1. Введение в биологию. Биология клетки

На первом занятии студенты знакомятся с предметом и основными задачами биологии. Глобальной проблемой современности является ликвидация голода на планете. На сегодняшний день насчитывается около 2 млрд. голодающих людей. В связи с этим необходимо резко увеличить производство сельскохозяйственных продуктов. Эту задачу решают две отрасли: растениеводство и животноводство. Они базируются на фундаментальных достижениях современной биологии. Основными ее дисциплинами являются ботаника, зоология, анатомия, гистология, вирусология, цитология, физиология, биохимия, молекулярная биология, генетика и др. Ветеринарный врач обязан освоить их для того, чтобы стать высокоэрудированным и профессиональным специалистом. Особое место среди биологических дисциплин занимает экология. В условиях возрастающей деятельности человека встает задача сохранить, как можно дольше, разнообразие проявлений жизни на Земле, в том виде, в котором оно существует сегодня.

Студенты знакомятся с понятиями “живая” и “неживая” материи, критериями отличий живого от неживого, перечисляют признаки, присущие живым организмам (движение, дыхание, питание, обмен веществ, размножение, рост, индивидуальное развитие) и другие. Следует разобрать уровни организации живой материи (молекулярный, клеточный, тканевой, органный, систем органов (системный), организменный, популяционно-видовой, экосистемный (биоценоз, биогеоценоз), биосферный). Отметить, какие дисциплины их изучают.

Все клеточные организмы делятся на две большие группы – прокариоты и эукариоты. Вирусы и фаги относятся к неклеточным формам.

Сначала кратко изучаются вирусы, как пример доклеточных существ, их классификация, строение и репликация, затем бактерии как пример прокариот (классификация эубактерий, строение, размножение, различия между сапрофитами, симбиотическими и паразитическими формами, значение в природе и медицине).

Далее переходим к понятию об эукариотической клетке. Клетка – наименьшая структурно-функциональная единица живой материи, состоящая из ядра, цитоплазмы и раздражимой цитоплазматической мембраны, обладающая обменом веществ, саморегуляцией и самовоспроизведением. Она может быть целостным организмом (амёба, эвглена) или входить в состав тканей растений и животных.

Необходимо изучить строение и функции ядра и цитоплазмы, основные структуры жизнеобеспечения клетки - органеллы мембранного и не мембранного типа - на светооптическом и электронно-микроскопическом уровнях, жизненный цикл, типы деления: митоз, мейоз и амитоз, запрограммированную гибель клетки - апоптоз.

Размножение – присущее всем организмам воспроизведение себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Процесс размножения осуществляется на разных уровнях организации: молекулярном (матричные реакции синтеза ДНК), субклеточном (размножение органоидов, содержащих ДНК), клеточном (размножение клеток) и организменном (размножение м ногоклеточных организмов).

Cуществует два типа размножения живых организмов – бесполое и половое. Различают следующие формы бесполого размножения: простое (деление надвое), множественное (шизогония), неравномерное (почкование), спорообразование и вегетативное размножение (у растений: листом, корнем, побегом и его метаморфозами). Из форм полового размножения чаще встречается копуляция (изогамия, анизогамия и оогамия), реже - конъюгация (у инфузорий). Для ряда общественных насекомых и, реже, позвоночных животных характерно размножение путем развития неоплодотворенных спермиями яйцеклеток (партеногенез).

Далее в сравнительном ключе рассматриваются клеточные источники наследственного материала для развития потомка при бесполом (одна или несколько соматических клеток) и половом размножении (гаметы); характеризуется потомство с генетической точки зрения (генетически идентичное при бесполом и отличное от родительских форм при половом размножении), а также роль каждого типа размножения в эволюционном процессе.

Живые организмы бывают раздельнополыми (женские и мужские особи) и обоеполыми (гермафродитами). Гермафродитизм развит у сидячих форм животных и у паразитических представителей типов червей. Но у гермафродитных видов самооплодотворение встречается редко, чаще оплодотворение перекрестное. Среди животных встречаются виды со сложными циклами развития с чередующимися стадиями бесполого и полового размножения и сменой «хозяев» (стадии спороцисты, редии и церкарии у печеночной двуустки (Plathelminthes) и др.).