Оценка значимости разности между выборками с использованием U - критерия Манна-Уинтни

Определим, отличаются ли достоверно уровни усвоения понятий в контрольной и экспериментальной группах. Измерения проведены по шкале порядка. Для оценки значимости разности между выборками используем U - критерий Манна-Уинтни.

Таблица 1

Распределение оценок усвоения понятий испытуемых экспериментальной и контрольной групп

Балл	23	31	32	34	36	37	40	42	43	44
Частота в эксп. группе	0	0	1	1	1	0	1	1	1	1
Частота в контрольной группе	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0

Балл	45	46	48	49	50	51	52	55	57	169
Частота в эксп. группе	3	0	1	1	1	1	1	0	1	0
Частота в контрольной группе	2	1	0	0	0	0	1	1	1	1

Сведём данные в одну таблицу, ранжируя их.

 

Таблица 2

Ранги оценок усвоения понятий испытуемых экспериментальной и контрольной групп

№ п/п	1	2		3		4	5	6		7		8		9		10		11	12	13		14
Параметр	23	31		32		34	36	37		40		42		43		44		45	45	45		45
Код группы	К	К		Э		Э	Э	К		Э		Э		Э		Э		Э	Э	Э		К
Ранг	1	2		3		4	5	6		7		8		9		10		13	13	13		13
№ п/п	15		16		17		18		19		20		21		22		23		24		25		26
Параметр	45		46		48		49		50		51		52		52		55		57		57		169
Код группы	К		К		Э		Э		Э		Э		Э		К		К		К		Э		К
Ранг	13		16		17		18		19		20		21, 5		21, 5		23		24, 5		24, 5		26

Вычисляем сумму рангов по каждой группе:

∑ RЭ = 3+4+5+7+8+9+10+13*3+17+18+19+20+21, 5+24, 5=205

∑ RК = 1+2+6+13*2+16+21, 5+23+24, 5+26=146

∑ RЭ+К = 205+146=351

Проверка:

N·(N+1) 26·27

∑ R = 2 = 2 = 351

 

Наибольшая сумма рангов приходится на экспериментальную группу. Формулируем гипотезы:

Но: Экспериментальная группа не превосходит достоверно контрольную по уровню усвоения понятий.

Н1: Экспериментальная группа превосходит достоверно контрольную по уровню усвоения понятий.

Определяем эмпирическую величину U:

 

nЭ(nК+1) 16(10+1)

Uэмп. = (nЭ·nК) + 2 - RЭ = 16·10 + 2 - 205=43

 

По таблице критических значений U-критерия Манна-Уинтни определяем критическое значение U:

 

48 (р=0, 05)

Uкр. = 36 (р=0, 01)

Построим «ось значимости»:

 

                       U0, 01                         U0, 05

                                        Uэмп?                   !

 

                       36             43       48             

Uэмп. < Uкрит.

 

При уровне статистической значимости р=0, 05 гипотеза Но отклоняется. Экспериментальная группа достоверно превосходит контрольную по уровню усвоения понятий.

 

Приложение 3

Лекция по биологии по теме «Клетка» для студентов первого курса физического факультета(соответствует слайдам).

 

Наука, занимающаяся микроскопическим изучением клетки, называется цитологией. В конце XIX в. изучение клеток приобрело экспериментальный характер, и теперь существует целая большая отрасль науки, именуемая биологией клетки, которая использует самые разнообразные методы для того, чтобы постичь жизнедеятельность организмов на клеточном уровне. Подобно биохимикам, клеточные биологи часто исследуют фундаментальные процессы, а потому биология клетки, так же как и биохимия, является в биологии объединяющим предметом..

Клетки это структурные и функциональные единицы живых организмов.

Принято называть клетки бактерий, грибов, вирусов прокариотическими( доядерными клетками), а клетки всех остальных представителей живого- эукариотическими( ядерными), потому что у последних обязательной структурой служит клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы ядерной оболочкой.

Отличие от животной клетки:

1Наличие вакуоли, хлоропластов, плазмодесм, клеточной стенки.

Содержимое прокариотической клетки одето плазматической мембраной, нет морфологически выделенного ядра.

