Από τη γέννησή μας, βλέπουμε την ομορφιά της φύσης γύρω μας. Από τη βρεφική ηλικία οι γονείς εμφυσούν στα παιδιά τους την αγάπη για τον κόσμο των ζώων. . Είδαμε μερικούς σπάνιους εκπροσώπους θηλαστικών, πουλιών, εντόμων, ψαριών και φυτών σε εικόνες και άλλους στη ζωή.
Μεγαλώνοντας, θέλουμε να μάθουμε όχι μόνο τα ονόματά τους, αλλά και πώς είναι τακτοποιημένα, πού ζουν και πώς αλληλεπιδρούν με άλλους ζωντανούς οργανισμούς. Γιατί θέλουμε να παρακολουθήσουμε υπέροχος κόσμοςφυτά και ζώα? Γιατί εμείς οι ίδιοι είμαστε μέρος της φύσης και εξαρτόμαστε από τον περιβάλλοντα ζωντανό κόσμο.
Η βιολογία είναι μια εξαιρετικά συναρπαστική επιστήμη. Μελετά όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και πώς επηρεάζουν ο ένας τον άλλον. . Η ίδια η λέξη αποτελείται από δύο (bios και logos) και μεταφράζεται ως η λέξη για τη ζωή ή το δόγμα της ζωής.
Τι μελετά η βιολογία;
Η βιολογία είναι η μελέτη όλων των ζωντανών οργανισμών, ανεξάρτητα από το μέγεθος ή τον βιότοπό τους. Οι διαδικασίες που συμβαίνουν στη φύση είναι πολύ περίπλοκες και υπάρχουν τόσα πολλά έμβια όντα στη Γη που έπρεπε να χωρίσουμε τη βιολογία σε ανεξάρτητες επιστήμες.. Θα αναφέρουμε μόνο μερικά, για παράδειγμα: γενετική, ανατομία, ανθρώπινη φυσιολογία, αναπαραγωγή, εμβρυολογία και πολλά άλλα.
Η βιολογία στη μυθοπλασία
Υπάρχουν συγγραφείς που δουλεύουν μόνο σε αυτό το είδος. Καταβάλλουν μεγάλη προσπάθεια για να εξασφαλίσουν ότι το κείμενο παρέχει αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά των ζωντανών οργανισμών. Τα έργα τους παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον, γιατί σε αντίθεση σχολικό πρόγραμμα σπουδώντα βιβλία τους διαβάζονται εύκολα και γράφονται γρήγορα θυμούνται.
Οι αναγνώστες, ενήλικες και παιδιά, μπορούν να φανταστούν ζωντανά σε ποια φυσική περιοχή λαμβάνει χώρα η δράση, ποιοι οργανισμοί ζουν εκεί, ποια εποχή του χρόνου και πολλές άλλες χρήσιμες πληροφορίες. Η λογοτεχνική βιολογία συχνά συμβαδίζει με τη βοτανική, τη ζωολογία και τη βιογεωγραφία.
Γιατί είναι χρήσιμο να διαβάζουμε βιβλία για τη βιολογία;
Ιστορίες, δοκίμια, σημειώσεις για τη φύση είναι ενδιαφέρουσες για διαφορετικές ηλικιακές κατηγορίες αναγνωστών. Τα παιδιά μαθαίνουν καλύτερα διαβάζοντας ο κόσμοςκαι γίνετε πιο ευγενικοί, πιο υπεύθυνοι και ενήλικες μυθιστόρημαπαρέχει πρόσθετη βιολογική γνώση.
Ποια βιβλία αξίζει να διαβαστούν;
Στην ηλεκτρονική μας βιβλιοθήκη μεγάλη επιλογήΒιβλιογραφία για ζώα, φυτά και άλλους ζωντανούς οργανισμούς. Ιδιαίτερα δημοφιλή είναι τέτοια έργα που μπορείτε να διαβάσετε στο διαδίκτυο δωρεάν:
- Igor Akimushkin;
- Nikolay Verzilin;
- Μάρτιν Γκάρντνερ;
- Richard Dawkins;
- Peter Obraztsov και πολλά άλλα.
Σε ένα μικρό βιβλίο, το έργο του εγκεφάλου μας είναι ζωγραφισμένο. Σε προσιτή γλώσσα, ο συγγραφέας περιγράφει (σχεδόν από την αρχή) τη ζωτική δραστηριότητα αυτού του ελάχιστα μελετημένου οργάνου. Η αξία του βιβλίου είναι ότι ο Ασίμοφ θέτει ένα σοβαρό θέμα με χιουμοριστικό τρόπο. Αφού το διαβάσετε, αντιλαμβάνεστε το μεγαλείο του ανθρώπου!
Κάρολ Ντόνερ
Η ανατομία είναι μια βαρετή επιστήμη για τα παιδιά. Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης που μαθαίνουν τα παιδιά στο σχολείο ξεχνούν. Για να ενδιαφερθεί ένα παιδί για την ανατομία, φροντίστε να το αφήσετε να διαβάσει αυτό το βιβλίο! Είναι γραμμένο στο είδος της περιπέτειας. Τα δίδυμα Max και Molly μπαίνουν από θαύμα στο ανθρώπινο σώμα.
Εκεί συναντούν το Volnyashka, ένα μικρό υγρό ιστών που θα τους βοηθήσει να βγουν από αυτή την κατάσταση. Τα παιδιά περιμένουν εκπληκτικές περιπέτειες γεμάτες με θανάσιμο κίνδυνο, γιατί ανθρώπινο σώμαεξοπλισμένο με αμυντικούς - μακροφάγους.
Τα παιδιά ως εκ θαύματος δεν θα διαλυθούν στο στομάχι και θα κολυμπήσουν μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία. σε απλή γλώσσαο συγγραφέας μιλά για τους νευρώνες, τη δομή του εγκεφάλου και άλλα όργανα.
Απαραίτητες προϋποθέσεις για τη δημιουργία της κυτταρικής θεωρίας ήταν η εφεύρεση και η βελτίωση του μικροσκοπίου και η ανακάλυψη κυττάρων (1665, R. Hooke - όταν μελετούσε ένα κόψιμο του φλοιού ενός δέντρου φελλού, σαμπούκου κ.λπ.). Τα έργα των διάσημων μικροσκοπίων: M. Malpighi, N. Gru, A. van Leeuwenhoek - επέτρεψαν να δούμε τα κύτταρα των φυτικών οργανισμών. Ο A. van Leeuwenhoek ανακάλυψε μονοκύτταρους οργανισμούς στο νερό. Αρχικά μελετήθηκε ο κυτταρικός πυρήνας. Ο R. Brown περιέγραψε τον πυρήνα ενός φυτικού κυττάρου. Ο Ya. E. Purkine εισήγαγε την έννοια του πρωτοπλάσματος - υγρό ζελατινώδες κυτταρικό περιεχόμενο.
Ο Γερμανός βοτανολόγος M. Schleiden ήταν ο πρώτος που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι κάθε κύτταρο έχει έναν πυρήνα. Ιδρυτής του CT είναι ο Γερμανός βιολόγος T. Schwann (μαζί με τον M. Schleiden), ο οποίος το 1839 δημοσίευσε το έργο «Μικροσκοπικές μελέτες για την αντιστοιχία στη δομή και την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών». Οι διατάξεις του:
1) κύτταρο - η κύρια δομική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών (τόσο τα ζώα όσο και τα φυτά).
2) εάν υπάρχει πυρήνας σε οποιονδήποτε σχηματισμό ορατός με μικροσκόπιο, τότε μπορεί να θεωρηθεί κύτταρο.
3) η διαδικασία σχηματισμού νέων κυττάρων καθορίζει την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, τη διαφοροποίηση των φυτικών και ζωικών κυττάρων. Προσθήκες στην κυτταρική θεωρία έγιναν από τον Γερμανό επιστήμονα R. Virchow, ο οποίος το 1858 δημοσίευσε το έργο του «Κυτταρική Παθολογία». Απέδειξε ότι τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται με διαίρεση των μητρικών κυττάρων: κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο. ΣΕ τέλη XIX V. μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi και πλαστίδια βρέθηκαν σε φυτικά κύτταρα. Τα χρωμοσώματα ανιχνεύθηκαν αφού τα διαιρούμενα κύτταρα χρωματίστηκαν με ειδικές βαφές. Σύγχρονες διατάξεις ΚΤ
1. Κύτταρο - η βασική μονάδα της δομής και της ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών, είναι η μικρότερη δομική μονάδα των ζωντανών.
