Біологія людини. Основні постулати біологічної науки

1. НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ І СПОРТУ УКРАЇНИ. БІОЛОГІЯ ЛЮДИНИ. СОНОВНІ ПОСТУЛАТИ БІОЛОГІЧНОЇ НАУКИ.

Доцент кафедри медико-біологічних дисциплін Бєлікова
Марія Вікторівна

2. Біологія -

Біологія • це наука про закономірності існування живих організмів у їх
взаємозв’язку між собою і зовнішнім середовищем. Біологія є
найбільш стародавньою наукою, тому що вивчення власного
організму і об’єктів живої природи було найбільш доступним
для людини із давніх часів. Люди мали знайомитись з
рослинами і тваринами для власної безпеки та задля
забезпечення їжею.

3. ГАЛУЗІ БІОЛОГІЇ

• Анатомія людини змогла стати самостійною
наукою з початку застосування секції трупів
задля дослідження структури тіла людини,
яка біла здоровою за життя або мала хвороби
чи травми.
• Спостереження за функціями окремих органів,
а згодом і використання експериментів
призвели до формування фізіології людини.
Моделювання фізіологічних функцій, яке стало
третім методом дослідження, застосовували
лікарі задовго до визначення фізіології людини
як науки.

4. ІНШІ ГАЛУЗІ БІОЛОГІЇ

• Вивчення лікарських рослин і
рослин, які могли бути
корисними у господарстві
призвело до виникнення
ботаніки. Дослідження тварин
дозволило створити зоологію.
• Винахід мікроскопа і відкриття
клітинної структури всіх живих
організмів почав вивчення
структури клітин і особливостей
окремих тканин, цитології і
гістології.

5. МЕТОДИ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЬ

• Спостереження надає дослідникам велику кількість
інформації. Біологи спостерігають за живими організмами, їх
впливах один на одного і змінами в життєдіяльності живих
об’єктів під впливом на них різних умов безпосередньо, а
також за допомогою спеціальних приладів. Інструментальне
спостереження дозволяє зареєструвати та зафіксувати
показники життєдіяльності організмів для подальшої роботи з
цими показниками.
• Експеримент в біології може бути гострим та хронічним.
• Моделювання та математична обробка інформації допомагає
прогнозувати та встановлювати закономірності.

6. Основні постулати біологічної науки. Живі організми підпорядковуються законам фізики і хімії

• і можуть бути поясненими за
допомогою їх законів. До початку ХХ
сторіччя вчені були впевнені у
особливості живої природи і
глибоких відмінностях живих
організмів від не живих. Властивості
живих клітин і організмів, які
здавались дуже складними і
загадковими стають цілком
зрозумілими у світі фізичних і
хімічних законів. Багато які складні
процеси, які характерні живим
системам, вдалось відтворити у
пробірці.

7. Основні постулати біологічної науки. Все живі організми мають клітинну структуру.

• Роберт Гук, розглядаючи клітини цибульної шкірки
був впевнений у головний роль клітинної стінки у
структурі рослин.
• Через 200 років було встановлено, що головна роль в
життєдіяльності організму належить не стінкам
клітин, а їх внутрішньому вмісту.
• Засновниками клітинної теорії вважають ботаніка
Матіасса Шлейдена, зоолога Теодора Шванна у 1838
році, Дютроше стверджував у 1824 році, що всі живі
тіла складаються з дрібних шароподібних клітин, які
пов’язані одна з одною тільки силами адгезії.
• Ламарк в 1809 році писав: «тіло є живим тільки якщо
його складові частини утворені клітинами.»
• Ядро клітини було вперше описано Робертом
Броуном. Так, Шлейден і Шванн, які не були
першими, хто описав клітинну структуру організмів,
вперше сформулювали клітинну теорію ясно і
переконливо.

8. Основні постулати біологічної науки. Біогенез – все живе походить від живого.

• Положення про біогенез було
чітко і ясно сформульовано
Рудольфом Вірховим.
Уявлення про те, що живі
організми, навіть такі великі,
як хробаки, миші і щури
можуть зароджуватись
самовільно із неорганічної
речовини існувало до кінця
ХVІІ сторіччя.

9. Основні постулати біологічної науки. Живі клітини є перетворювачами енергії.

