Ионизирующее излучение Скачать
презентацию
<<  Воздействие ионизирующих излучений Рентгеновское излучение  >>
Биологические эффекты воздействия ионизирующих излучений
Биологические эффекты воздействия ионизирующих излучений
Молекулярные аспекты
Молекулярные аспекты
Выделяют несколько стадий
Выделяют несколько стадий
Основные стадии
Основные стадии
Аспекты биологического действия
Аспекты биологического действия
Клетка
Клетка
Схема строения животной клетки
Схема строения животной клетки
Схема строения растительной клетки
Схема строения растительной клетки
Различия между животной и растительной клеткой
Различия между животной и растительной клеткой
Растительная клетка
Растительная клетка
Молекулярная организация клетки
Молекулярная организация клетки
Происходит радиолиз
Происходит радиолиз
Выбивание электронов
Выбивание электронов
Эффект лучевого воздействия
Эффект лучевого воздействия
Схема образования свободных радикалов
Схема образования свободных радикалов
Свободный радикал
Свободный радикал
Влияние ИИ
Влияние ИИ
Строение и биологическая роль
Строение и биологическая роль
Цепочки из нуклеотидов
Цепочки из нуклеотидов
Схема строения АТФ и АДФ
Схема строения АТФ и АДФ
ДНК и РНК
ДНК и РНК
Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания
Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания
Схема образования фрагмента макромолекулы ДНК
Схема образования фрагмента макромолекулы ДНК
Нуклеотиды
Нуклеотиды
Состав ДНК
Состав ДНК
Хранение
Хранение
Схема репликации ДНК
Схема репликации ДНК
Строение молекул РНК
Строение молекул РНК
Несколько видов РНК
Несколько видов РНК
Воздействие ИИ на молекулы ДНК
Воздействие ИИ на молекулы ДНК
Белок
Белок
Репарированные повреждения
Репарированные повреждения
Слайды из презентации «Последствия ионизирующего излучения» к уроку физики на тему «Ионизирующее излучение»

Автор: USER. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Последствия ионизирующего излучения.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 1208 КБ.

Скачать презентацию

Последствия ионизирующего излучения

содержание презентации «Последствия ионизирующего излучения.ppt»
СлайдТекст
1 Биологические эффекты воздействия ионизирующих излучений

Биологические эффекты воздействия ионизирующих излучений

Тема 3 -БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

2 Молекулярные аспекты

Молекулярные аспекты

Вопросы : 1. Молекулярные аспекты биологического действия ионизирующих излучений и поражения на уровне клеток организма 2. Радиочувствительность клеток, тканей, органов и организмов 2.1 Понятие радиочувствительности (радиорезистентности) 2.2 Радиочуствительность клеток 2.3 Радиочувствительность тканей 2.4 Радиочувствительность животных и растительных организмов.

3 Выделяют несколько стадий

Выделяют несколько стадий

В развитии поражения после воздействия ионизирующих излучений выделяют несколько стадий: физическую, физико-химическую, химическую, биологическую.

4 Основные стадии

Основные стадии

в действии ионизирующих излучений на биологические системы.

Стадия

Процессы

Продолжи-тельность

Физическая

Поглощение энергии излучения; образование ионизированных и возбужденных атомов и молекул

10-16-10-15 с

Физико-химическая

Перераспределение поглощенной энергии внутри молекул и между ними, образование свободных радикалов

10-14-10-11 с

Химическая

Реакции между свободными радикалами и интактными молекулами. Образование широкого спектра молекул с измененными структурами и функциональными свойствами

10-6-10-3 с

Биологическая

Последовательное развитие поражения на всех уровнях биологической организации: от субклеточного до организменного; развитие процессов биологического усиления и репарационных процессов

Секунды – годы

5 Аспекты биологического действия

Аспекты биологического действия

1 Молекулярные аспекты биологического действия ионизирующих излучений и поражения на уровне клетки Биологические эффекты ионизирующих излучений наблюдаются после поглощения исключительно малого количества энергии. Облучение летальной для млекопитающих дозой ~ 10 Гр эквивалентно повышению их температуры не более, чем на ~ 0,01 С0. Для человека тепловой эффект менее, чем от чашки теплого чая. Самый незначительный ожог сопровождается передачей большего количества энергии - что Н. В. Тимофеев-Рессовский называл основным радиобиологическим парадоксом. Он заключается в несоответствии между малостью поглощенной энергии и крайней степенью выраженности реакций биологического объекта вплоть до летального эффекта.