2. Τα κύτταρα όλων των οργανισμών (τόσο των μονοκύτταρων όσο και των πολυκύτταρων) είναι παρόμοια σε χημική σύσταση, δομή, βασικές εκδηλώσεις μεταβολισμού και ζωτική δραστηριότητα.
3. Η αναπαραγωγή των κυττάρων γίνεται με τη διαίρεση τους (κάθε νέο κύτταρο σχηματίζεται κατά τη διαίρεση του μητρικού κυττάρου). σε πολύπλοκους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα έχουν διαφορετικά σχήματα και είναι εξειδικευμένα ανάλογα με τις λειτουργίες τους. Παρόμοια κύτταρα σχηματίζουν ιστούς. Οι ιστοί αποτελούνται από όργανα που σχηματίζουν συστήματα οργάνων, είναι στενά διασυνδεδεμένα και υπόκεινται σε νευρικούς και χυμικούς μηχανισμούς ρύθμισης (σε ανώτερους οργανισμούς).
Σημασία της κυτταρικής θεωρίας
Έγινε σαφές ότι το κύτταρο είναι το πιο σημαντικό συστατικό των ζωντανών οργανισμών, το κύριο μορφοφυσιολογικό συστατικό τους. Το κύτταρο είναι η βάση ενός πολυκύτταρου οργανισμού, η θέση της ροής των βιοχημικών και φυσιολογικές διεργασίεςστον οργανισμό. Σε κυτταρικό επίπεδο, τελικά συμβαίνουν όλες οι βιολογικές διεργασίες. Η κυτταρική θεωρία κατέστησε δυνατή την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την ομοιότητα της χημικής σύνθεσης όλων των κυττάρων, το γενικό σχέδιο της δομής τους, το οποίο επιβεβαιώνει τη φυλογενετική ενότητα ολόκληρου του ζωντανού κόσμου.
2. Ορισμός της ζωής στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της επιστήμης
Είναι αρκετά δύσκολο να δοθεί ένας πλήρης και ξεκάθαρος ορισμός της έννοιας της ζωής, δεδομένης της τεράστιας ποικιλίας των εκδηλώσεών της. Στους περισσότερους ορισμούς της έννοιας της ζωής, που δόθηκαν από πολλούς επιστήμονες και στοχαστές ανά τους αιώνες, ελήφθησαν υπόψη οι κορυφαίες ιδιότητες που διακρίνουν το ζωντανό από το άβιο. Για παράδειγμα, ο Αριστοτέλης είπε ότι η ζωή είναι «θρέψη, ανάπτυξη και εξαθλίωση» του σώματος. Ο A. L. Lavoisier όρισε τη ζωή ως «χημική λειτουργία». Ο G. R. Treviranus πίστευε ότι η ζωή είναι «μια σταθερή ομοιομορφία των διαδικασιών με μια διαφορά στις εξωτερικές επιρροές». Είναι σαφές ότι τέτοιοι ορισμοί δεν θα μπορούσαν να ικανοποιήσουν τους επιστήμονες, αφού δεν αντανακλούσαν (και δεν μπορούσαν να αντανακλούν) όλες τις ιδιότητες της ζωντανής ύλης. Επιπλέον, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι ιδιότητες των ζωντανών δεν είναι εξαιρετικές και μοναδικές, όπως φαινόταν πριν, βρίσκονται χωριστά μεταξύ των μη ζωντανών αντικειμένων. Ο AI Oparin όρισε τη ζωή ως «μια ειδική, πολύ περίπλοκη μορφή της κίνησης της ύλης». Αυτός ο ορισμός αντανακλά την ποιοτική πρωτοτυπία της ζωής, η οποία δεν μπορεί να περιοριστεί σε απλούς χημικούς ή φυσικούς νόμους. Ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση ο ορισμός είναι γενικού χαρακτήρακαι δεν αποκαλύπτει τη συγκεκριμένη πρωτοτυπία αυτής της κίνησης.
Ο Φ. Ένγκελς στο «Dialectics of Nature» έγραψε: «Η ζωή είναι ένας τρόπος ύπαρξης πρωτεϊνικών σωμάτων, το ουσιαστικό σημείο του οποίου είναι η ανταλλαγή ύλης και ενέργειας με περιβάλλον».
Για πρακτική εφαρμογή, είναι χρήσιμοι αυτοί οι ορισμοί, οι οποίοι περιέχουν τις βασικές ιδιότητες που είναι αναγκαστικά εγγενείς σε όλες τις ζωντανές μορφές. Εδώ είναι ένα από αυτά: η ζωή είναι ένα μακρομοριακό ανοιχτό σύστημα, το οποίο χαρακτηρίζεται από μια ιεραρχική οργάνωση, την ικανότητα αυτοαναπαραγωγής, αυτοσυντήρησης και αυτορρύθμισης, μεταβολισμό, λεπτώς ρυθμισμένη ροή ενέργειας. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμόΗ ζωή είναι ένας πυρήνας τάξης που εξαπλώνεται σε ένα λιγότερο τακτοποιημένο σύμπαν.
Η ζωή υπάρχει με τη μορφή ανοιχτών συστημάτων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε ζωντανή μορφή δεν κλείνεται μόνο στον εαυτό της, αλλά ανταλλάσσει συνεχώς ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον.
3. Θεμελιώδεις ιδιότητες της ζωντανής ύλης
Αυτές οι ιδιότητες σε ένα σύμπλεγμα χαρακτηρίζουν κάθε ζωντανό σύστημα και ζωή γενικότερα:
1) αυτοενημέρωση. Συνδέεται με τη ροή της ύλης και της ενέργειας. Η βάση του μεταβολισμού είναι οι ισορροπημένες και σαφώς αλληλένδετες διαδικασίες αφομοίωσης (αναβολισμός, σύνθεση, σχηματισμός νέων ουσιών) και αφομοίωσης (καταβολισμός, αποσύνθεση). Ως αποτέλεσμα της αφομοίωσης, οι δομές του σώματος ενημερώνονται και σχηματίζονται νέα μέρη (κύτταρα, ιστοί, μέρη οργάνων). Η αφομοίωση καθορίζει τη διάσπαση ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ, παρέχει στο κύτταρο πλαστική ύλη και ενέργεια. Για το σχηματισμό ενός νέου, απαιτείται συνεχής εισροή απαραίτητων ουσιών από το εξωτερικό και στη διαδικασία της δραστηριότητας της ζωής (και ειδικότερα της αφομοίωσης), σχηματίζονται προϊόντα που πρέπει να εισαχθούν στο εξωτερικό περιβάλλον.
2) αυτοαναπαραγωγή. Παρέχει συνέχεια μεταξύ διαδοχικών γενεών βιολογικών συστημάτων. Αυτή η ιδιότητα σχετίζεται με τις ροές πληροφοριών που είναι ενσωματωμένες στη δομή των νουκλεϊκών οξέων. Από αυτή την άποψη, οι ζωντανές δομές αναπαράγονται και ενημερώνονται συνεχώς, χωρίς να χάνουν την ομοιότητά τους με τις προηγούμενες γενιές (παρά τη συνεχή ανανέωση της ύλης). Νουκλεϊκά οξέαείναι σε θέση να αποθηκεύουν, να μεταδίδουν και να αναπαράγουν κληρονομικές πληροφορίες, καθώς και να τις πραγματοποιούν μέσω της πρωτεϊνοσύνθεσης. Οι πληροφορίες που αποθηκεύονται στο DNA μεταφέρονται σε ένα μόριο πρωτεΐνης με τη βοήθεια μορίων RNA.
3) αυτορρύθμιση. Βασίζεται σε ένα σύνολο ροών ύλης, ενέργειας και πληροφοριών μέσω ενός ζωντανού οργανισμού.
4) ευερεθιστότητα. Συνδέεται με τη μεταφορά πληροφοριών από το εξωτερικό σε οποιοδήποτε βιολογικό σύστημα και αντανακλά την αντίδραση αυτού του συστήματος σε ένα εξωτερικό ερέθισμα. Χάρη στην ευερεθιστότητα, οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σε θέση να αντιδρούν επιλεκτικά στις περιβαλλοντικές συνθήκες και να εξάγουν από αυτό μόνο ό,τι είναι απαραίτητο για την ύπαρξή τους. Η ευερεθιστότητα συνδέεται με την αυτορρύθμιση των ζωντανών συστημάτων σύμφωνα με την αρχή της ανάδρασης: τα απόβλητα μπορούν να έχουν ανασταλτική ή διεγερτική επίδραση σε εκείνα τα ένζυμα που βρίσκονταν στην αρχή μιας μακράς αλυσίδας χημικών αντιδράσεων.