• Кожна клітина має складну та ефективну систему
механізмів для перетворення енергії. Першім
перетворювачем енергії стають зелені рослини. Вони
перетворюють сонячну енергію на енергію хімічних
зв’язків у крупних органічних молекулах, наприклад,
глюкозі і крохмалю. Цей етап називається
фотосинтезом, коли органічні речовини утворюються
із вуглекислого газу і води.
• Другий етап перетворення енергії на Землі
відбувається при диханні в рослинних і тваринних
клітинах. Накопичені на першому етапі вуглеводи
вступають в реакцію з киснем за допомогою
дихальних ферментів. Результатом реакції стає
утворення вільного тепла і накопичення молекул
аденозинтрифосфата.
• Третій етап полягає в том, що енергія молекул АТФ
розтрачується на різні види діяльності, наприклад,
м’язової роботи, синтезу гормонів, нейромедіаторів,
ферментів. При розщепленні молекули АТФ і
використанні енергії відбувається зворотне
перетворення енергії у вільне тепло.

10. Основні постулати біологічної науки. ОРГАНІЧНИЙ МИР ЕВОЛЮЦІОНУЄ

• Всі види рослин і тварин не створені заново, а
походять від таких, які жили раніше і були
простішими за структурою і способом
життєдіяльності.
• Думки про еволюцію містились в роботах
стародавніх філософоа, от Фалеса до
Арістотеля.
• Після публікації у 1859 році Чарльзом
Дарвіном книги «Походження видів шляхом
природного відбору» теорія еволюції
залучила до себе загальну увагу. Центральне
місце у теорії Дарвіна займає концепція
боротьбі за існування і виживання найбільше
пристосованих організмів, які можуть
передавати біологічно вигідні риси своєму
потомству.

11. Основні постулати біологічної науки. РИСИ ВСІХ ЖИВИХ ІСТОТ УСПАДКОВУЮТЬСЯ.

• Август Вейсман в 1887 році сформулював
теорію безперервності зародкової плазми. Він
припускав походження статевих клітин
людини із статевих клітин її батьків. Наявність
хромосом у клітинах біла не відома, але
Вейсман зрозумів наявність зв’язку між
біологічним матеріалом наданим організму
людини від організмів її батьків і матеріалом
для будови нового організму.
• Теорія Вейсмана не не передбачала
спадкування придбаних ознак. Узагальнення,
які відносяться до спадкування ознак, були
сформульовані Менделем у 1865 році.

12. Основні постулати біологічної науки. РИСИ ВСІХ ЖИВИХ ІСТОТ УСПАДКОВУЮТЬСЯ.

• Узагальнення, які відносяться до спадкування
ознак, були сформульовані Менделем у 1865 році.
Вони дозволяють передбачити, якими ознаками
будуть наділені кожен із нащадків.
• - перший закон Менделя – закон розщеплення – всі
одиниці спадковості, гени, надані людині парами,
при утворенні статевих клітин, гамет, пари генів
розходяться і кожен нащадок отримує тільки один із
них;
• - другий закон Менделя – закон незалежного
розподілення – кожна пара генів розщеплюється не
залежно від інших і надається нащадкам без зв’язку
з іншими генами і ознаками.
• Пізніше, коли були відкриті і описані хромосоми і
накопичені наукові факти Сеттон і Морган у 1911
році сформулювали сучасну концепцію про лінійне
розташування генів у хромосомах.

13. Основні постулати біологічної науки. Процеси метаболізму проходять за участю ферментів.

• Дослідники Лавуаз’є і Лаплас обрунтували
сучасне уявлення про обмін речовин, коли
визначили, що процес дихання є однією із форм
горіння в 1780 році.
• Пізніше у 1815 році Кіргхов вилучив ферменти із
зерен пшениці.
• В результаті багаторічної праці Лібеха, Пастера,
Бухнера була сформульована і удосконалена
концепція про загальну розповсюдженість
ферментів та залежність обміну речовин від їх
активності.
• Наявність і ступень активністі ферментів
підпорядковується геному клітини і регулюється
гуморальними чинниками.
• Вітаміни входять до структури ферментів і
стають таким чином попередниками
коферментів.

14. Основні постулати біологічної науки. Гормони регулюють функції клітин.

• Термін гормон був
впроваджений у 1905 році
фізіологом Є.Старлінгом.
Вперше здобутим у чистому
вигляді гормоном став
тестостерон у 1935 році.
Гормони виконують хімічну
регуляцію і координацію,
доповнюючи дію нервової
системи.

