.
Клетка бөліктерін әр түрлі түске бір мезетте бояйтын түрлі бояулар коспалары қолданылады. Осындай бояуларды пайдалана отырып, тек жасушаның морфологиялық айқын суреттемесіне қоса оның химиялық кұрлымы жайлы мағлұматтар алуға болады.
Ерекше химиялық заттарды анықтайтын бояуларға гистохимиялық және цитохимиялық бояулар жатады. Цитохимиялық талдау әдістері өте көп. Цитохимиялық реакцияға мысал ретінде ДНҚ-ға қолданатын кең таралған Фельген реакциясын айтуға болады. Маңыздылығы, тек ДНҚ-да спецификалық қышқылдық гидролизден кейін, дезоксирибоза пуриндердің ұсақталуынан альдегидті топтар пайда болады. Бұл топтар арнайы индикатормен, Шифф реактиымен қызыл түс береді. Бұл бояу арқылы ДНҚ-ны, оның санын анықтайды. Жеке амин қышқылдарымен (тирозин, триптофан, аргенин т.б.) реакциялар арқылы белоктардың таралуын анықтауға болады. Липидтер мен майлар жасушаларда жақсы еритін арнайы бояуларды айқындайды.
Цитохимиялық реакциялар арқылы ферменттерді анықтауға болады. Бұл реакцияның жалпы принципі - микроскоп арқылы белокты ферменттердің өздері емес, өнімдердің белсенділіктерін анықтайтын таралу аймақтары көрінеді.
Қазіргі кезде цитологияның зерттеу тәсілдері мен әдістері әр алуан. Цитологиялық әдістерді оптикалық, цитофизикалық, ультрақұрылымды зерттеу, цитохимиялық, гистохимиялық және т.б. әдістерге топтастыруға болады. Клетка органоидтарының құрылысы, ультрақұрылымы мен функциясы жарық және электронды, қараңғы өрісті, фазалы-контрасты, поляризациялы, люминесцентті микроскопия және тағы басқа әдістер арқылы зерттеледі.
Жарық және электронды, қараңғы өрісті, фазалы-контрасты, поляризациялы, люминесцентті микроскопия әдістері фиксацияланған клеткалардың құрылысы мен ультрақұрылымын зерттеуге қолданылатын болса, дифференциалды центрифугалаудың көмегімен алынған жеке органоидтар цитохимиялық, биохимиялық, биофизикалық және т.б. әдістермен зерттеледі.
Цитологияда негізгі қолданылатын әдістердің бірі - жарық микроскопы тәсілі. Жарық микроскопия әдістерінде объект арқылы жарық шоғы өтіп, объектив линзалар жүйесіне түсіп, алғашқы сурет пайда болады да, окуляр линзаларының көмегімен ұлғаяды.
Оптикалық жүйе ретінде микроскоптың басты сипаты - шешушілік қасиеті, яғни бір-біріне жақын орналасқан екі объектіні жеке-жеке көрсету. Микроскоптың шешуші қабілеті жарық толқынның ұзындығымен есептеледі: толқынның ұзындығы неғұрлым қысқа болса, соғұрлым шешуші қабілеті жоғары. Жарық микроскопта көбінесе спектрдің көру облысындағы жарық көзі (400-700 нм) қолданылады, сондықтан бұл жағдайда микроскоптың максимальді шешуші қабілеті 200-350 нм-ден жоғарыламайды (0,2-0,35 мкм). Яғни жарық микроскопының шешуші қабілетінің соңғы деңгейі жарықты көру аймағын пайдаланғанда 0,2-0,3 мкм тең.
Қараңғы өрісті микроскопия. Қараңғы өрісте препараттарды арнайы конденсордың көмегімен қарастырады. Қараңғы өрісте бақылау кезінде объектіге жарық шоғының сәулелері түспейді, оның орнына шоқтың шеттік сәулелері қолданыс табады. Шеттік сәулелер объективке түспейді, сондықтан микроскоптың көру аумағы қараңғы болады да, шашыраңқы жарықпен көрінген объект ашық түсті болып көрінеді. Клетка препараттарында түрлі оптикалық тығыздықтағы құрылымдар болады. Жалпы қараңғы өрісте бұл құрылымдар түрлі жарықтандырулардың көмегімен анық көрінеді. Жарықтандыру кезінде жасушада жарық сәулелеріндегі шаңдарға ұқсас (Тиндаль эффектісі), өте ұсақ, кішкентай бөлшектер (0,2 мкм-нен кем) жарқырайды, шағылысқан жарық сәулесі микроскоп объективіне түседі.
Бұл әдіс тірі клеткаларды зерттеуде жиі қолданылады.