5) διατήρηση της ομοιόστασης (από το Γρ. homoios - "παρόμοιο, πανομοιότυπο" και στάση - "ακινησία, κατάσταση") - η σχετική δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος, οι φυσικοχημικές παράμετροι της ύπαρξης του συστήματος.
6) δομική οργάνωση - μια ορισμένη τάξη, αρμονία ενός ζωντανού συστήματος. Βρίσκεται στη μελέτη όχι μόνο μεμονωμένων ζωντανών οργανισμών, αλλά και των συσσωματωμάτων τους σε σχέση με το περιβάλλον - βιογεωκαινώσεις.
7) προσαρμογή - η ικανότητα ενός ζωντανού οργανισμού να προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης στο περιβάλλον. Βασίζεται στην ευερεθιστότητα και στις χαρακτηριστικές επαρκείς αποκρίσεις της.
1. Θεωρία κυττάρων (CT) Υπόβαθρο της κυτταρικής θεωρίας
Απαραίτητες προϋποθέσεις για τη δημιουργία της κυτταρικής θεωρίας ήταν η εφεύρεση και η βελτίωση του μικροσκοπίου και η ανακάλυψη κυττάρων (1665, R. Hooke - όταν μελετούσε ένα κόψιμο του φλοιού ενός δέντρου φελλού, σαμπούκου κ.λπ.). Τα έργα των διάσημων μικροσκοπίων: M. Malpighi, N. Gru, A. van Leeuwenhoek - επέτρεψαν να δούμε τα κύτταρα των φυτικών οργανισμών. Ο A. van Leeuwenhoek ανακάλυψε μονοκύτταρους οργανισμούς στο νερό. Αρχικά μελετήθηκε ο κυτταρικός πυρήνας. Ο R. Brown περιέγραψε τον πυρήνα ενός φυτικού κυττάρου. Ο Ya. E. Purkine εισήγαγε την έννοια του πρωτοπλάσματος - υγρό ζελατινώδες κυτταρικό περιεχόμενο.
Ο Γερμανός βοτανολόγος M. Schleiden ήταν ο πρώτος που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι κάθε κύτταρο έχει έναν πυρήνα. Ιδρυτής του CT είναι ο Γερμανός βιολόγος T. Schwann (μαζί με τον M. Schleiden), ο οποίος το 1839 δημοσίευσε το έργο «Μικροσκοπικές μελέτες για την αντιστοιχία στη δομή και την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών». Οι διατάξεις του:
1) κύτταρο - η κύρια δομική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών (τόσο τα ζώα όσο και τα φυτά).
2) εάν υπάρχει πυρήνας σε οποιονδήποτε σχηματισμό ορατός με μικροσκόπιο, τότε μπορεί να θεωρηθεί κύτταρο.
3) η διαδικασία σχηματισμού νέων κυττάρων καθορίζει την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, τη διαφοροποίηση των φυτικών και ζωικών κυττάρων. Προσθήκες στην κυτταρική θεωρία έγιναν από τον Γερμανό επιστήμονα R. Virchow, ο οποίος το 1858 δημοσίευσε το έργο του «Κυτταρική Παθολογία». Απέδειξε ότι τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται με διαίρεση των μητρικών κυττάρων: κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο. Στα τέλη του XIX αιώνα. μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi και πλαστίδια βρέθηκαν σε φυτικά κύτταρα. Τα χρωμοσώματα ανιχνεύθηκαν αφού τα διαιρούμενα κύτταρα χρωματίστηκαν με ειδικές βαφές. Σύγχρονες διατάξεις ΚΤ
1. Κύτταρο - η βασική μονάδα της δομής και της ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών, είναι η μικρότερη δομική μονάδα των ζωντανών.
2. Τα κύτταρα όλων των οργανισμών (τόσο των μονοκύτταρων όσο και των πολυκύτταρων) είναι παρόμοια σε χημική σύσταση, δομή, βασικές εκδηλώσεις μεταβολισμού και ζωτική δραστηριότητα.
3. Η αναπαραγωγή των κυττάρων γίνεται με τη διαίρεση τους (κάθε νέο κύτταρο σχηματίζεται κατά τη διαίρεση του μητρικού κυττάρου). σε πολύπλοκους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα έχουν διαφορετικά σχήματα και είναι εξειδικευμένα ανάλογα με τις λειτουργίες τους. Παρόμοια κύτταρα σχηματίζουν ιστούς. Οι ιστοί αποτελούνται από όργανα που σχηματίζουν συστήματα οργάνων, είναι στενά διασυνδεδεμένα και υπόκεινται σε νευρικούς και χυμικούς μηχανισμούς ρύθμισης (σε ανώτερους οργανισμούς).
Σημασία της κυτταρικής θεωρίας
Έγινε σαφές ότι το κύτταρο είναι το πιο σημαντικό συστατικό των ζωντανών οργανισμών, το κύριο μορφοφυσιολογικό συστατικό τους. Το κύτταρο είναι η βάση ενός πολυκύτταρου οργανισμού, η θέση των βιοχημικών και φυσιολογικών διεργασιών στο σώμα. Σε κυτταρικό επίπεδο, τελικά συμβαίνουν όλες οι βιολογικές διεργασίες. Η κυτταρική θεωρία κατέστησε δυνατή την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την ομοιότητα της χημικής σύνθεσης όλων των κυττάρων, το γενικό σχέδιο της δομής τους, το οποίο επιβεβαιώνει τη φυλογενετική ενότητα ολόκληρου του ζωντανού κόσμου.
2. Ορισμός της ζωής στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της επιστήμης
Είναι αρκετά δύσκολο να δοθεί ένας πλήρης και ξεκάθαρος ορισμός της έννοιας της ζωής, δεδομένης της τεράστιας ποικιλίας των εκδηλώσεών της.
Στους περισσότερους ορισμούς της έννοιας της ζωής, που δόθηκαν από πολλούς επιστήμονες και στοχαστές ανά τους αιώνες, ελήφθησαν υπόψη οι κορυφαίες ιδιότητες που διακρίνουν το ζωντανό από το άβιο. Για παράδειγμα, ο Αριστοτέλης είπε ότι η ζωή είναι «θρέψη, ανάπτυξη και εξαθλίωση» του σώματος. Ο A. L. Lavoisier όρισε τη ζωή ως «χημική λειτουργία». Ο G. R. Treviranus πίστευε ότι η ζωή είναι «μια σταθερή ομοιομορφία των διαδικασιών με μια διαφορά στις εξωτερικές επιρροές». Είναι σαφές ότι τέτοιοι ορισμοί δεν θα μπορούσαν να ικανοποιήσουν τους επιστήμονες, αφού δεν αντανακλούσαν (και δεν μπορούσαν να αντανακλούν) όλες τις ιδιότητες της ζωντανής ύλης. Επιπλέον, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι ιδιότητες των ζωντανών δεν είναι εξαιρετικές και μοναδικές, όπως φαινόταν πριν, βρίσκονται χωριστά μεταξύ των μη ζωντανών αντικειμένων. Ο AI Oparin όρισε τη ζωή ως «μια ειδική, πολύ περίπλοκη μορφή της κίνησης της ύλης». Αυτός ο ορισμός αντανακλά την ποιοτική πρωτοτυπία της ζωής, η οποία δεν μπορεί να περιοριστεί σε απλούς χημικούς ή φυσικούς νόμους. Ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, ο ορισμός είναι γενικής φύσεως και δεν αποκαλύπτει τη συγκεκριμένη ιδιαιτερότητα αυτής της κίνησης.
Ο Φ. Ένγκελς στη «Διαλεκτική της Φύσης» έγραψε: «Η ζωή είναι ένας τρόπος ύπαρξης πρωτεϊνικών σωμάτων, το ουσιαστικό σημείο του οποίου είναι η ανταλλαγή ύλης και ενέργειας με το περιβάλλον».
Για πρακτική εφαρμογή, είναι χρήσιμοι αυτοί οι ορισμοί, οι οποίοι περιέχουν τις βασικές ιδιότητες που είναι αναγκαστικά εγγενείς σε όλες τις ζωντανές μορφές. Εδώ είναι ένα από αυτά: η ζωή είναι ένα μακρομοριακό ανοιχτό σύστημα, το οποίο χαρακτηρίζεται από μια ιεραρχική οργάνωση, την ικανότητα αυτο-αναπαραγωγής, αυτοσυντήρησης και αυτορρύθμισης, μεταβολισμό, μια καλά ρυθμισμένη ροή ενέργειας. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, η ζωή είναι ένας πυρήνας τάξης που εξαπλώνεται σε ένα λιγότερο τακτοποιημένο σύμπαν.