15. Функціональна морфологія клітини.

• В наш час живим організмом називають
біологічний об’єкт, який складається з клітин.
Всі клітини мають органели, які
забезпечують життєдіяльність самої клітини:
мітохондрії, гладку і гранулярну
ендоплазматичну сітки, комплекс Гольджи,
лізосоми і ценртіолі. Живі клітини здатні
рости, відновлювати втрачені або ушкоджені
ділянки, здійснювати реакції обміну
речовин, відповідати на дію подразника.
• Ядро відділено від цитоплазми мембраною
– ядерна мембрана складається з двох шарів
фосфоліпідів. Вмістом ядра є каріоплазма –
хромосомний матеріал, який організується і
стає видимим в електронному мікроскопі під
час мітозу. Для організму людини характерна
наявність 23 пар хромосом. Для
повноцінного розмноження шляхом мітоза
клітини необхідно ядерце, яке знаходиться у
ядрі.

16. РОЛЬ ОКРЕМИХ ОРГАНЕЛЛ КЛІТИНИ

• Мітохондрії накопичуються у тих ділянках цитоплазми, в
яких найбільш важливе мати велику кількість енергії. На
внутрішній мембрані мітохондрій адсорбовані
ферменти дихальних ланцюгів. Універсальним
сигнальним агентом для активації мітохондрій є іони
кальцію. Мітохондрії отримують дихальні субстрати і
кисень із цитоплазми. В результаті внутрішнього
переноса електронів у дихальних ланцюгах
виробляється енергія, значна частина якої зберігається у
вигляді АТФ. Частина енергії стає вільним теплом при
роз’єднані окислення і фосфорилювання.
• Рибосоми є органелами для синтезу білку у клітині.
Ендоплазматична сітка утворює складну систему
канальців і цистерн, які розділяють цитоплазму клітини
на відокремлені відсіки і допомогає транспортувати
речовини до ядра.
• Лізосоми є органелами, які містять у собі ферменти і
можуть впливати на процеси в клітині, розщеплюючи
окремі структури.

17. Обмін матерією енергією і інформацією між клітиною і навколишнім середовищем.

• Біологічні об’єкти взаємодіють між собою і з
зовнішнім середовищем. Кожен живий
організм залишається окремою відкритою
термодинамічною системою і здатен
обмінюватись з оточуючим середовищем
речовинами, енергією та інформацією.
• Кожна клітина оточена цитоплазматичною
мембраною. Мембрани клітин мають численні
білкові канали, специфічні для проникнення
тої чи іншої речовини. Інтегральні білки
клітинної мембрани, які пронизують всі
товщину мембрани можуть переміщуватись в
структурі мембрани і утворювати пори. Так під
дією антидіуретичного гормону виникають
пори для води і вода може поступати до
кровоносних судин із дистальних канальців
нирки.

18. Біологічні взаємовідносини.

• Розвиток в еволюційному процесі проходив у
різних напрямках. Основними причинами
еволюціонування ставали потреби, одинакові
для різноманітних біологічних об’єктів. До
таких потреб у першу чергу відносяться
здобування їжі, як джерело енергії,
займаємий простір, умови для виживання і
розмноження. В результаті виникли
різноманітні форми живих організмів, які
пристосовані до різних умов існування.
• Організми пов’язані один з одним не тільки
родинними зв’язками, але і екологічно. Кожен
організм може надавати їжу другому або
надавати притулок,а також може виділяти
токсичні речовини, або конкурувати із ним за
їжу і життєвий простір.

19. Екологічні системи

• Для виникнення екосистеми потрібна наявність
організмів із різним типом харчування.
Автотрофні організми здатні виробляти всі
необхідні речовини із двоокису вуглецю, води,
неорганічних речовин і джерела енергії.
Розрізняють фото- синтезуючих і хемосинтезуючих автотрофів. Гетеротрофні
організми, до яких належить організм людини,
живуть за рахунок інших організмів,
автотрофних і гетеротрофних.
• Місцезнаходження організму в природі
визначає частину екосистеми, до якої він
залучений. Екологічна ніша характеризує
положення цього організму в співтоваристві.
Для визначення екологічної ніші треба
враховувати спосіб харчування, організми, для
яких він може бути їжею, його здатність до
самостійного руху, його вплив на інші
організми та неживі елементи зовнішнього
середовища.