6 Клетка

Клетка

Основной структурной единицей как растительных, так и животных организмов является клетка. Клетка эукариотических организмов имеет во многом морфологические и функциональные сходства.

Клетки имеют достаточно сложную структуру, основными компонентами которой являются: клеточная мембрана, отделяющая внутриклеточную среду (цитоплазму) от внешней; ядро, окруженное ядерной мембраной; митохондрии, отделенные от цитоплазмы специальной мембраной; комплекс Гольджи, лизосомы; более мелкие, не ограниченные специальной мембраной структуры (рибосомы, микрофиламенты и микротрубочки). Автономные структуры (ядро, митохондрии, рибосомы) называют органеллами.

7 Схема строения животной клетки

Схема строения животной клетки

8 Схема строения растительной клетки

Схема строения растительной клетки

9 Различия между животной и растительной клеткой

Различия между животной и растительной клеткой

10 Растительная клетка

Растительная клетка

Различия между животной и растительной клеткой.

Растительная клетка отличается от животной клетки следующими особенностями строения: 1) Растительная клетка имеет клеточную стенку (оболочку). Клеточная стенка находится за пределами плазмалеммы (цитоплазматической мембраны) и образуется за счет деятельности органоидов клетки. Основу клеточной стенки составляет целлюлоза (клетчатка). 2) У растений в клетке имеются особые органоиды — пластиды. Различают три вида пластид: лейкопласты — бесцветные пластиды, в которых из моносахаридов и дисахаридов синтезируется крахмал (есть лейкопласты, запасающие белки или жиры); хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие пигмент хлорофилл, где осуществляется фотосинтез; хромопласты, накапливающие пигменты из группы каротиноидов, которые придают им окраску от желтой до красной. 3) В растительной клетке имеются вакуоли, ограниченные мембраной - тонопластом. У растений слабо развита система выделения отбросов, поэтому вещества, ненужные клетке, накапливаются в вакуолях. Кроме того, ряд накапливаемых веществ определяют осмотические свойства клетки. 4) В растительной клетке отсутствуют центриоли (клеточный центр).

11 Молекулярная организация клетки

Молекулярная организация клетки

12 Происходит радиолиз

Происходит радиолиз

При облучении биологических объектов 50 % поглощенной энергии в клетке приходится на воду (происходит радиолиз ), а другие 50 % – на органеллы клетки и растворенные вещества. Радиолизом называют любые химические превращения, протекающие при поглощении веществом энергии ионизирующего излучения. Вещества, образующиеся в результате радиолиза, называют продуктами радиолиза.

13 Выбивание электронов

Выбивание электронов

При взаимодействии ИИ с водой происходит выбивание электронов из молекул воды с образованием молекулярных ионов: H2O ? H2O+ + e-1 H2O + e-1 ? H2O- Возникающие ионы воды, в свою очередь, распадаются с образованием ряда радикалов, которые также взаимодействуют между собой: H2O+ ? H+ + OH* H2O- ?H++OH* H+ + OH- ? H2O OH- + OH- ? H2O2 H2O2 + OН ? H2O + HO2.