Η ζωή υπάρχει με τη μορφή ανοιχτών συστημάτων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε ζωντανή μορφή δεν κλείνεται μόνο στον εαυτό της, αλλά ανταλλάσσει συνεχώς ύλη, ενέργεια και πληροφορίες με το περιβάλλον.
3. Θεμελιώδεις ιδιότητες της ζωντανής ύλης
Αυτές οι ιδιότητες σε ένα σύμπλεγμα χαρακτηρίζουν κάθε ζωντανό σύστημα και ζωή γενικότερα:
1) αυτοενημέρωση. Συνδέεται με τη ροή της ύλης και της ενέργειας. Η βάση του μεταβολισμού είναι οι ισορροπημένες και σαφώς αλληλένδετες διαδικασίες αφομοίωσης (αναβολισμός, σύνθεση, σχηματισμός νέων ουσιών) και αφομοίωσης (καταβολισμός, αποσύνθεση). Ως αποτέλεσμα της αφομοίωσης, οι δομές του σώματος ενημερώνονται και σχηματίζονται νέα μέρη (κύτταρα, ιστοί, μέρη οργάνων). Η αφομοίωση καθορίζει τη διάσπαση των οργανικών ενώσεων, παρέχει στο κύτταρο πλαστική ύλη και ενέργεια. Για το σχηματισμό ενός νέου, απαιτείται συνεχής εισροή απαραίτητων ουσιών από το εξωτερικό και στη διαδικασία της δραστηριότητας της ζωής (και ειδικότερα της αφομοίωσης), σχηματίζονται προϊόντα που πρέπει να εισαχθούν στο εξωτερικό περιβάλλον.
2) αυτοαναπαραγωγή. Παρέχει συνέχεια μεταξύ διαδοχικών γενεών βιολογικών συστημάτων. Αυτή η ιδιότητα σχετίζεται με τις ροές πληροφοριών που είναι ενσωματωμένες στη δομή των νουκλεϊκών οξέων. Από αυτή την άποψη, οι ζωντανές δομές αναπαράγονται και ενημερώνονται συνεχώς, χωρίς να χάνουν την ομοιότητά τους με τις προηγούμενες γενιές (παρά τη συνεχή ανανέωση της ύλης). Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ικανά να αποθηκεύουν, να μεταδίδουν και να αναπαράγουν κληρονομικές πληροφορίες, καθώς και να τις πραγματοποιούν μέσω της πρωτεϊνοσύνθεσης. Οι πληροφορίες που αποθηκεύονται στο DNA μεταφέρονται σε ένα μόριο πρωτεΐνης με τη βοήθεια μορίων RNA.
3) αυτορρύθμιση. Βασίζεται σε ένα σύνολο ροών ύλης, ενέργειας και πληροφοριών μέσω ενός ζωντανού οργανισμού.
4) ευερεθιστότητα. Συνδέεται με τη μεταφορά πληροφοριών από το εξωτερικό σε οποιοδήποτε βιολογικό σύστημα και αντανακλά την αντίδραση αυτού του συστήματος σε ένα εξωτερικό ερέθισμα. Χάρη στην ευερεθιστότητα, οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σε θέση να αντιδρούν επιλεκτικά στις περιβαλλοντικές συνθήκες και να εξάγουν από αυτό μόνο ό,τι είναι απαραίτητο για την ύπαρξή τους. Η ευερεθιστότητα συνδέεται με την αυτορρύθμιση των ζωντανών συστημάτων σύμφωνα με την αρχή της ανάδρασης: τα απόβλητα μπορούν να έχουν ανασταλτική ή διεγερτική επίδραση σε εκείνα τα ένζυμα που βρίσκονταν στην αρχή μιας μακράς αλυσίδας χημικών αντιδράσεων.
5) διατήρηση της ομοιόστασης (από το Γρ. homoios - "παρόμοιο, πανομοιότυπο" και στάση - "ακινησία, κατάσταση") - η σχετική δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος, οι φυσικοχημικές παράμετροι της ύπαρξης του συστήματος.
6) δομική οργάνωση - μια ορισμένη τάξη, αρμονία ενός ζωντανού συστήματος. Βρίσκεται στη μελέτη όχι μόνο μεμονωμένων ζωντανών οργανισμών, αλλά και των συσσωματωμάτων τους σε σχέση με το περιβάλλον - βιογεωκαινώσεις.
7) προσαρμογή - η ικανότητα ενός ζωντανού οργανισμού να προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης στο περιβάλλον. Βασίζεται στην ευερεθιστότητα και στις χαρακτηριστικές επαρκείς αποκρίσεις της.
8) αναπαραγωγή (αναπαραγωγή). Δεδομένου ότι η ζωή υπάρχει με τη μορφή χωριστών (διακριτών) ζωντανών συστημάτων (για παράδειγμα, κυττάρων) και η ύπαρξη κάθε τέτοιου συστήματος είναι αυστηρά περιορισμένη χρονικά, η διατήρηση της ζωής στη Γη συνδέεται με την αναπαραγωγή ζωντανών συστημάτων. Σε μοριακό επίπεδο, η αναπαραγωγή πραγματοποιείται λόγω της σύνθεσης μήτρας, σχηματίζονται νέα μόρια σύμφωνα με το πρόγραμμα που καθορίζεται στη δομή (μήτρα) των προϋπαρχόντων μορίων.
9) κληρονομικότητα. Παρέχει συνέχεια μεταξύ γενεών οργανισμών (με βάση τις ροές πληροφοριών).
Σχετίζεται στενά με την αυτοαναπαραγωγή της ζωής σε μοριακό, υποκυτταρικό και κυτταρικό επίπεδο. Λόγω της κληρονομικότητας, τα χαρακτηριστικά μεταδίδονται από γενιά σε γενιά που παρέχουν προσαρμογή στο περιβάλλον.
10) Η μεταβλητότητα είναι μια ιδιότητα αντίθετη από την κληρονομικότητα. Λόγω της μεταβλητότητας, ένα ζωντανό σύστημα αποκτά χαρακτηριστικά που προηγουμένως ήταν ασυνήθιστα για αυτό. Πρώτα απ 'όλα, η μεταβλητότητα συνδέεται με σφάλματα στην αναπαραγωγή: οι αλλαγές στη δομή των νουκλεϊκών οξέων οδηγούν στην εμφάνιση νέων κληρονομικών πληροφοριών. Εμφανίζονται νέα σημάδια και ιδιότητες. Εάν είναι χρήσιμα για έναν οργανισμό σε ένα δεδομένο βιότοπο, τότε συλλέγονται και καθορίζονται από τη φυσική επιλογή. Δημιουργούνται νέες μορφές και τύποι. Έτσι, η μεταβλητότητα δημιουργεί προϋποθέσεις για την ειδογένεση και την εξέλιξη.
11) ατομική ανάπτυξη (η διαδικασία της οντογένεσης) - η ενσάρκωση του πρωτοτύπου γενετικές πληροφορίες, ενσωματωμένα στη δομή των μορίων DNA (δηλαδή στον γονότυπο), στις λειτουργικές δομές του σώματος. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εκδηλώνεται μια τέτοια ιδιότητα όπως η ικανότητα ανάπτυξης, η οποία εκφράζεται σε αύξηση του σωματικού βάρους και μεγέθους. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην αναπαραγωγή μορίων, την αναπαραγωγή, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και άλλων δομών, κ.λπ.
12) φυλογενετική ανάπτυξη (τα πρότυπα της καθιερώθηκαν από τον C. R. Darwin). Βασισμένο στην προοδευτική αναπαραγωγή, την κληρονομικότητα, τον αγώνα για ύπαρξη και την επιλογή. Ως αποτέλεσμα της εξέλιξης, μεγάλο ποσότύπους. Η προοδευτική εξέλιξη έχει περάσει από μια σειρά βημάτων. Αυτοί είναι προκυτταρικοί, μονοκύτταροι και πολυκύτταροι οργανισμοί μέχρι τον άνθρωπο.
Ταυτόχρονα, η ανθρώπινη οντογένεση επαναλαμβάνει τη φυλογένεση (δηλαδή, η ατομική ανάπτυξη περνά από τα ίδια στάδια με την εξελικτική διαδικασία).