20. Концепція екосистеми.

• ЕКОЛОГІЧНИ СИСТЕМИ є
основними структурними
одиницями, які складають
біосферу. Під назвою системи
розуміють упорядковано
розташовані та взаємодіючи і
взаємозалежні компоненти,
що функціонують як єдине
ціле.

21. Взаємовідносини між видами

• Організми, які співіснують на одній
території залучаються до різних типів
співвідношень. Так, взаємовідношення,
при яких один організм не може існувати
без іншого, якому приносить збиток,
називають паразитизмом (сопрофітізм,
якщо не нанисить шкоди). Паразитарний
організм існує на поверхні або в середині
тіла іншого.
• Симбіозом, або прокооперацієй
називають співвідношення при яких
обидва організми мають користь від
співіснування.

22. Взаємовідносини між видами

• Мікрофлора людини є результатом взаємного
пристосування мікроорганізмів та макроорганізму
в процесі еволюції. Більша частина
мікроорганізмів людини пристосувалось до життя
у певних його відділах. Крім того є
мікроорганізми, що становлять непостіну,
випадкову мікрофлору.
• Важливою особливістю нормальної мікрофлори є
її індивідуальність й анатомічна стабільність.
• Із розвитком вірусології і вдосконаленням
вірусологічної техніки розширились уявлення про
мікрофлору організму людини. Доведено, що не
тільки відкриті порожнини, а й тканини людського
організму заселені персистуючими вірусами, які
виділяються у навколишнє середовище з
молоком, слиною, мокротинням, потом, сечею,
калом.

23. МІКРОФЛОРА В ТОВСТІЙ КИШЦІ ЛЮДИНИ

• Найбільш показним різновидом корисного співіснування може бути
розташування різноманітної мікрофлори у товстій кишці людини.
Одноклітинні організми, які знаходять місце оптимального знаходження і
харчування у організмі людини виконують чисельні функції, пов’язані зі
збереженням здоров’я людини.

24. Віруси і бактеріофаги

• мають розміри менші за одноклітинних
організмів. Разом з тим ці істоти не мають
клітинної структурної і функціональної
організації. Вірусний організм є крупно
молекулярною нуклео протеїновою
часткою.
• Втручаючись у специфічну для неї клітину,
вірус розмножується, використовуючи
структурні елементи клітини господаря.
• Вірусні захворювання людини мають
декілька загальних рис, однією з котрих є
відсутність специфічного противірусного
лікування.

25. Вірус грипу А

• Вірус грипу А був відкритим у 1933 році Смітом,
Єндрюсом і Лейдлоу. В 1940 році Франсис і
Меджил виділили вірус грипу В у чистому вигляді, а
Тейлор і Френсис в 1950 році – вірус грипу С. Грип є
найбільше розповсюдженим вірусним
захворюванням, яке зустрічається серед населення
різних стран і призводить до пандемій через певні
відрізки часу.
• Середній розмір вірусу 80-120 нм. Морфологічна і
хімічна структура вірусу грипу досить детально
вивчена. Вірусні частки складаються із 0,8—1,1%
РНК, 70—75% білка, 20—24% ліпідів и 5—8%
вуглеводів.
Антигенна структура вірусу містить 2 основних
вірусоспеціфічних антигена: нуклеопротеїди, міцно
пов'язаний з РНК-геномом і матріксний білок.

26. Вірус грипу А

• Вірус грипу А є унікальним. Його постійні зміни
сприяють появі нових штамов вірусу, до яких
імунітет у людей відсутній. Саме ця якість
призводить до нових епідемій грипу.
• Найбільш жорстокі епідемії виникали у 1918-1919
роках – «Іспанка»,
• 1929 році вірус Ао,
• у 1947 – вірус А1, у 1957 А2 «Азія», 1968 – вірус
«Гонконг».
• У 1977 році знов було зафіксовано поява вірусу А1.
• Віруси грипу не стійкі у зовнішньому середовищі.
В повітрі приміщень він гине за кілька годин, при
температурі середовища 60о – через 4-5 хвилин.
Він дуже чутливий до хімічних антисептичних
речовин і до ультрафіолетових променів.