Фазалы-контрасты (фазасы қарама-қарсы) микроскопия әдісі. Клетканың кейбір бөліктері жұқа болғанымен, бір-бірінен тығыздықтары мен жарықсындырғыштықтарымен ерекшеленеді, клеткалардың осындай қасиетіне фазасы қарама-қарсы микроскопия әдісі негізделген. Фазалы-контрастық микроскоптың объективіне арнайы пластинка қондырылған, сол пластинка арқылы жарық сәулесі тербеліс фазасының қосымша жылжуын сезеді. Суретті қалыптастыру кезінде бір фазада немесе қарама-қарсы фазада болатын, бірақ әр түрлі амплитудалы сәулелер өзара қарым-қатынасқа түседі, соның салдарынан объектінің ашық қою түсті контрасты суреті пайда болады. Фазалы контрасты микроскоптың ерекшелілігі - тірі клеткаларды, боялмаған объектілерді зерттеуге мүмкіндік береді.
Интерференциялы микроскопия әдісі жарықтың екі полярланған сәулелерінің бірі объект арқылы, енді біреуі объектінің қасынан өтуіне негізделген. Бұл жағдайда бірінші сәуленің фазасының кешігуі туындайды. Осы сәулелердің қабаттасуы (интерференциясы) суреттің пайда болуын туғызады. Егер екі полярланған сәулелердің екі толқынының аралығындағы арақашықтық толқын ұзындығының толық санына тең болса, сурет ақшыл өрісте қара түсті дақ ретінде көрінеді, ал егер де екі толқын арасындағы арақашықтық жартылай толқындардың тақ санына тең болса, сурет қараңғы өрісте ақшыл дақ ретінде суреттеледі.
Интерференциялы микроскопта сәулені екі перпендикуляр жазықтықта поляризациялау конденсордың фокальды жазықтығында орналасқан поляризатор мен кварцтан жасалған Волластон призмасының көмегімен жүреді. Волластонның екінші призмасы осы екі сәулені объективтің артқы фокальды жазықтығында жинақтайды.
Интерференциялы микроскоп көмегімен тірі объектілерді бақылауға болады, сондай-ақ клетка құрылымдарының құрғақ салмағы, клеткадағы құрғақ затпен судың концентрациясы, құрылымдардың қалыңдығы туралы мәліметтер алуға болады. Мұндай мәліметтер алу үшін микроскоптың тубусының жоғарғы жағында орналасқан компенсатор қолданылады.
Рентген сәулелерін сіңіру тәсілі. Әр түрлі заттар толқындардың белгілі бір ұзындықтарында рентген сәулелерін әр қалай сіңіреді, міне осы қасиетке рентген сәулелерін сіңіру әдісі негізделген. Спектрорентгенограмма көптеген заттар үшін белгілі. Рентген сәулелерін ұлпадан жасалған препарат арқылы өткізе отырып, сіңіру спектрі көмегімен оның химиялық құрамын анықтауға болады. Осы әдістің көмегімен микрофотографиялардан клеткадағы құрғақ заттардың құрамы анықталады. Фотосуретке түсіретін құрылымда заттың концентрациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым эмульсия аз жарқырайды. Сіңірілуші заттың концентрациясы сол заты бар құрылымның суретінің қараюымен анықталады. Оптикалық тығыздық формуланың көмегімен есептелінеді.
Флуоресценциялық микроскопия. Тірі клеткаларды зерттеуге флуоресценциялы бояғыш заттар және флуоресценциялық микроскопия әдісі кеңінен қолданылады. Бұл әдістің негізінде кейбір заттардың ультракүлгін сәулелерінде флуоресценциялану қасиеті жатыр. Мұндай флуоресценцияны ұлпадан шығаруға болады, ол үшін ұлпа арқылы ультракүлгін сәулелерінің шоғын өткізу керек. Бұл мақсатта конденсорда жалпы жарық шоғынан көк және ультракүлгін сәулелерді бөлетін жарық фильтрі орналасқан арнайы ультракүлгінді микроскоп қолданылады. Бақылаушының көзінің алдында орналасқан басқа жарық фильтрі препарат шығаратын флуоресценция сәулелерін өткізе отырып, көк және ультракүлгін сәулелерді сіңіреді. Жарық көзі ретінде күшті ультракүлгін сәулесін бөлетін сынап шамдары және қыздыру шамдары қолданылады.
Жарық энергиясын сіңіру кезінде бірқатар заттарға жарқырау (флуоресценттік, люминесценттік) қасиеті тән. Флуоресценция спектрі флуоресценцияны қоздыратын сәулелерге қатысты үлкен толқындар жағына қарай ығысады. Бұл принцип қысқа толқындардың аймағында флуоресценциялаушы объектілері анықталып, қарауды қамтамасыз етеді. Мұндай микроскоптардың көкшіл-күлгін аймағында жарық беретін фильтрлер пайдаланылады.
Цитологиялық зерттеулерде ультракүлгін люминесцентті микроскоптар да пайдаланылады. Бұл әдісте тірі клеткаларға флуоресценттеуші заттарды енгізеді. Ол заттар клетканың белгілі бір құрылымдарымен байланысқа түсіп, олардың қайта люминесценциялануын туғызады.
Ультракүлгін микроскоптарында жеке флуоресценциялы объектілерді бақылауға болады.