13) διακριτικότητα (ασυνέχεια) και ταυτόχρονα ακεραιότητα. Η ζωή αντιπροσωπεύεται από μια συλλογή μεμονωμένων οργανισμών, ή ατόμων. Κάθε οργανισμός, με τη σειρά του, είναι επίσης διακριτός, αφού αποτελείται από ένα σύνολο οργάνων, ιστών και κυττάρων. Κάθε κύτταρο αποτελείται από οργανίδια, αλλά ταυτόχρονα είναι αυτόνομο. Οι κληρονομικές πληροφορίες πραγματοποιούνται από τα γονίδια, αλλά ούτε ένα γονίδιο από μόνο του δεν μπορεί να καθορίσει την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού.
4. Επίπεδα οργάνωσης ζωής
Η ζωντανή φύση είναι ένα ολιστικό, αλλά ετερογενές σύστημα, το οποίο χαρακτηρίζεται από μια ιεραρχική οργάνωση. Ένα ιεραρχικό σύστημα είναι ένα τέτοιο σύστημα στο οποίο τα μέρη (ή στοιχεία του συνόλου) είναι διατεταγμένα με σειρά από το υψηλότερο προς το χαμηλότερο. Η ιεραρχική αρχή της οργάνωσης καθιστά δυνατή τη διάκριση στην άγρια ζωή επιμέρους επίπεδα, το οποίο είναι πολύ βολικό όταν μελετάμε τη ζωή ως ένα περίπλοκο φυσικό φαινόμενο. Υπάρχουν τρία κύρια στάδια της ζωής: τα μικροσυστήματα, τα μεσοσυστήματα και τα μακροσυστήματα.
Τα μικροσυστήματα (προ-οργανιστικό στάδιο) περιλαμβάνουν μοριακά (μοριακά-γενετικά) και υποκυτταρικά επίπεδα.
Τα μεσοσυστήματα (οργανιστικό στάδιο) περιλαμβάνουν κυτταρικά, ιστικά, οργανικά, συστηματικά, οργανικά (ο οργανισμός ως σύνολο) ή οντογενετικά επίπεδα.
Τα μακροσυστήματα (υπεροργανιστικό στάδιο) περιλαμβάνουν πληθυσμό-είδη, βιοκαινοτικά και παγκόσμια επίπεδα (τη βιόσφαιρα ως σύνολο). Σε κάθε επίπεδο μπορεί κανείς να ξεχωρίσει μια στοιχειώδη ενότητα και ένα φαινόμενο.
Μια στοιχειώδης μονάδα (EE) είναι μια δομή (ή αντικείμενο), οι κανονικές αλλαγές της οποίας (στοιχειώδη φαινόμενα, EE) συμβάλλουν στην ανάπτυξη της ζωής σε ένα δεδομένο επίπεδο.
Ιεραρχικά επίπεδα:
1) μοριακό γενετικό επίπεδο. Η EE αντιπροσωπεύεται από το γονιδίωμα. Ένα γονίδιο είναι ένα τμήμα ενός μορίου DNA (και σε ορισμένους ιούς, ενός μορίου RNA) που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό οποιουδήποτε χαρακτηριστικού. Οι πληροφορίες που είναι ενσωματωμένες στα νουκλεϊκά οξέα πραγματοποιούνται μέσω της σύνθεσης μήτρας πρωτεϊνών.
2) υποκυτταρικό επίπεδο. Η EE αντιπροσωπεύεται από κάποια υποκυτταρική δομή, δηλαδή ένα οργανίδιο που εκτελεί τις εγγενείς λειτουργίες του και συμβάλλει στο έργο του κυττάρου στο σύνολό του.
3) κυτταρικό επίπεδο. Το EE είναι ένα κύτταρο, το οποίο είναι ένα στοιχειώδες βιολογικό σύστημα που λειτουργεί ανεξάρτητα. Μόνο σε αυτό το επίπεδο είναι δυνατή η πραγματοποίηση της γενετικής πληροφορίας και οι διαδικασίες της βιοσύνθεσης. Για μονοκύτταροι οργανισμοίαυτό το επίπεδο συμπίπτει με τον οργανισμό. EE είναι οι αντιδράσεις του κυτταρικού μεταβολισμού, οι οποίες αποτελούν τη βάση των ροών ενέργειας, πληροφοριών και ύλης.
4) επίπεδο ιστού. Ένα σύνολο κυττάρων με τον ίδιο τύπο οργάνωσης αποτελεί έναν ιστό (EE). Το επίπεδο προέκυψε με την εμφάνιση πολυκύτταρων οργανισμών με περισσότερο ή λιγότερο διαφοροποιημένους ιστούς. Ο ιστός λειτουργεί ως σύνολο και έχει τις ιδιότητες ενός ζωντανού πράγματος.
5) επίπεδο οργάνου. Σχηματίζεται μαζί με λειτουργικά κύτταρα που ανήκουν σε διαφορετικούς ιστούς (EE). Μόνο τέσσερις κύριοι ιστοί αποτελούν μέρος των οργάνων των πολυκύτταρων οργανισμών, έξι κύριοι ιστοί αποτελούν τα όργανα των φυτών.
6) οργανικό (οντογενετικό) επίπεδο. Η ΕΕ είναι ένα άτομο στην ανάπτυξή της από τη στιγμή της γέννησης έως τον τερματισμό της ύπαρξής της ως ζωντανό σύστημα. Το EI είναι τακτικές αλλαγές στο σώμα κατά τη διαδικασία της ατομικής ανάπτυξης (οντογένεση). Στη διαδικασία της οντογένεσης, υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, οι κληρονομικές πληροφορίες ενσωματώνονται σε βιολογικές δομές, δηλαδή, με βάση τον γονότυπο ενός ατόμου, σχηματίζεται ο φαινότυπος του.
7) επίπεδο πληθυσμού-ειδών. Η ΕΕ είναι ένας πληθυσμός, δηλαδή ένα σύνολο ατόμων (οργανισμών) του ίδιου είδους που κατοικούν στην ίδια περιοχή και διασταυρώνονται ελεύθερα. Ο πληθυσμός έχει μια γονιδιακή δεξαμενή, δηλαδή το σύνολο των γονοτύπων όλων των ατόμων. Ο αντίκτυπος στη γονιδιακή δεξαμενή στοιχειωδών εξελικτικών παραγόντων (μεταλλάξεις, διακυμάνσεις στον αριθμό των ατόμων, φυσική επιλογή) οδηγεί σε εξελικτικά σημαντικές αλλαγές (ER).
8) βιοκαινοτικό (οικοσυστημικό) επίπεδο. EE - βιοκένωση, δηλαδή μια ιστορικά εδραιωμένη σταθερή κοινότητα πληθυσμών ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ, που συνδέονται μεταξύ τους και με την περιβάλλουσα άψυχη φύση μέσω της ανταλλαγής ουσιών, ενέργειας και πληροφοριών (κύκλοι), που είναι η ΕΕ.
9) επίπεδο βιόσφαιρας (παγκόσμιο). EE - η βιόσφαιρα (η περιοχή κατανομής της ζωής στη Γη), δηλαδή, ένα ενιαίο πλανητικό σύμπλεγμα βιογεωκαινόζων, διαφορετικό στη σύνθεση των ειδών και στα χαρακτηριστικά του αβιοτικού (μη ζωντανού) μέρους. Οι βιογεωκαινώσεις καθορίζουν όλες τις διεργασίες που συμβαίνουν στη βιόσφαιρα.
10) νοσφαιρικό επίπεδο. Αυτή η νέα ιδέα διατυπώθηκε από τον Ακαδημαϊκό V. I. Vernadsky. Ίδρυσε το δόγμα της νοόσφαιρας ως σφαίρα του νου. Αυτό είναι ένα αναπόσπαστο μέρος της βιόσφαιρας, η οποία αλλάζει λόγω των ανθρώπινων δραστηριοτήτων.
ΔΙΑΛΕΞΗ № 2. Χημική σύνθεση ζωντανών συστημάτων. Ο βιολογικός ρόλος των πρωτεϊνών, των πολυσακχαριτών, των λιπιδίων και του ATP
1. Επισκόπηση χημική δομήκύτταρα
Όλα τα ζωντανά συστήματα περιέχουν σε διάφορες αναλογίες χημικά στοιχείακαι τις χημικές ενώσεις που κατασκευάζονται από αυτά, τόσο οργανικές όσο και ανόργανες.
Σύμφωνα με την ποσοτική περιεκτικότητα του κυττάρου, όλα τα χημικά στοιχεία χωρίζονται σε 3 ομάδες: μακρο-, μικρο- και υπερμικροστοιχεία.
Τα μακροθρεπτικά συστατικά αποτελούν έως και το 99% της κυτταρικής μάζας, εκ των οποίων έως και το 98% αντιστοιχεί σε 4 στοιχεία: οξυγόνο, άζωτο, υδρογόνο και άνθρακα. Σε μικρότερες ποσότητες, τα κύτταρα περιέχουν κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο, ασβέστιο, θείο, φώσφορο και σίδηρο.