27. ВІРУС СНІДУ ЛЮДИНИ

• Іншим вірусним захворюванням людини, яке
викликають віруси є СНІД людини.
• Синдром набутого імунодефіциту уперше був
описаний американськими вченими у 1981 році.
• Вірус, який викликає захворювання відкритий Л.
Монтаньє і Р. Галло. Розмір вірусної частки
становить 80-100 нм. До хімічного складу входять
РНК і білок.
• Найважливійшею рисою вірусу СНІД є наявність
фермента зворотної транскриптази, який
дозволяє вірусу перетворювати свою РНК на
вірусні ДНК, після чого впроваджувати її у клітини
людського організму.

28. ВІРУС ЛИХОМАНКИ ЕБОЛА

• Вірус лихоманки Ебола. Загальна
назва для 5 видів роду Еболавірус,
яких відносять до родини
філовірусів. Вірус був виділений в
районі річки Ебола в Заїрі.
Щонайменше 4 з 5 цих видів
породжують у людей хворобу, яка
має назву геморогічна лихоманка
Ебола. Морфологічно вірус Ебола
належить до родини філовірусів.
Вірус Ебола став причиною кількох
широко висвітленихепідемій з часу
відкриття вірусу в 1976 році.

29. БАКТЕРІОФАГИ

• Бактеріофагами називають вірусні частки, які
втручаються в одноклітинні організми і руйнують їх
задля репродукції і життєдіяльності самого
бактеріофагу.
• Бактеріофаги - це віруси, що мають здатність проникати
в бактеріальні клітини, репродуктіроваться в них і
викликати їх лізис.
Фаги широко поширені в природі - у воді, грунті, стічних
водах, в кишечнику тварин, людини, птахів, в ракових
пухлинах рослин. Фаг був виділений з молока, овочів.
Джерелом фагів патогенних мікробів є хворі люди і
тварини, бактеріоносії, реконвалес-центи. Виділяються
з вмістом кишечника, сечею, його виявляли в мокроті,
слині, гної, носовому секреті. Особливо велика кількість
фагів виділяється в період одужання.

30. РІКЕТСІЇ

• Рікетсії були відкриті Говардом Рікетсом у
1910 році. Всі рікесії мають клітинну
структуру організму, але вони спроможні
розмножуватись тільки у клітинах іншого
організму, як і віруси.
• Відомі більш як 50 видів рикетсій, які
паразитують у травному каналі тлі, клопів,
кліщів без нанесення збитку організму
хазяїна.
• Деякі з них спроможні втручатись в
організм людини при укусі комах і
призводити до захворювань. Так, рикетсії
викликають висипний тиф і плямисту
лихоманку.

31. БАКТЕРІЇ

• Бактерії, серед яких виявлені
патогенні форми організмів для
людини, мають клітинну форму і
жорстку оболонку, яка містить у собі
діаміно-пімєлінову кислоту і похідну
речовину від глюкози – мурамову
кислоту. Багато з них мають
полісахаридну капсулу і здатні до
спороутворення. Бактеріальні
клітини бувають облігатними
аеробами, облігатними анаеробами
або факультативними анаеробами.

32. БАКТЕРІЇ ЗБУДНИКИ ЧУМИ

• Збудник чумі – паличка, розміром 12 х 0,7-1,0 мкм. Поліморфни –
можуть мати форму нітей, овоїдів,
колбовидні. Спори не утворюють.
Мають капсулу. Виробляють
фібринолізін, коагулазу,
гіалуронидазу, та декілька інших
ферментів, які зумовляють патогенні
властивості чумної бактерії.
Синтезують пестицини, які
впливають токсично на інші бактерії.
Утворюють декілька токсинів, які
впливають на організм хворої
людини під час життєдіяльності та
при загибелі бактерії.

33. ЗБУДНИК ХОЛЕРИ

• Холерний відбіон V. cholerae був відокремлений
Робертом Кохом на карантинній станції в ЕльТора в Єгипті у 1882 році. Холерний вібріон за
допомогою джгутика занурюється в слизову
оболонку тонкої кишки та прикриплюється до
ентероцитів. Потім вібріони колонізують тонку
кішку, залишаючись на поверхні ентероцитів.
Вібріон синтезує декілька екзотоксинів, з яких
найбільш шкідливим для людини є субодиниця
А. саме цей компонент токсину призводить до
втрати натрію, хлору та зневоднення до 30 літрів
за добу.

34. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!

ДО ЗУСТРІЧИ ЗАВТРА!