Радиоавтография әдісі клеткадағы зат алмасу үрдісін зерттеуде қолданылады. Ол үшін фосфор, көміртегі, сутегі радиоактивті элементтер немесе олардың қосындылары пайдаланылады. Зерттеліп отырған ортаға немесе ағзаға метоболизм үрдісі кезінде, жасушалармен сіңірілетін радиоактивті изотоп енгізіледі. Изотоптардың радиоактивті сәулеленуі салдарынан олардың орныққан жерін анықтауға болады. Бұл әдісті қолдану кезінде клеткалардың жұқа кесінділерін үлбірге салады. Радиоактивті изотоптар бар жерлерде үлбір қараяды.
Изотопты енгізгеннен кейін біраз уақыт өткеннен соң, яғни метоболизмнің белгілі бір кезеңдері өткеннен кейін препарат даярланады. Заттардың таралуы нақты анықталады. Заттардың тек қана клеткада емес, сондай-ақ клетка мембраналарына орналасуларын анықтауда бұл әдістің мәні зор.
Поляризациялық микроскоптың көмегімен изотропты объектілерді (бөліну ұршығының талшықтарын, микрофибрилдерді және т.б.) зерттейді.
Мұндай микроскоптың конденсорының алдында поляризатор орналастырылады, ол белгілі полярлану жылдамдығы бар жарық толқындарын өткізеді. Препарат пен объективтен кейін полярланудың сол жазықтығымен жарық өткізе алатын анализатор орналастырылады. Қиысқан призмалар ортасында сәулені екі есе сындыратын объекті орналасқаннан кейін, объект қараңғы аумақта жарқырап көрінеді. Поляризаторлық микроскоп көмегімен өсімдік клеткасының қабықшасында мицеллийлердің орналасуын қарастыруға болады.
Рентген сәулелерін дифракциялау әдісі. Рентген сәулелері кристалдар арқылы өткен кезде дифракцияға ұшырайды. Олардың осы қасиеті рентген сәулелерін дифракциялау әдісінің негізін қалайды. Егер кристалдардың орнына биологиялық объектілер, мысалы, сіңір, целлюлоза немесе тағы басқа объектілерді қолданған кезде, олар тура сондай дифракцияға ұшырайды. Бұл жағдайда экранда немесе фотоүлбірде дақтар мен жолақтардан түзілген сақиналар қатары пайда болады.
Дифракция бұрышы объектідегі молекулалар мен атомдар топтарының арақашықтығымен анықталады. Құрылымдық бірліктер арасындағы қашықтық неғұрлым алшақ болса, дифракция бұрышы соғұрлым аз болады, немесе, керісінше, зерттеліп отырған заттың атомдары мен молекулаларының арасындағы арақашықтық аз болса, дифракция бұрышы үлкен болады. Ал экранда бұл қара түсті зоналар мен орталықтар арақашықтықтарына сәйкес келеді.
Бұл әдістің атомдар мен молекулалардың топтарының кеңістікте таралуын анықтауда және заттың ішкі құрылымы туралы мәлімет алуда мәні зор.
Электронды микроскопия әдісі. Электронды микроскоптың құрылысы жарық микроскоп тәрізді, бірақ жарық шоғының ролін электронды шоқ атқарады, бұл шоқ линзалармен емес, электромагниттермен фокусталады. Дегенмен, электрондар шоғы үшін толқындар ұзындығы, көзге көрінетін жарық толқындар ұзындығына қарағанда неғұрлым қысқа, осы қасиеті электронды микроскоптың шешуші қабілеттілігін арттырады. Қазіргі электронды микроскоптардың шешуші қабілеті - 0,2-1 нм.
Электронды микроскоптың астында тірі емес объектілер, яғни препараттар қарастырылады. Объектілер тірі ағзалардың өлуін тудыратын вакуумға салынады. Вакуумда электрондар шашырамай объектіге бірден түседі.
Электронды микроскоптан қарастырылатын объектілердің жұқалығы 400-500 Å-нен қалың болмауы тиіс. Сондықтан жұқа препараттарды даярлау үшін ультрамикротом қолданылады.
Вирустар, фагтер, нуклеин қышқылдары, жұқа мембраналар сияқты биологиялық объектілердің электрондарды шашырататын қасиеттері бар. Олардың контрастылығын ауыр металдармен - алтын, платина, хроммен шаңдату арқылы күшейтеді.
Контрастылықты (қарама-қарсылықты) осмий немесе вольфрам қышқылдарының және ауыр металдардың кейбір тұздарымен күшейтеді, олар препараттың кейбір жеке бөліктерімен қосылыстар түзе алады. Аталған заттар препаратқа фиксациялау немесе бояу кезінде енгізіледі.
Аталмыш әдіс құрылымдарды субмикроскопия (макромолекулалар) деңгейінде зерттеуді қамтамасыз етеді.
Трансмиссионды электронды микроскопта электрондар жарық микроскопындағы объект арқылы өтетін жарық секілді өтеді. Нәтижесінде, электрондар шоғы фотография тақтасында ... 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