Τα ιχνοστοιχεία είναι κυρίως ιόντα μετάλλων (κοβάλτιο, χαλκός, ψευδάργυρος κ.λπ.) και αλογόνα (ιώδιο, βρώμιο κ.λπ.). Περιέχονται σε ποσότητες από 0,001% έως 0,000001%.
Υπερμικροστοιχεία. Η συγκέντρωσή τους είναι κάτω από 0,000001%. Αυτά περιλαμβάνουν χρυσό, υδράργυρο, σελήνιο κ.λπ.
Μια χημική ένωση είναι μια ουσία στην οποία τα άτομα ενός ή περισσότερων χημικών στοιχείων συνδέονται μεταξύ τους μέσω χημικοί δεσμοί. Χημικές ενώσειςείναι ανόργανα και οργανικά. Τα ανόργανα περιλαμβάνουν νερό και μεταλλικά άλατα. Οι οργανικές ενώσεις είναι ενώσεις του άνθρακα με άλλα στοιχεία.
Οι κύριες οργανικές ενώσεις του κυττάρου είναι οι πρωτεΐνες, τα λίπη, οι υδατάνθρακες και τα νουκλεϊκά οξέα.
2. Βιοπολυμερή Πρωτεΐνες
Πρόκειται για πολυμερή των οποίων τα μονομερή είναι αμινοξέα. Αποτελούνται κυρίως από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Ένα μόριο πρωτεΐνης μπορεί να έχει 4 επίπεδα δομικής οργάνωσης (πρωτοταγείς, δευτεροταγείς, τριτοταγείς και τεταρτοταγείς δομές).
Λειτουργίες πρωτεΐνης:
1) προστατευτικό (η ιντερφερόνη συντίθεται εντατικά στο σώμα κατά τη διάρκεια μιας ιογενούς λοίμωξης).
2) δομικό (το κολλαγόνο είναι μέρος των ιστών, συμμετέχει στο σχηματισμό ουλής).
3) κινητήρας (η μυοσίνη εμπλέκεται στη συστολή των μυών).
4) ανταλλακτικά (αλβουμίνες αυγών).
5) μεταφορά (η αιμοσφαιρίνη των ερυθροκυττάρων μεταφέρει θρεπτικά συστατικά και μεταβολικά προϊόντα).
6) υποδοχέας (οι πρωτεΐνες υποδοχέα παρέχουν αναγνώριση από το κύτταρο ουσιών και άλλων κυττάρων).
7) ρυθμιστικό (οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες καθορίζουν τη δραστηριότητα των γονιδίων).
8) οι ορμονικές πρωτεΐνες εμπλέκονται στη χυμική ρύθμιση (η ινσουλίνη ρυθμίζει τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα).
9) οι ενζυμικές πρωτεΐνες καταλύουν τα πάντα χημικές αντιδράσειςστον οργανισμό?
10) ενέργεια (η διάσπαση 1 g πρωτεΐνης απελευθερώνει 17 kJ ενέργειας).
Υδατάνθρακες
Αυτά είναι μονο- και πολυμερή, τα οποία περιλαμβάνουν άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο σε αναλογία 1: 2: 1.
Λειτουργίες των υδατανθράκων:
1) ενέργεια (με τη διάσπαση 1 g υδατανθράκων, απελευθερώνονται 17,6 kJ ενέργειας).
2) δομική (κυτταρίνη, η οποία είναι μέρος του κυτταρικού τοιχώματος στα φυτά).
3) αποθήκευση (απόθεμα ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςως άμυλο στα φυτά και γλυκογόνο στα ζώα).
Τα λίπη (λιπίδια) μπορεί να είναι απλά ή σύνθετα. Τα απλά μόρια λιπιδίων αποτελούνται από την τριυδρική αλκοόλη γλυκερόλη και τρία υπολείμματα λιπαρών οξέων. Τα σύνθετα λιπίδια είναι ενώσεις απλών λιπιδίων με πρωτεΐνες και υδατάνθρακες.
Λειτουργίες λιπιδίων:
1) ενέργεια (με τη διάσπαση 1 g λιπιδίων, σχηματίζονται 38,9 kJ ενέργειας).
2) δομικά (φωσφολιπίδια των κυτταρικών μεμβρανών που σχηματίζουν μια λιπιδική διπλοστιβάδα).
3) αποθήκευση (παροχή θρεπτικών ουσιών στον υποδόριο ιστό και άλλα όργανα).
4) προστατευτικό (υποδόριος ιστός και ένα στρώμα λίπους γύρω εσωτερικά όργαναπροστατέψτε τα από μηχανικές βλάβες).
5) ρυθμιστικό (ορμόνες και βιταμίνες που περιέχουν λιπίδια ρυθμίζουν το μεταβολισμό).
6) θερμομονωτικό (ο υποδόριος ιστός διατηρεί τη θερμότητα). ATP
Το μόριο ATP (αδενοσινοτριφωσφορικό οξύ) αποτελείται από την αζωτούχα βάση της αδενίνης, το σάκχαρο πέντε άνθρακα της ριβόζης και τρία υπολείμματα φωσφορικού οξέος που συνδέονται μεταξύ τους με έναν μακροεργικό δεσμό. Το ATP παράγεται στα μιτοχόνδρια με φωσφορυλίωση. Κατά την υδρόλυση, απελευθερώνεται ένας μεγάλος αριθμός απόενέργεια. Το ATP είναι το κύριο macroerg του κυττάρου - ένας συσσωρευτής ενέργειας με τη μορφή ενέργειας χημικών δεσμών υψηλής ενέργειας.
ΔΙΑΛΕΞΗ № 3. Νουκλεϊκά οξέα. Βιοσύνθεση πρωτεϊνών
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι βιοπολυμερή που περιέχουν φώσφορο των οποίων τα μονομερή είναι νουκλεοτίδια. Οι αλυσίδες νουκλεϊκών οξέων περιλαμβάνουν από αρκετές δεκάδες έως εκατοντάδες εκατομμύρια νουκλεοτίδια.
Υπάρχουν 2 τύποι νουκλεϊκών οξέων - το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Τα νουκλεοτίδια που αποτελούν το DNA περιέχουν έναν υδατάνθρακα, τη δεοξυ-ριβόζη, ενώ το RNA περιέχει ριβόζη.
1. DNA
Κατά κανόνα, το DNA είναι μια έλικα που αποτελείται από δύο συμπληρωματικές πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες στριμμένες προς τα δεξιά. Η σύνθεση των νουκλεοτιδίων DNA περιλαμβάνει: μια αζωτούχα βάση, δεοξυριβόζη και ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος. Οι αζωτούχες βάσεις χωρίζονται σε πουρίνη (αδενίνη και γουανίνη) και πυριμιδίνη (θυμίνη και κυτοσίνη). Δύο αλυσίδες νουκλεοτιδίων συνδέονται μεταξύ τους μέσω αζωτούχων βάσεων σύμφωνα με την αρχή της συμπληρωματικότητας: δύο δεσμοί υδρογόνου εμφανίζονται μεταξύ αδενίνης και θυμίνης και τρεις μεταξύ γουανίνης και κυτοσίνης.
Λειτουργίες DNA:
1) διασφαλίζει τη διατήρηση και τη μετάδοση γενετικής πληροφορίας από κύτταρο σε κύτταρο και από οργανισμό σε οργανισμό, η οποία συνδέεται με την ικανότητά του να αναπαραχθεί·
2) ρύθμιση όλων των διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο, που παρέχεται από τη δυνατότητα μεταγραφής με επακόλουθη μετάφραση.
Η διαδικασία της αυτο-αναπαραγωγής (αυτόματη αναπαραγωγή) του DNA ονομάζεται αντιγραφή. Η αντιγραφή διασφαλίζει την αντιγραφή της γενετικής πληροφορίας και τη μετάδοσή της από γενιά σε γενιά, τη γενετική ταυτότητα των θυγατρικών κυττάρων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μίτωσης και τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά τη διαίρεση των μιτωτικών κυττάρων.