14 Эффект лучевого воздействия

Эффект лучевого воздействия

Основной эффект лучевого воздействия обусловлен такими радикалами: ионы Н3О+ и пероксид водорода Н2О2, а также супероксидный анион-радикал O2 - и гидропероксид HO •2 , обладающие высокой окислительной способностью. Продукты радиолиза воды реагируют как между собой, так и с макромолекулами клетки, приводя к разрушению последних. Этот путь лучевого поражения жизненно важных структур клетки носит в радиобиологии название косвенного механизма действия излучения (косвенное, непрямое действие ИИ). Основное повреждение макромолекулам клетки наносят свободные радикалы — продукты радиолиза воды, которые характеризуются чрезвычайно высокой реакционной способностью.

15 Схема образования свободных радикалов

Схема образования свободных радикалов

16 Свободный радикал

Свободный радикал

— это молекула или ее часть, имеющая неспаренный электрон (свободную валентность). Ионизацию молекул («мишеней») принято называть прямым действием радиации. Прямое действие ионизирующих излучений - выделение энергии ионизирующих излучений в ключевых структурах клетки и повреждение органических молекул, ответственно за 10 — 20% лучевого поражения. Косвенное действие радиации при котором поражение критических структур осуществляется продуктами радиолиза окружающей их воды, ответственно за 80 - 90 % лучевого поражения.

17 Влияние ИИ

Влияние ИИ

(прямое действие) и свободных радикалов (непрямое действие) на органические макромолекулы. Поражающее действие ионизирующих излучений связано с повреждением биологически важных макромолекул клетки: дезоксирибонуклеиновая (ДНК), рибонуклеиновая (РНК), линейные полимеры, состоящие из нуклеотидов, содержащих аденин (АТФ, АДФ, АМФ), гуанин, цитозин, тимин и урацил, молекулы белков, липидов, углеводов.

18 Строение и биологическая роль

Строение и биологическая роль

ДНК и РНК Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами . Они состоят из мононуклеотидов.

Строение и составные части мононуклеотида

19 Цепочки из нуклеотидов

Цепочки из нуклеотидов

соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Состав ДНК :. cахар — дезоксирибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые — тимин (T) и цитозин (C). Состав РНК — сахар — рибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые урацил (U) и цитозин (C).

20 Схема строения АТФ и АДФ

Схема строения АТФ и АДФ

Мономерные формы нуклеотидов также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке. Общая длина всех молекул ДНК в клетке человека составляет около 2 м. ДНК распределена по 46 хромосомам. Основой молекулы ДНК являются две нити (также называемые цепями, или цепочками), построенные из повторяющихся участков (нуклеотидов), образуемых дезоксирибозой (сахар), фосфорной кислотой (соединены между собой эфирными связями) и азотистыми (пуриновые и пиримидиновые) соединениями.

21 ДНК и РНК

ДНК и РНК

22 Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания

Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания

23 Схема образования фрагмента макромолекулы ДНК

Схема образования фрагмента макромолекулы ДНК

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных, спирально закрученных относительно друг друга цепочек. В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями, которые образуются между фосфатной группой одного нуклеотида и З'-гидроксильной группой пентозы другого. Такие связи называются фосфодиэфирными. Фосфатная группа образует мостик между З'-углеродом одного пентозного цикла и 5-углеродом следующего. Остов цепей ДНК образован, таким образом, сахарофосфатными остатками .

24 Нуклеотиды

Нуклеотиды

А и Т, Г и Ц называются комплементарными. В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. Эта закономерность получила название «правило Чаргаффа».

25 Состав ДНК

Состав ДНК

Схема образования фрагмента макромолекулы ДНК.

Хотя в состав ДНК входит четыре типа нуклеотидов, благодаря различной последовательности их расположения в длинной цепочке достигается огромное разнообразие этих молекул. Полинуклеотидная цепь ДНК закручена в виде спирали наподобие винтовой лестницы и соединена с другой, комплементарной ей цепью с помощью водородных связей, образующихся между аденином и тимином (две связи), а также гуанином и цитозином (три связи).

26 Хранение

Хранение

Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. В ДНК любой клетки закодирована информация обо всех белках данного организма, о том, какие белки, в какой последовательности и в каком количестве будут синтезироваться. Последовательность аминокислот в белках записана в ДНК так называемым генетическим (триплетным) кодом.

27 Схема репликации ДНК

Схема репликации ДНК

Основное свойство ДНК - способность к репликации. Репликация — это процесс самоудвоения молекул ДНК. Каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы для новой комплементарной цепи (матричного синтеза). В результате получается две молекулы ДНК, у каждой из которых одна цепь остается от родительской молекулы (половина), а другая — вновь синтезированная, т.е две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы. Биологический смысл репликации - точная передаче наследственной информации от материнской клетки к дочерним (при делении соматических клеток).

28 Строение молекул РНК

Строение молекул РНК

Строение молекул РНК во многом сходно со строением молекул ДНК. Отличия: в молекуле РНК вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов входит рибоза, вместо тимидилового нуклеотида (Т) — уридиловый (У). молекула РНК представляет собой одну цепь. Однако ее нуклеотиды способны образовывать водородные связи между собой (внутрицепочечное соединение комплементарных нуклеотидов). цепочки РНК значительно короче ДНК

29 Несколько видов РНК

Несколько видов РНК

В клетке существует несколько видов РНК: информационная (матричная) РНК (иРНК 3—5% РНК клетки) - синтезируется в ядре комплементарна участку ДНК, на котором происходит ее синтез, служит в качестве матрицы для синтеза белков, передавая информацию об их структуре с молекул ДНК. Каждый белок клетки кодируется специфической иРНК, поэтому число их типов в клетке соответствует числу видов белков. рибосомная РНК (рРНК - 80% всей РНК клетки) - одноцепочечные нуклеиновые кислоты, образующие в комплексе с белками рибосомы — органеллы, на которых происходит синтез белка. Рибосомные РНК синтезируются в ядре. транспортная (трансферная) РНК(тРНК). Молекула тРНК состоит в среднем из 80 нуклеотидов. Содержание тРНК в клетке — около 15% всей РНК. Функция тРНК — перенос аминокислот к месту синтеза белка. Число различных типов тРНК в клетке невелико (20—60).

30 Воздействие ИИ на молекулы ДНК

Воздействие ИИ на молекулы ДНК

Основной мишенью радиационного поражения клетки является ДНК.

Схема повреждения молекулы ДНК

31 Белок

Белок

При дозе ~ 2 Гр в клетке происходит около полумиллиона актов ионизации, что вместе с последствиями радиолиза приводит к гибели от 10 до 90 % клеток разных тканей человека. В ДНК одной клетки образуется при этом около 2000 однонитевых и 80 двунитевых разрывов, повреждается 1 000 оснований и формируется 300 сшивок с белком.

При воздействии ИИ возможны разрывы нитей ДНК: однонитевые (одиночные) - разрыв одной из нитей; двойные (двунитевые) - в скелете ДНК рядом находится сразу несколько разорванных связей, совпадающих в одной точке противоположных нитей ДНК; высвобождение нуклеиновой кислоты из ДНП (дезоксинуклеопротеида) и одновременное накопление нуклеиновых кислот в цитоплазме облученных клеток с поражением связи белок–белок, белок–ДНК.

32 Репарированные повреждения

Репарированные повреждения

Неотрепарированные или ошибочно репарированные повреждения приводят к снижению клоногенной активности клетки (способности клетки к неограниченному делению с образованием жизнеспособных потомков), аберрациям хромосом и различного рода мутациям. Поражение ДНК соматических клеток лежит в основе радиационной гибели самой облученной клетки, а также длительного нарушения деления ее потомков и их злокачественного перерождения, а при поражении ДНК зародышевых клеток — и генетических последствий в потомстве.

«Последствия ионизирующего излучения»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Posledstvija-ionizirujuschego-izluchenija/Posledstvija-ionizirujuschego-izluchenija.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Последствия ионизирующего излучения.ppt | Тема: Ионизирующее излучение | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Ионизирующее излучение > Последствия ионизирующего излучения.ppt