В основном веществе( матриксе) цитоплазмы располагаютс рибосомы, цитоплазматические мембраны плохо выражены

Некоторые организмы, в частности бактерии и простейшие, являются одноклеточными, т. е. Состоят из одной - единственной клетки. Многие из них высокоспециализированны - приспособлены к своему особому образу жизни; поэтому и устроены они гораздо сложнее, чем клетки многоклеточных растений и животных.

Не все клетки одинаковы: они отличаются друг от друга по размерам, по форме, по выполняемой ими функции.

Клеточные мембраны

Одна из главных задач любого живого существа, будь то одиночная клетка или многоклеточный организм, - получение необходимых для жизни веществ, т. е. пищи, воды и кислорода. Одновременно организм должен избавляться от различных отходов жизнедеятельности, например, таких, как двуокись углерода. Обмен веществами со средой идет через клеточную мембрану (ее называют также плазматической мембраной)- тонкую пленку, покрывающую всю клетку.

Клеточные мембраны играют важную роль по ряду причин. Они отделяют клеточное содержимое от внешней среды, регулируют обмен между клеткой и средой и делят клетки на отсеки, или компартменты, предназначенные для тех или иных специализированных метаболических путей. Некоторые химические реакции, в частности световые реакции фотосинтеза в хлоропластах или окислительное фосфорилирование при дыхании в митохондриях, протекают на самих мембранах. Здесь же на мембранах располагаются и рецепторные участки для распознавания внешних стимулов (гормонов или других химических веществ), поступающих из окружающей среды или из другой части самого организма. Знакомство со всеми свойствами клеточных мембран необходимо для понимания того, как функционирует клетка

В 1972 г. Сингер и Николсон (Singer, Nicolson) предложили жидкостно-мозаичную модель мембраны, согласно которой белковые молекулы, плавающие в жидком липидном бислое, образуют в нем как бы своеобразную мозаику.

В этой модели липидный бислой рассматривается как элементарная мембрана, но здесь он представлен как динамическая структура:

белки плавают в этом липидном “море” подобно островам - иногда свободно, а иногда как бы на привязи - их удерживают микрофиламенты, проникающие в цитоплазму. Липиды также могут перемещаться, меняя свое положение. Трехслойный вид мембраны есть результат расположения белков и полярных липидов, - центральный липидный бислой заключен между двумя слоями белка.

По биологической роли мембранные белки можно разделить на три группы:

2Структурные белки

3Рецепторные белки (действуют как переносчики, транспортируя через мембрану те или иные вещества).

4Ферменты

У фосфолипидов (соединений, содержащих фосфатную группу) молекулы состоят из полярной головы( полярные группы или молекулы несут заряд и проявляют сродство к воде (они гидрофильны), а неполярные с водой не смешиваются (они гидрофобны) ) и двух неполярных хвостов. Гликолипиды представляют собой продукт соединения липидов с углеводом. Подобно фосфолипидам, они состоят из полярной головы и неполярных хвостов.

Данные, касающиеся строения биологических мембран:

. Разные типы мембран различаются по своей толщине, но в большинстве случаев толщина мембран составляет 5-10 нм; например, толщина плазматической мембраны равна 7, 5 нм.

. Мембраны -это липопротеиновые структуры (липид + белок). К некоторым липидным и белковым молекулам на внешних поверхностях присоединены углеводные компоненты (гликозильные группы). Обычно на долю углевода в мембране приходится от 2 до 10%.

. Липиды спонтанно образуют бислой. Это объясняется тем, что их молекулы имеют полярные головы и неполярные хвосты.

. Мембранные белки выполняют разнообразные функции.

. Мембранные липиды и белки быстро диффундируют в латеральном направлении (в плоскости мембраны), если только они как-нибудь не закреплены или не ограничены в своем передвижении.

Транспорт через плазматическую мембрану

Перед живыми организмами стоит проблема транспорта веществ на малые расстояния, через клеточные мембраны. Хотя толщина этих мембран не превышает обычно 5-10 нм, они служат барьером для ионов и молекул. Транспорт через мембраны жизненно важен по ряду причин. Он должен обеспечить поддержание в клетке соответствующего рН и надлежащей ионной концентрации, необходимых для эффективной работы клеточных ферментов; он поставляет питательные вещества, которые служат источником энергии, а также “сырьем” для образования клеточных компонентов; от него зависят выведение из клетки токсичных отходов, секреция различных полезных веществ и, наконец, создание ионных градиентов, необходимых для нервной и мышечной активности. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или выхода их из клетки наружу: диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз. Два первых процесса носят пассивный характер, т.е. не требуют затрат энергии; два последних - активные процессы, связанные с потреблением энергии.