Η αντιγραφή λαμβάνει χώρα κατά τη συνθετική περίοδο της μεσοφάσης της μίτωσης. Το ένζυμο ρεπλικάση κινείται μεταξύ των δύο κλώνων της έλικας του DNA και σπάει τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των αζωτούχων βάσεων. Στη συνέχεια, σε κάθε μία από τις αλυσίδες, χρησιμοποιώντας το ένζυμο πολυμεράση DNA, συμπληρώνονται τα νουκλεοτίδια των θυγατρικών αλυσίδων σύμφωνα με την αρχή της συμπληρωματικότητας. Ως αποτέλεσμα της αντιγραφής, σχηματίζονται δύο πανομοιότυπα μόρια DNA. Η ποσότητα του DNA σε ένα κύτταρο διπλασιάζεται. Αυτή η μέθοδος διπλασιασμού του DNA ονομάζεται ημι-συντηρητική, καθώς κάθε νέο μόριο DNA περιέχει μία «παλιά» και μία νεοσυντιθέμενη πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα.
Μ.: 1992. - 288s. Μ.: 1987. - 288s.
Εγχειρίδιο για τις 10 - 11 τάξεις του λυκείου. Εκδ. Yu.I. Πολυάνσκι.
Μορφή: pdf ( 1992 , 22η έκδ., 288s.)
Μέγεθος: 32 MB
Παρακολουθήστε, κατεβάστε:drive.google
Μορφή: pdf ( 1987 , 17η έκδ., 288s.)
Μέγεθος: 9,3 MB
Παρακολουθήστε, κατεβάστε:drive.google
Μορφή: djvu/zip ( 1987 , 17η έκδ., 288s.)
Μέγεθος: 6 Mb
/ Λήψη αρχείου
Μορφή: djvu/zip ( 1967 , 2η έκδ., 304s.)
Μέγεθος: 5,15 Mb
/ Λήψη αρχείου
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ:
Εισαγωγή 6
ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ι. ΕΞΕΛΙΚΤΙΚΟ ΔΟΓΜΑ
1. Εξελικτικές ιδέες πριν από τον Χ. Δαρβίνο. Η εμφάνιση των διδασκαλιών του Δαρβίνου 11
2. Οι κύριες διατάξεις των διδασκαλιών του Δαρβίνου. Η έννοια του Δαρβινισμού 14
3. Προβολή. Πληθυσμός 16
4. Κληρονομικότητα και μεταβλητότητα 19-
5. Τεχνητή επιλογή. Παράγοντες στην εξέλιξη των ζωικών φυλών και των φυτικών ποικιλιών 22
6. Αγώνας για ύπαρξη 25
7. ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ, άλλοι παράγοντες εξέλιξης 29
8. Καταλληλότητα των οργανισμών και η σχετικότητά της 33
9. Σχηματισμός νέων ειδών 38
ΚΕΦΑΛΑΙΟ II. ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΚΟΣΜΟΥ
10. Μακροεξέλιξη, τα στοιχεία της 43
11. Σύστημα φυτών και ζώων - επίδειξη εξέλιξης 47
12. Οι κύριες κατευθύνσεις της εξέλιξης του οργανικού κόσμου.50
13. Ιστορία της ανάπτυξης της ζωής στη Γη 54
ΚΕΦΑΛΑΙΟ III. ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ
14. Στοιχεία για την καταγωγή του ανθρώπου από τα ζώα 59
15. Κινητήριες δυνάμεις (παράγοντες) ανθρωπογένεσης 63
16. Κατευθύνσεις της ανθρώπινης εξέλιξης. Αρχαίοι άνθρωποι 67
17. Κατευθύνσεις της ανθρώπινης εξέλιξης. Αρχαίοι και πρώτοι σύγχρονοι άνθρωποι 70
18. Ανθρώπινες φυλές. Κριτική του ρατσισμού και του κοινωνικού δαρβινισμού 73
ΚΕΦΑΛΑΙΟ IV. ΒΑΣΕΙΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ
19. Προβλήματα οικολογίας. Οικολογικοί παράγοντες και η αλληλεπίδρασή τους. Μαθηματική μοντελοποίηση 77
20. Βασικό αβιοτικοί παράγοντεςπεριβάλλοντα και η σημασία τους για την άγρια ζωή 80
21. Προσαρμογή των οργανισμών στις εποχικές αλλαγές της φύσης. Φωτοπεριοδισμός 82
22. Είδη και πληθυσμός - οικολογικά χαρακτηριστικά τους 86
23. Προβλήματα ορθολογική χρήσηείδη και διατήρηση της ποικιλότητάς τους 89
24. Οικολογικά συστήματα 91
25. Δεξαμενή και δάσος βελανιδιάς ως παραδείγματα βιογεωκαινόσεων 95
26. Αλλαγές στις βιογεωκαινώσεις 101
27. Βιογεωκενώσεις, ανθρωπογενής 104
ΚΕΦΑΛΑΙΟ V. ΘΕΜΕΛΙΑ ΤΟΥ ΔΟΓΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ
28. Ιδιότητες βιόσφαιρας και βιομάζας του πλανήτη Γη 109
29. Βιομάζα γης και επιφάνειας ωκεανών. 113
30. Κυκλοφορία ουσιών και μετασχηματισμός ενέργειας στη βιόσφαιρα 116
ΚΕΦΑΛΑΙΟ VI. ΒΑΣΕΙΣ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ
31. Θεωρία κυττάρων 123
32. Δομή και λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης 127
33. Κυτόπλασμα και τα οργανίδια του: ενδοπλασματικό δίκτυο, μιτοχόνδρια και πλαστίδια 131
34. Συσκευή Golgi, λυσοσώματα και άλλα οργανίδια του κυτταροπλάσματος. Περιλήψεις 136
35. Πυρήνας 139
36. Προκαρυωτικά κύτταρα. Μη κυτταρικές μορφές ζωής - ιοί 141
37. Χημική σύνθεσηκύτταρα. Ανόργανες ουσίες 145
38. οργανική ύληκύτταρα. Πρωτεΐνες, η δομή τους 147
39. Ιδιότητες και λειτουργίες των πρωτεϊνών 153
40. Υδατάνθρακες. Λιπίδια 155
41. Νουκλεϊκά οξέα. DNA και RNA - 157
42. Μεταβολισμός. Τριφωσφορικό οξύ αδενοσίνης - ATP 162
43. Ενεργειακός μεταβολισμός στο κύτταρο. Σύνθεση ATP 165
44. Πλαστική ανταλλαγή. Βιοσύνθεση πρωτεϊνών. Σύνθεση του i-RNA 167
45. Σύνθεση πολυπεπτιδικής αλυσίδας σε ριβόσωμα 171
46. Χαρακτηριστικά πλαστικών και ενεργειακών ανταλλαγών φυτικών κυττάρων 175
ΚΕΦΑΛΑΙΟ VII. ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ
47. Κυτταρική διαίρεση. Μίτωσις. 181
48. Μορφές αναπαραγωγής οργανισμών 185
49. Μείωσις 187
50. Γονιμοποίηση 190
51. Ατομική ανάπτυξηοργανισμός-οντογένεση 192
52. Ανάδυση και αρχική ανάπτυξηζωή στη γη 195
ΚΕΦΑΛΑΙΟ VIII. ΒΑΣΕΙΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ
53. Υβριδολογική μέθοδος μελέτης κληρονομικότητας. Πρώτος νόμος του Μέντελ 203
54. Κυτταρολογικές βάσεις προτύπων κληρονομικότητας 207
55. Διυβριδική διασταύρωση. Δεύτερος Νόμος του Μέντελ 211
56. Κυτταρολογική βάση διυβριδικής διασταύρωσης 214
57. Το φαινόμενο της συνδεδεμένης κληρονομικότητας και η γενετική του φύλου 215
58. Ο γονότυπος ως αναπόσπαστο σύστημα 220
59. Ανθρώπινη γενετική και η σημασία της για την ιατρική και τη δημόσια υγεία 222
60. Μεταβλητότητα τροποποίησης 227
61. κληρονομική μεταβλητότητα 230
62. Υλικά θεμέλια κληρονομικότητας και μεταβλητότητας. Γενετική μηχανική. 236
63. Γενετική και εξελικτική θεωρία. 239
ΚΕΦΑΛΑΙΟ IX. ΕΚΤΡΟΦΗ ΦΥΤΩΝ, ΖΩΩΝ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ
64. Καθήκοντα σύγχρονης εκτροφής 245
65. Κέντρα ποικιλότητας και προέλευσης καλλιεργούμενων φυτών 246
66. Εκτροφή φυτών 248
67. Έργα του IV Michurin. Επιτεύγματα αναπαραγωγής φυτών στη Σοβιετική Ένωση 253
68. Εκτροφή ζώων. 256
69. Δημιουργία υψηλής παραγωγικότητας φυλών οικόσιτων ζώων. επιλογή μικροοργανισμών. Βιοτεχνολογία 259
ΚΕΦΑΛΑΙΟ Χ. ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ. ΔΙΑΤΑΡΑΞΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΝΟΝΙΣΜΩΝ ΛΟΓΩ ΑΝΘΡΩΠΙΝΩΝ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ
70. Βιόσφαιρα και επιστημονική και τεχνική πρόοδο 267
71. Noosphere 270
Ευρετήριο όρων 277
Συνοπτικό Λεξικόόροι 281
Το σχολικό βιβλίο αντικατοπτρίζει τελευταίας τεχνολογίαςεπιστήμη των γενικά μοτίβαπροέλευση και ανάπτυξη της ζωής στη Γη. Το πρώτο μέρος του σχολικού βιβλίου περιλαμβάνει ενότητες: «Εισαγωγή», «Η ζωή ως φυσικό φαινόμενο», «Βιολογία του κυττάρου», «Αναπαραγωγή οργανισμών», «Οργάνωση κληρονομικού υλικού», «Πρότυπα κληρονομικότητας» και «Μεταβλητότητα».
Το εγχειρίδιο απευθύνεται σε φοιτητές πανεπιστημίου που σπουδάζουν σε βιολογικές, ιατρικές και γεωργικές ειδικότητες.
ιδιότητες των ζωντανών.
Οι ζωντανοί οργανισμοί, σε αντίθεση με τα σώματα της άψυχης φύσης, χαρακτηρίζονται από μια σειρά από ιδιότητες που είναι στην πραγματικότητα χαρακτηριστικά της ζωής: τάξη και ιδιαιτερότητα της δομής, ακεραιότητα και διακριτικότητα, αυτορρύθμιση και ομοιόσταση, αυτοαναπαραγωγή και αυτοίαση, κληρονομικότητα και μεταβλητότητα, μεταβολισμός και ενέργεια, ανάπτυξη και ανάπτυξη, ευερεθιστότητα, κίνηση, αυτορρύθμιση, ειδική σχέση με το περιβάλλον, γήρανση και θάνατος, συμμετοχή στη συνεχή διαδικασία των ιστορικών αλλαγών του ζωντανού (εξελικτική διαδικασία). Αυτά τα χαρακτηριστικά της ζωής αποτελούν αντικείμενο έρευνας πολλών ανεξάρτητων βιολογικών επιστημών, τα αποτελέσματα των οποίων παρουσιάζονται παρακάτω σε διάφορες ενότητες του σχολικού βιβλίου. Ωστόσο, ορισμένα από αυτά είναι εύλογα ταξινομημένα ως θεμελιώδη και απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή ήδη στην αρχή του μαθήματος. Γενική βιολογία».
Τακτοποίηση και ιδιαιτερότητα της δομής. Οι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν τα ίδια χημικά στοιχεία όπως στα αντικείμενα της άγριας ζωής. Ωστόσο, στα κύτταρα των ζωντανών όντων, έχουν τη μορφή όχι μόνο ανόργανων, αλλά και οργανικών ενώσεων. Επιπλέον, η μορφή ύπαρξης των ζωντανών όντων έχει πολύ σημαντικά ειδικά χαρακτηριστικά, κυρίως πολυπλοκότητα και τάξη, που διακρίνουν τόσο το μοριακό όσο και το υπερμοριακό επίπεδο οργάνωσης. Η δημιουργία τάξης είναι η πιο σημαντική περιουσία των ζωντανών. Η τάξη στο χώρο συνοδεύεται από τάξη στο χρόνο.
Πίνακας περιεχομένων
ΕΙΣΑΓΩΓΗ 3
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΖΩΗ ΩΣ ΦΥΣΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ 9
1.1. Καθορισμός της Ουσίας της Ζωής 9
1.2. Υπόστρωμα ζωής 10
1.3. Ιδιότητες διαβίωσης 11
1.4. Βασικές ιδιότητες της ζωής 12
1.5. Επίπεδα οργάνωσης της ζωής 13
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ 16
2.1. Το κύτταρο είναι μια στοιχειώδης δομική-λειτουργική και γενετική μονάδα της ζωής 16
2.2. Τα κύρια στάδια ανάπτυξης και η τρέχουσα κατάσταση της κυτταρικής θεωρίας 16
2.3. Δομική οργάνωσηπροκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα 20
2.4. Συσκευή κυψελών επιφάνειας 23
2.5. Κυτοπλασματική συσκευή του κυττάρου 30
2.5.1. Υαλόπλασμα 30
2.5.2. Κυτταρικά οργανίδια (οργανίδια) 32
2.5.2.1. Μεμβρανικά οργανίδια (οργανίδια) 34
2.5.2.2. Μη μεμβρανικά οργανίδια (οργανίδια) 41
2.6. Πυρηνική συσκευή του κυττάρου 49
2.7. Κυτταρικός κύκλος ζωής 55
2.7.1. Η έννοια του κύκλου ζωής των κυττάρων 55
2.7.2. Μεσοφάση 56
2.7.2.1. Μεταμιτωτική περίοδος 57
2.7.2.2. συνθετική περίοδος. Αυτοδιπλασιασμός DNA 57
2.7.2.3. Προμιτωτική περίοδος 64
2.7.2.4. Μιτωτική περίοδος 65
2.7.2.5. Κυτταρική ανανέωση σε κυτταρικούς πληθυσμούς 69
2.7.2.6. Απόκριση των κυττάρων σε ανεπιθύμητες ενέργειες 70
2.7.2.7. Κυτταρική δυστροφία 70
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ 73
3.1. Η αναπαραγωγή είναι μια παγκόσμια ιδιότητα των ζωντανών. Η εξέλιξη της αναπαραγωγής 73
3.2. Αφυλική αναπαραγωγή 73
3.2.1. Μονοκυτταρογενής ασεξουαλική αναπαραγωγή 73
3.2.2. Πολυκυτταρογενής ασεξουαλική αναπαραγωγή 75
3.3. σεξουαλική αναπαραγωγή 76
3.3.1. Η εξέλιξη της σεξουαλικής αναπαραγωγής 77
3.3.2. Γαμετογένεση 82
3.3.3. Γονιμοποίηση 91
3.4. Τρόποι ανταλλαγής βιολογικών πληροφοριών μεταξύ των ειδών 92
3.5. Βιολογικές πτυχές του σεξουαλικού διμορφισμού 95
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ 97
4.1. Θέμα, καθήκοντα και μέθοδοι γενετικής. Στάδια ανάπτυξης της γενετικής 97
4.2. Δομικά και λειτουργικά επίπεδα οργάνωσης του κληρονομικού υλικού 100
4.3. Το γονίδιο ως λειτουργική μονάδα κληρονομικότητας. Ταξινόμηση, ιδιότητες και εντοπισμός γονιδίων 102
4.4. Οι κύριες διατάξεις της χρωμοσωμικής θεωρίας της κληρονομικότητας 108
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ
5.1. Η κληρονομικότητα ως ιδιότητα διασφάλισης της υλικής συνέχειας μεταξύ των γενεών 110
5.2. Τύποι και πρότυπα κληρονομικότητας 111
5.3. Ο φαινότυπος ως αποτέλεσμα της υλοποίησης του γονότυπου σε ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες 117
5.4. Μοριακές βιολογικές ιδέες για τη δομή και τη λειτουργία των γονιδίων. Η γονιδιακή έκφραση και η ρύθμισή της 118
5.5. Αλληλεπίδραση γονιδίων 122
5.5.1. Αλληλεπίδραση αλληλόμορφων γονιδίων 122
5.5.2. Αλληλεπίδραση μη αλληλόμορφων γονιδίων 125
5.6. Πλειοτροπία 129
5.7. Πολλαπλός αλληλισμός 131
5.8. εκφραστικότητα και διεισδυτικότητα. Γενικοτυπίες 133
5.9. Γενετική μηχανική 134
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΜΕΤΑΒΛΗΤΙΚΟΤΗΤΑ 137
6.1. Η μεταβλητότητα ως καθολική ιδιότητα του ζωντανού 137
6.2. Η μεταβλητότητα τροποποίησης, η προσαρμοστική φύση της, η σημασία της οντογένεσης και η εξέλιξη 138
6.3. Στατιστικές μέθοδοι για τη μελέτη της μεταβλητότητας τροποποίησης 143
6.4. Γονοτυπική μεταβλητότητα. Μηχανισμοί και βιολογικοί 146.
ΔΩΡΕΑΝ Λήψη ηλεκτρονικό βιβλίοσε βολική μορφή, παρακολουθήστε και διαβάστε:
Κατεβάστε το βιβλίο General Biology, Part 1, Sych VF, 2005 - fileskachat.com, γρήγορη και δωρεάν λήψη.