Активный транспорт

Активный транспорт-это сопряженный с потреблением энергии перенос молекул или ионов через мембрану против градиента концентрации. Энергия требуется потому, что вещество должно двигаться вопреки своему.естественному стремлению диффундировать в противоположном направлении. Движение это обычно однонаправленное( необратимое).

Для ионов направление диффузии определяется двумя факторами: один из этих факторов - концентрация, а другой - электрический заряд. Ионы обычно диффундируют из области с высокой их концентрацией в область с низкой концентрацией. Кроме того, они обычно притягиваются областью с противоположным зарядом и отталкиваются областью с одноименным зарядом. Поэтому мы говорим, что они движутся по электрохимическим градиентам, в которых объединяется эффект электрического и концентрационного градиентов. Строго говоря, активный транспорт ионов - это их перемещение против электрохимического градиента.

Активный транспорт осуществляется всеми клетками, но в некоторых физиологических процессах он играет особо важную роль.

К пассивному транспорту относятся такие клеточные механизмы, как диффузия и осмос.

В этом случае происходит быстрое диффундирование газов без затрат энергии.

Газы, например кислород, потребляемый клетками при дыхании, и образующаяся в процессе дыхания СО 2, в растворе быстро диффундируют через мембраны, перемещаясь по диффузионному градиенту, т. е. из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Ионы и малые полярные молекулы, такие, как глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и глицерол, обычно диффундируют через мембраны медленно. Гораздо более быстро проходят через мембраны незаряженные и жирорастворимые (липофильные) молекулы

Осмосом называют прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану, в частности через клеточную мембрану. В случае клеточной мембраны осмос частично обусловлен диффузией отдельных молекул воды сквозь эту мембрану, а частично- током воды через особые поры в мембране. Поскольку концентрация всякого водного раствора зависит от количества растворенного в воде вещества, вода стремится переходить из более разбавленного раствора (где концентрация воды выше) в более концентрированный (где концентрация воды соответственно ниже).

Осмотическое движение воды зависит от двух главных факторов: 1) от общей концентрации всех растворенных в воде частиц по обе стороны мембраны и 2) от давления, создаваемого каждым раствором.

Пиноцитоз - поглощение жидкого материала (раствор, коллоидный раствор, суспензия). Часто при этом образуются очень мелкие пузырьки. Пиноцитоз характерен для амебоидных простейших и для многих других (часто амебоидных) клеток, таких, как лейкоциты, клетки зародыша, клетки печени и некоторые клетки почек, участвующие в водно-солевом обмене. Удается наблюдать пиноцитоз также и в клетках растений.

Клеточная мембрана может поглощать или выводить наружу не только отдельные молекулы или ионы, но также и крупные молекулы или частицы, составленные из многих молекул. Фагоцитоз-поглощение твердых частиц. Специализированные клетки, осуществляющие фагоцитоз, называются фагоцитами; эту функцию выполняют, например, некоторые виды лейкоцитов.

Фагоцитоз распространен в мире животных, Так питаются инфузории и другие простейшие.

Ядро

Ядра имеются во всех эукариотических клетках. У некоторых протистов, в частности у Раrатеciuт. имеется два ядра - микронуклеус и макронуклеус. Однако, как правило, клетки содержат только одно ядро. Из всех клеточных органелл они самые крупные. Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму; диаметр первых равен приблизительно 10 мкм, а длина вторых-20 мкм.

Ядро необходимо для жизни клетки, поскольку именно оно регулирует всю ее активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе генетическую (наследственную) информацию, заключенную в ДНК. ДНК обладает способностью к репликации. причем ее репликация предшествует делению ядра так что дочерние ядра тоже получают ДНК. Деление ядра в свою очередь предшествует клеточном) делению, благодаря чему и у всех дочерних клеток имеются ядра

Ядро окружено ядерной оболочкой и содержит хроматин, ядрышко (или несколько ядрышек) и нуклеоплазму.

Мембрана, окружающая ядро, представляется одинарной, поэтому в свое время ее назвали ядерной мембраной. Позже, однако, выяснилось, чтоэто - ядерная оболочка, состоящая из двух мембран. Наружная переходит непосредственно в эндоплазматический ретикулум (ЭР) и, подобно ЭР, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами. Через ядерные поры происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например выход в цитоплазму матричной РНК (мРНК) и рибосомных субчастиц или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК. Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Эта структура регулирует прохождение молекул через пору.

Содержимое ядра представляет собой гелеобразный матрикс, называемый нуклеоплазмой или ядерным соком, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. Нуклеоплазма содержит различные химические вещества, такие, как ионы, белки (в том числе ферменты) и нуклеотиды либо в виде истинного, либо в виде коллоидного раствора.

Ядрышко-это находящаяся внутри ядра хорошо заметная округлая структура, в которой происходит синтез рибосомной РНК. В ядре может быть одно или несколько ядрышек. Ядрышко интенсивно окрашивается, потому что оно содержит большое количество ДНК и РНК. В ядрышке имеется особая область- плотная, с фибриллярной консистенцией, - в которой располагаются рядом участки нескольких различных хромосом. Такие участки ДНК называют ядрышковыми организаторами; в них содержатся большое число копий генов кодирующих рибосомную РНК. В профазе (ранней стадии клеточного деления) материал ядрышка диспергируется, и оно становится невидимым, а во время телофазы (окончание клеточного деления) под влиянием организаторов вновь возникают ядрышки.

Центральную область ядрышка окружает менее плотная периферическая область, содержащая гранулы, где начинается свертывание рибосомной РНК и где идет сборка рибосом. Завершается эта сборка в цитоплазме. Между гранулами видны рыхло упакованные фибриллы хроматина.

Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединенных к гистонам - белкам основной природы. Гистоны и ДНК объединены в структуры, по виду напоминающие бусины; их называют нуклеосомами.

Слово “хроматин” в переводе означает “окрашенный материал”, и назван был так хроматин потому, что он легко окрашивается при подготовке к исследованию с помощью светового микроскопа. Во время деления ядра хроматин окрашивается интенсивнее, а значит, становится и более заметным, что объясняется его конденсацией-образованием более туго скрученных (спирализованных) нитей, которые называются хромосомами.

Слово “хроматин” в переводе означает “окрашенный материал”, и назван был так хроматин потому, что он легко окрашивается при подготовке к исследованию с помощью светового микроскопа. Во время деления ядра хроматин окрашивается интенсивнее, а значит, становится и более заметным, что объясняется его конденсацией-образованием более туго скрученных (спирализованных) нитей, которые называются хромосомами. Хромосомы имеют вид тонких палочек разной длины с довольно постоянной толщиной.

В хромосомах находится ДНК, в которой заключена наследственная информация

ДНК представляет собой двухцепочечную спиральную молекулу. Молекула ДНК- полимер, мономерами которого являются нуклеотиды( 4 нуклеотида).

Функция ДНК:

Несет информацию о строении и особенностях всех клеток организма на протяжении всей жизни.

Цитозолем называют растворимую часть цитоплазмы. Это - “основное вещество” цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органеллами. Цитозоль содержит систему микрофиламентов, в остальном же при изучении в электронном микроскопе он представляется прозрачным и бесструктурным. На долю воды в цитозоле приходится приблизительно 90%. В этой воде в растворенном виде содержатся все основные биомолекулы. Истинный раствор образуют ионы и малые молекулы, а именно соли, сахара, аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды, витамины и растворенные газы. Цитозоль-это не только место хранения биомолекул. Здесь же протекают и некоторые метаболические процессы, среди них такой важный процесс, как гликолиз. Синтез жирных кислот, нуклеотидов и некоторых аминокислот также происходит в цитозоле.

Чаще всего мы наблюдаем цитоплазму в статическом состоянии - в клетках, убитых и подготовленных для микроскопирования. Если же нам удается наблюдать живую цитоплазму, то обычно бросается в глаза ее активность: заметно движение органелл, а иногда и явление, которое называют током цитоплазмы

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: