Elämän ydin Yleinen metodologinen lähestymistapa elämän olemuksen ymmärtämiseen tällä hetkellä on elämän ymmärtäminen prosessina, jonka lopputuloksena on itsensä uusiutuminen, joka ilmenee itsensä lisääntymisenä. Kaikki elävät ovat peräisin vain elävistä olennoista, ja mikä tahansa eläville olennoille luontainen organisaatio syntyy vain toisesta vastaavasta organisaatiosta. Elämän ydin on siis sen itsensä lisääntymisessä, joka perustuu fysikaalisten ja kemiallisten ilmiöiden yhteensovittamiseen ja joka varmistetaan geneettisen tiedon siirtymisellä sukupolvelta toiselle. Juuri tämä tieto varmistaa elävien olentojen itsensä lisääntymisen ja itsesääntelyn. Siksi elämä on laadullisesti erityinen aineen olemassaolon muoto, joka liittyy lisääntymiseen. Elämän ilmiöt ovat aineen liikkeen muoto, korkeampi kuin sen olemassaolon fyysiset ja kemialliset muodot.
Elävät olennot on rakennettu samoista kemiallisista alkuaineista kuin elottomat (happi, vety, hiili, typpi, rikki, fosfori, natrium, kalium, kalsium ja muut alkuaineet). Soluissa ne ovat orgaanisten yhdisteiden muodossa. Elävien olioiden organisaatiolla ja olemassaolomuodolla on kuitenkin erityispiirteitä, jotka erottavat elävät olennot elottomista esineistä.
Elämisen organisatoriset tasot Kaikilla tasoilla kaikki eläville ominaiset ominaisuudet ilmenevät. Jokaiselle näistä tasoista on ominaista muille tasoille ominaiset ominaisuudet, mutta jokaisella tasolla on omat erityispiirteensä.
1. Molekyylitaso... Tämän elämän organisointitason perusyksiköt ovat kemikaalit; nukleiinihapot, proteiinit, hiilihydraatit, lipidit jne. Tällä tasolla ilmenevät pääasiassa sellaiset tärkeät elämänprosessit kuin perinnöllisen tiedon välittäminen, biosynteesi, energian muuntaminen jne. Pääasiallinen elämänstrategia molekyylitasolla on kyky luoda elävää ainetta ja koodaa muuttuvassa ympäristössä hankittua tietoa. 2. Solun taso... Solutason organisaation rakenneelementit ovat erilaisia organelleja. Kyky toistaa omaa lajiaan, erilaisten Maan kemiallisten alkuaineiden sisällyttäminen solun koostumukseen, kemiallisten reaktioiden säätely, energian varastointi ja kulutus ovat tämän tason pääprosesseja. Elämän strategia solutasolla on Maan kemiallisten alkuaineiden ja Auringon energian osallistuminen eläviin järjestelmiin. 3. Kudostaso... Kudos on kokoelma erilaisia solutyyppejä ja solujen välisiä aineita, jotka ovat erikoistuneet suorittamaan tiettyjä toimintoja. 4. Elinten taso... Elin on joukko kudoksia, joita yhdistää yhteisten toimintojen suorittaminen ja joilla on tietty paikka monisoluisessa organismissa. 5. Organismin taso organisaatiot ovat luontaisia yksi- ja monisoluisille biosysteemeille (kasvit, sienet, eläimet, mukaan lukien ihmiset ja erilaiset mikro-organismit). Elävillä organismeilla on sellaisia ominaisuuksia kuin ravitsemus, hengitys, erittyminen, ärtyneisyys, kasvu ja kehitys, lisääntyminen, käyttäytyminen, elinikä ja suhteet ympäristöön. Kaikki nämä prosessit yhdessä luonnehtivat organismia kiinteäksi itsesääteleväksi biosysteemiksi. Elämän päästrategia tällä tasolla on organismin (yksilön) suuntautuminen selviytymiseen jatkuvasti muuttuvissa ympäristöolosuhteissa. 6. Väestökohtainen taso Organisaatiolle on ominaista sukulaisten yksilöiden yhdistäminen populaatioon ja populaatioiden lajeihin, mikä johtaa järjestelmän uusien ominaisuuksien syntymiseen. Tämän tason tärkeimmät ominaisuudet ovat: hedelmällisyys, kuolleisuus, eloonjääminen, rakenne (sukupuoli, ikä, ekologinen), tiheys, lukumäärä, toimiminen luonnossa. Kanta-lajitason päästrategia ilmenee elinympäristön mahdollisuuksien kokonaisvaltaisemmassa hyödyntämisessä, halussa mahdollisimman pitkälle olemassaololle, lajin ominaisuuksien säilyttämisessä ja itsenäisessä kehityksessä. 7. Biogeosenoottinen (ekosysteemin) taso organisaatioiden päärakennuspalikoita ovat eri lajien populaatiot. Tälle tasolle on ominaista monet ominaisuudet. Näitä ovat: ekosysteemin rakenne, sen populaation laji ja määrällinen koostumus, bioottisten yhteyksien tyypit, ravintoketjut ja verkot, trofiset tasot, tuottavuus, energia, stabiilius jne. Järjestäytymisominaisuudet ilmenevät aineiden ja energian kierrossa virtaus, itsesääntely ja vakaus, autonomia , järjestelmän avoimuus, vuodenaikojen vaihtelut Tämän tason päästrategia on ympäristön kaiken monimuotoisuuden aktiivinen hyödyntäminen ja suotuisten edellytysten luominen elämän kehittymiselle ja hyvinvoinnille kaikessa monimuotoisuus. Biosfäärin taso... Elämän organisoinnin korkein taso. Tämän tason päärakenneyksiköitä ovat biogeosenoosit (ekosysteemit) ja niiden ympäristö eli Maan maantieteellinen kuori (ilmakehä, hydrosfääri, maaperä, auringon säteily jne.) ja ihmisen aiheuttama vaikutus. Tälle organisaatiotasolle on ominaista: planeetan elävän ja elottoman aineen aktiivinen vuorovaikutus; aineiden biologinen kierto ja energiavirrat, joihin sisältyy geokemiallisia kiertoja; taloudellinen ja etnokulttuurinen ihmisen toiminta. Biosfääritasolla elämisen päästrategia on halu varmistaa biosfäärin dynaaminen vakaus planeettamme suurimmana ekosysteeminä.
Elävien ominaisuudet Elämiselle on ominaista joukko ominaisuuksia, jotka yhdessä "tekevät" elävistä. Tällaisia ominaisuuksia ovat itsensä lisääntyminen, organisaation spesifisyys, rakenteen järjestys, eheys ja diskreetti, kasvu ja kehitys, aineenvaihdunta ja energia, perinnöllisyys ja vaihtelevuus, ärtyneisyys, liikkuvuus, sisäinen säätely, ympäristösuhteiden spesifisyys.
1. Kemiallinen koostumus. Elävät olennot koostuvat samoista kemiallisista alkuaineista kuin elämättömät, mutta organismit sisältävät ainemolekyylejä, jotka ovat tyypillisiä vain eläville olennoille (nukleiinihapot, proteiinit, lipidit). 2. Diskreetti ja eheys. Mikä tahansa biologinen järjestelmä (solu, organismi, laji jne.) koostuu erillisistä osista, ts. diskreetti. Näiden osien vuorovaikutus muodostaa yhtenäisen järjestelmän (esimerkiksi keho sisältää erilliset elimet, jotka on rakenteellisesti ja toiminnallisesti yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi). 3. Rakenneorganisaatio. Elävät järjestelmät pystyvät luomaan järjestystä molekyylien kaoottisesta liikkeestä muodostaen tiettyjä rakenteita. Elämiselle on ominaista järjestys tilassa ja ajassa. Tämä on kompleksi monimutkaisia itsesääteleviä aineenvaihduntaprosesseja, jotka etenevät tiukasti määritellyssä järjestyksessä ja joiden tarkoituksena on ylläpitää sisäisen ympäristön - homeostaasin - pysyvyyttä. 4. Aineenvaihdunta ja energia. Elävät organismit ovat avoimia järjestelmiä, jotka vaihtavat jatkuvasti ainetta ja energiaa ympäristön kanssa. Kun ympäristöolosuhteet muuttuvat, elämänprosessien itsesäätely tapahtuu takaisinkytkentäperiaatteen mukaisesti, jonka tarkoituksena on palauttaa sisäisen ympäristön - homeostaasin - pysyvyys. Esimerkiksi jätetuotteilla voi olla voimakas ja tiukasti spesifinen estovaikutus niihin entsyymeihin, jotka muodostivat alkulinkin pitkässä reaktioketjussa. 5. Itsejäljentäminen. Itseuudistus. Minkä tahansa biologisen järjestelmän elinikä on rajallinen. Elämän ylläpitämiseksi tapahtuu itsensä lisääntymisprosessi, joka liittyy uusien molekyylien ja rakenteiden muodostumiseen, jotka kantavat DNA-molekyyleissä olevaa geneettistä tietoa. 6. Perinnöllisyys. DNA-molekyyli pystyy tallentamaan, välittämään perinnöllistä tietoa replikaatiomatriisiperiaatteen ansiosta, mikä varmistaa materiaalin jatkuvuuden sukupolvien välillä. 7. Vaihtuvuus. Perinnöllistä tietoa välitettäessä esiintyy joskus erilaisia poikkeamia, jotka johtavat jälkeläisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien muutoksiin. Jos nämä muutokset edistävät elämää, ne voidaan juurruttaa valinnalla. 8. Kasvu ja kehitys. Organismit perivät tiettyä geneettistä tietoa mahdollisuudesta kehittää tiettyjä ominaisuuksia. Tiedon realisoituminen tapahtuu yksilön kehityksen - ontogeneesin - aikana. Tietyssä ontogeneesin vaiheessa tapahtuu organismin kasvu, joka liittyy molekyylien, solujen ja muiden biologisten rakenteiden lisääntymiseen. Kasvuun liittyy kehitystä. 9. Ärtyneisyys ja liike. Kaikki elävät olennot reagoivat valikoivasti ulkoisiin vaikutuksiin erityisillä reaktioilla ärtyneisyysominaisuuden vuoksi. Organismit reagoivat ärsykkeisiin liikkeellä. Liikemuodon ilmeneminen riippuu organismin rakenteesta.
Solu - biologinen alkeisyksikkö Solu on irrallinen, pienin rakenne, jossa koko elämän ominaisuuksien joukko on luontainen ja joka voi sopivissa ympäristöolosuhteissa ylläpitää näitä ominaisuuksia itsessään sekä välittää niitä useiden sukupolvien ajan. Solu kantaa siten täyden elämän ominaisuuden. Solun ulkopuolella ei ole todellista elämää. Siksi planeetan luonteessa sillä on elementaarisen rakenteellisen, toiminnallisen ja geneettisen yksikön rooli, mikä tarkoittaa, että solu on kaikkien elävien muotojen - yksisoluisten, monisoluisten ja jopa ei-solujen - rakenteen, elämän ja kehityksen perusta. solu. Siihen sisältyvien mekanismien ansiosta solu varmistaa aineenvaihdunnan, biologisen tiedon käytön, lisääntymisen, perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden ominaisuudet ja määrittää siten orgaaniselle maailmalle ominaiset yhtenäisyyden ja monimuotoisuuden ominaisuudet.
Elävien olentojen maailmassa perusyksikön asemassa olevalla solulla on monimutkainen rakenne. Samaan aikaan kaikista soluista löytyy poikkeuksetta tiettyjä ominaisuuksia, jotka luonnehtivat soluorganisaation tärkeimpiä puolia sellaisenaan.
Suunnitelma
1. Elämän olemus ja substraatti.
2. Elävien olentojen ominaisuudet.
3. Elävän aineen järjestäytymistasot.
4. Solupohjaisen organisaation tyypit.
Elämän olemus ja substraatti
Kaikki elävät ovat peräisin vain elävistä olennoista, ja mikä tahansa eläville olennoille luontainen organisaatio syntyy vain toisesta vastaavasta organisaatiosta.
Elämän ydin on sen itsensä lisääntymisessä, joka perustuu fysikaalisten ja kemiallisten ilmiöiden yhteensovittamiseen ja joka varmistetaan geneettisen tiedon siirtymisellä sukupolvelta toiselle. Juuri tämä tieto varmistaa elävien olentojen itsensä lisääntymisen ja itsesääntelyn.
Elämä on lisääntymiseen liittyvän aineen olemassaolon laadullisesti erityinen muoto. Elämän ilmiöt ovat aineen liikkeen muoto, korkeampi kuin sen olemassaolon fyysiset ja kemialliset muodot.
Korosta käsitteitä:
Elää
Kuollut
Eloton
Elää rakennettu samoista kemiallisista alkuaineista kuin eloton(happi, vety, hiili, typpi, rikki, fosfori, natrium, kalium, kalsium ja muut alkuaineet). Soluissa ne ovat orgaanisten yhdisteiden muodossa. Elävien olioiden organisaatiolla ja olemassaolomuodolla on kuitenkin erityispiirteitä, jotka erottavat elävät olennot elottomista esineistä.
Elämän substraatti ovat nukleoproteiineja. Ne ovat osa eläin- ja kasvisolujen ydintä ja sytoplasmaa. Näistä rakennetaan kromatiini (kromosomit) ja ribosomit. Niitä löytyy kaikkialta orgaanisesta maailmasta - viruksista ihmisiin. Kaikki elävät järjestelmät sisältävät nukleoproteiineja. Nukleoproteiinit ovat elämän substraatti vain silloin, kun ne ovat solussa, toimivat ja ovat vuorovaikutuksessa siellä. Solujen ulkopuolella (soluista eristämisen jälkeen) ne ovat yleisiä kemiallisia yhdisteitä.
Näin ollen elämä on pääasiassa nukleiinihappojen ja proteiinien vuorovaikutuksen funktio, ja elävä on se, joka sisältää itseään lisääntyvän molekyylijärjestelmän nukleiinihappojen ja proteiinien lisääntymismekanismin muodossa.
Kuollut- joukko organismeja, jotka olivat kerran olemassa ja jotka ovat menettäneet mekanismin nukleiinihappojen ja proteiinien synteesiä varten, eli kykynsä lisääntyä molekyylisesti. Esimerkiksi "kuollut" on kalkkikiveä, joka muodostuu kerran eläneiden organismien jäännöksistä.
Eloton on osa ainetta, joka on epäorgaanista (abioottista) alkuperää ja joka ei ole muodostumiseltaan ja rakenteeltaan mitenkään yhteydessä eläviin organismeihin. Esimerkiksi "eloton" on kalkkikiveä, joka muodostuu epäorgaanisista vulkaanisista kalkkikiviesiintymistä. Eloton aine, toisin kuin elävä aine, ei pysty ylläpitämään rakenteellista organisaatiotaan ja käyttämään ulkoista energiaa näihin tarkoituksiin.
Sekä elävät että elottomat rakentuvat molekyyleistä, jotka ovat alun perin elottomia. Siitä huolimatta elävä eroaa jyrkästi elottomasta. Syyt tähän syvään eroon määräytyvät elävien olentojen ominaisuuksien perusteella, ja elävien järjestelmien sisältämiä molekyylejä kutsutaan ns. biomolekyylejä.
Elävien ominaisuudet
Elämiselle on ominaista joukko ominaisuuksia, jotka yhdessä "tekevät" elävistä.
itsensä lisääntyminen
organisaation erityispiirteet
rakenteen järjestys
eheys ja diskreetti
kasvu ja kehitys, aineenvaihdunta ja energia
perinnöllisyys ja vaihtelevuus
ärtyneisyys
liike, sisäinen säätely
ympäristön suhteen erityispiirteet.
Itsejäljentäminen (jäljentäminen).
toistuu lukemattomissa sukupolvissa, ja geneettinen tieto itsensä lisääntymisestä on koodattu DNA-molekyyleihin.
Lausunto "kaikki elävät ovat peräisin vain elävistä olennoista" tarkoittaa, että elämä on syntynyt vain kerran ja että siitä lähtien vain elävistä on syntynyt eläviä olentoja.
Molekyylitasolla itsensä lisääntyminen tapahtuu templaatti-DNA-synteesin perusteella, joka ohjelmoi organismien spesifisyyden määräävien proteiinien synteesiä. Muilla tasoilla sille on ominaista poikkeuksellinen monimuotoisuus muotojen ja mekanismien muodostamiseen erikoistuneiden sukusolujen (mies- ja naarassolujen) muodostumiseen asti. Itselisäyksen tärkein arvo on siinä, että se tukee lajien olemassaoloa, määrittää aineen biologisen liikemuodon spesifisyyden.
Organisaation spesifisyys... Organisaation yksikkö (rakenne ja toiminta) on solu. Solut puolestaan on organisoitu erityisesti kudoksiksi, viimeksi mainitut elimille ja elimet elinjärjestelmiksi. Organismit ovat organisoituneet erityisesti populaatioihin ja populaatiot biokenoosiin. Jälkimmäiset muodostavat yhdessä abioottisten tekijöiden kanssa biogeosenoosit (ekologiset järjestelmät), jotka ovat biosfäärin perusyksikköjä.
Järjestetty rakenne... Se ilmenee molekyyli- ja supramolekyylirakenteiden muodostumisena.
Avaruuden järjestystä seuraa ajallinen järjestys. Toisin kuin elottomat esineet, elävien olentojen rakenteen järjestys johtuu ulkoisesta ympäristöstä. Samalla ympäristön järjestystaso laskee.
Eheys (jatkuvuus) ja diskreetti (epäjatkuvuus).
Elämä on kokonaisvaltaista ja samalla diskreettiä sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan.
Esimerkiksi:
Elämän substraatti on kiinteä, koska sitä edustavat nukleoproteiinit, mutta samalla se on erillinen, koska se koostuu nukleiinihaposta ja proteiinista (vastaavasti).
DNA-molekyylien replikaatio on jatkuva prosessi, mutta se on tilassa ja ajassa diskreetti, koska siihen osallistuu erilaisia geneettisiä rakenteita ja entsyymejä.
Organismi on kiinteä järjestelmä, mutta se koostuu erillisistä yksiköistä - soluista, kudoksista, elimistä, elinjärjestelmistä.
Orgaaninen maailma on myös kiinteä, koska joidenkin organismien olemassaolo riippuu muista, mutta samalla se on erillinen, koostuu erillisistä organismeista.
Kasvu ja kehitys.
Organismien kasvu tapahtuu lisäämällä organismin massaa lisäämällä solujen kokoa ja lukumäärää. Siihen liittyy kehitystä, joka ilmenee solujen erilaistumisena, rakenteen ja toimintojen komplikaatioina. Ontogeneesissä hahmot muodostuvat genotyypin ja ympäristön vuorovaikutuksen seurauksena.
Fylogeneesiin liittyy erilaisten organismien esiintyminen, orgaaninen tarkoituksenmukaisuus.
Aineenvaihdunta ja energia.
Tämän ominaisuuden ansiosta varmistetaan organismien sisäisen ympäristön pysyvyys ja organismien yhteys ympäristöön, mikä on edellytys organismien elämän ylläpitämiselle.
Elävät solut saavat energiaa ulkoisesta ympäristöstä valoenergian muodossa. Tämän jälkeen kemiallinen energia muunnetaan soluissa useiden tehtävien suorittamiseksi.
Assimilaation (anabolismi) ja dissimilaation (katabolismi) välillä on dialektinen yhtenäisyys, mikä ilmenee niiden jatkuvuudessa ja vastavuoroisuudessa.
Solujen absorboimien hiilihydraattien, rasvojen ja proteiinien potentiaalinen energia muuttuu kineettiseksi energiaksi ja lämmöksi näiden yhdisteiden muuttuessa. Hienointa soluissa on, että ne sisältävät entsyymejä.
Elävissä soluissa ulkoisesta ympäristöstä saatu energia kertyy ATP:n muodossa
Perinnöllisyys ja vaihtelevuus... Perinnöllisyys tarjoaa aineellista jatkuvuutta vanhempien ja jälkeläisten, eliöiden sukupolvien välillä, mikä puolestaan varmistaa elämän jatkuvuuden ja vakauden. Sukupolvien aineellisen jatkuvuuden ja elämän jatkuvuuden perustana on geenien siirtyminen vanhemmilta jälkeläisille, joiden DNA:ssa on salattu geneettistä tietoa proteiinien rakenteesta ja ominaisuuksista. Geneettisen tiedon ominaispiirre on sen äärimmäinen vakaus.
Vaihtelevuus liittyy alkuperäisestä poikkeavien ominaisuuksien esiintymiseen organismeissa, ja sen määräävät geneettisten rakenteiden muutokset. Perinnöllisyys ja vaihtelevuus luovat materiaalia organismien evoluutiolle.
Ärtyneisyys. Elävän olennon reaktio ulkoisiin ärsykkeisiin on ilmentymä elävälle aineelle ominaisesta heijastuksesta.
Kehon tai sen elimen reaktion aiheuttavia tekijöitä kutsutaanärsyttäviä aineita (valo, lämpötila, ääni, sähkövirta, mekaaniset vaikutukset, ruoka-aineet, kaasut, myrkyt jne.).
Organismeissa, joista puuttuu hermosto (alkueläimet ja kasvit), ärtyneisyys ilmenee tropismina, taksina ja nastiana.
Organismeissa, joilla on hermosto, ärtyneisyys ilmenee refleksitoiminnan muodossa. Eläimillä ulkomaailman havainnointi tapahtuu ensimmäisen merkinantojärjestelmän kautta, kun taas ihmisillä historiallisen kehityksen prosessissa on muodostunut myös toinen signaalijärjestelmä. Ärtyisyyden vuoksi organismit ovat tasapainossa ympäristön kanssa. Valikoivasti ympäristötekijöihin reagoivat organismit "selventävät" suhdettaan ympäristöön, mikä johtaa ympäristön ja organismin yhtenäisyyteen.
Liike... Kaikilla elävillä olennoilla on kyky liikkua. Monet yksisoluiset organismit liikkuvat erityisten organellien avulla. Myös monisoluisten organismien solut (leukosyytit, vaeltavat sidekudossolut jne.) sekä jotkin soluelimet pystyvät liikkumaan. Motorisen vasteen täydellisyys saavutetaan monisoluisten eläinorganismien lihasliikkeessä, joka koostuu lihasten supistuksesta.
Sisäinen sääntely. Soluissa tapahtuvat prosessit ovat säätelyn alaisia. Molekyylitasolla säätelymekanismit ovat käänteisten kemiallisten reaktioiden muodossa, jotka perustuvat reaktioihin, joissa entsyymit osallistuvat ja jotka varmistavat säätelyprosessien sulkemisen synteesi - hajoaminen - uudelleensynteesikaavion mukaisesti. Proteiinisynteesiä, mukaan lukien entsyymit, säätelevät repressio-, induktio- ja positiivisen kontrollin mekanismit. Päinvastoin, itse entsyymien aktiivisuuden säätely tapahtuu takaisinkytkentäperiaatteen mukaisesti, joka koostuu lopputuotteen aiheuttamasta inhibitiosta. Sen tiedetään myös säätelevän entsyymejä kemiallisesti modifioimalla. Hormonit, jotka tarjoavat kemiallista säätelyä, osallistuvat solutoiminnan säätelyyn.
Kaikki fysikaalisten tai kemiallisten altistumistekijöiden aiheuttamat DNA-molekyylien vauriot voidaan korjata yhdellä tai useammalla entsymaattisella mekanismilla, joka on itsesäätely. Sitä saadaan kontrolligeenien vaikutuksesta ja se puolestaan varmistaa geneettisen materiaalin ja siihen koodatun geneettisen tiedon stabiilisuuden.
Suhteen erityispiirteet ympäristöön. Organismit elävät tietyssä ympäristössä, joka toimii niille ilmaisen energian ja rakennusmateriaalin lähteenä.
Termodynaamisten käsitteiden puitteissa jokainen elävä järjestelmä (organismi) on "avoin" järjestelmä, joka mahdollistaa energian ja aineen keskinäisen vaihdon ympäristössä, jossa on muita organismeja ja abioottiset tekijät vaikuttavat. Näin ollen organismit eivät ole vuorovaikutuksessa vain toistensa kanssa, vaan myös ympäristön kanssa, josta ne saavat kaiken elämäkseen tarvitsemansa. Organismit joko etsivät ympäristöä tai mukautuvat (sopeutuvat) siihen.
Mukautuvan vasteen muodot ovat fysiologinen homeostaasi (eliöiden kyky kestää ympäristötekijöitä) ja kehityshomeostaasi (eliöiden kyky muuttaa yksittäisiä reaktioita säilyttäen samalla kaikki muut ominaisuudet). Adaptiiviset vasteet määräytyvät normaalin vasteen perusteella, joka on geneettisesti määrätty ja jolla on omat rajansa.
Organismien ja ympäristön, elävän ja elottoman luonnon välillä vallitsee yhtenäisyys, joka koostuu siitä, että organismit ovat riippuvaisia ympäristöstä ja ympäristö muuttuu eliöiden elintärkeän toiminnan seurauksena. Organismien elämän tulos on ilmakehän ilmaantuminen, jossa on vapaata happea ja maaperän peite, hiilen, turpeen, öljyn jne.
Yllä luetellut ominaisuudet ovat luontaisia vain eläville olennoille. Jotkut näistä ominaisuuksista löytyvät myös ruumiiden tutkimuksesta. eloton luonto Kuitenkin jälkimmäisessä niille on ominaista täysin erilaiset ominaisuudet.
Esimerkiksi:
kiteet kyllästetyssä suolaliuoksessa voivat "kasvaa". Tällä kasvulla ei kuitenkaan ole niitä laadullisia ja määrällisiä ominaisuuksia, jotka ovat luontaisia elävien olentojen kasvulle.
Eläville olennoille ominaisten ominaisuuksien välissä on dialektinen yhtenäisyys, joka ilmenee ajassa ja tilassa läpi koko orgaanisen maailman, kaikilla organisaatiotasoilla.
Elävän aineen organisaatiotasot
Tällä hetkellä elävän aineen organisoitumistasoja on useita.
Molekyyli.
Mikä tahansa elävä järjestelmä ilmenee monomeereistä rakennettujen biopolymeerien toiminnan tasolla. Tältä tasolta alkavat kehon tärkeimmät elintärkeät prosessit: aineenvaihdunta ja energian muuntaminen, perinnöllisen tiedon välittäminen jne.
Olemassa kolmenlaisia biologisia polymeerejä:
polysakkaridit (monomeerit - monosakkaridit)
proteiinit (monomeerit - aminohapot)
nukleiinihapot (monomeerit - nukleotidit)
Lipidit ovat myös tärkeitä orgaanisia yhdisteitä keholle.
Solu.
Solu on elävien organismien rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö; se on itseään säätelevä, itseään lisääntyvä elävä järjestelmä. Vapaasti eläviä ei-soluisia elämänmuotoja maan päällä ei ole.
Kangas.
Kudos on kokoelma soluja ja solujen välistä ainetta, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia ja joita yhdistää yhteinen toiminta.
Urut.
Elimet ovat useiden kudostyyppien rakenteellisia ja toiminnallisia yhdistelmiä. Esimerkiksi ihmisen iho elimenä sisältää epiteelin ja sidekudoksen, jotka yhdessä suorittavat useita tehtäviä, joista merkittävin on suojaava, ts. tehtävä rajata kehon sisäinen ympäristö ympäristöstä.
Organisatorinen.
Monisoluinen organismi on täydellinen elinten järjestelmä, joka on erikoistunut suorittamaan erilaisia toimintoja.
Väestökohtainen.
Saman lajin eliöiden kokonaisuus, joita yhdistää yhteinen elinympäristö, muodostaa populaation supraorganismisen järjestyksen järjestelmänä. Tässä järjestelmässä suoritetaan yksinkertaisimmat evolutionaariset muunnokset.
Biogeosenoottinen.
Biogeocenoosi on joukko erityyppisiä organismeja ja niiden elinympäristön tekijöitä, jotka aineenvaihdunta ja energia yhdistävät yhdeksi luonnolliseksi kompleksiksi.
Biosfääri.
Biosfääri on korkeamman luokan järjestelmä, joka kattaa kaikki planeettamme elämänilmiöt. Tällä tasolla tapahtuu aineiden kierto ja energian muutos, joka liittyy kaikkien maan päällä elävien organismien elintärkeään toimintaan.
Cell on erillinen, pienin rakenne, joka kuuluu koko elämän ominaisuuksien joukkoon ja joka voi sopivissa ympäristöolosuhteissa ylläpitää näitä ominaisuuksia itsessään sekä välittää niitä useiden sukupolvien ajan.
Solu muodostaa pohjan rakenne, elämä ja kehitystä kaikki elävät muodot - yksisoluiset, monisoluiset ja jopa ei-soluiset.
Luonnossa sillä on roolinsa perusrakenteellinen, toiminnallinen ja geneettinen yksikkö.
Siihen sisältyvien mekanismien ansiosta solu varmistaa aineenvaihdunnan, biologisen tiedon käytön, lisääntymisen, perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden ominaisuudet ja määrittää siten orgaaniselle maailmalle ominaiset yhtenäisyyden ja monimuotoisuuden ominaisuudet.
Elämiselle on ominaista joukko ominaisuuksia, jotka yhdessä "tekevät" elävistä. Tällaisia ominaisuuksia ovat itsensä lisääntyminen, organisaation spesifisyys, rakenteen järjestys, eheys ja diskreetti, kasvu ja kehitys, aineenvaihdunta ja energia, perinnöllisyys ja vaihtelevuus, ärtyneisyys, liikkuvuus, sisäinen säätely, ympäristösuhteiden spesifisyys.
Itsejäljentäminen (jäljentäminen
). Tämä ominaisuus on tärkein kaikkien muiden joukossa. Merkittävä piirre on, että tiettyjen organismien itselisäytyminen toistuu lukemattomissa sukupolvissa, ja geneettinen informaatio itsestään lisääntymisestä on koodattu DNA-molekyyleihin. Lausunto "kaikki elävät ovat peräisin vain elävistä olennoista" tarkoittaa, että elämä on syntynyt vain kerran ja että siitä lähtien vain elävistä on syntynyt eläviä olentoja. Molekyylitasolla itsensä lisääntyminen tapahtuu templaatti-DNA-synteesin perusteella, joka ohjelmoi organismien spesifisyyden määräävien proteiinien synteesiä. Muilla tasoilla sille on ominaista poikkeuksellinen monimuotoisuus muotojen ja mekanismien muodostamiseen erikoistuneiden sukusolujen (mies- ja naarassolujen) muodostumiseen asti. Itselisäyksen tärkein arvo on siinä, että se tukee lajien olemassaoloa, määrittää aineen biologisen liikemuodon spesifisyyden.
Organisaation spesifisyys
Se on ominaista kaikille organismeille, minkä seurauksena niillä on tietty muoto ja koko. Organisaation yksikkö (rakenne ja toiminta) on solu. Solut puolestaan on organisoitu erityisesti kudoksiksi, viimeksi mainitut elimille ja elimet elinjärjestelmiksi. Organismit eivät ole "hajallaan" satunnaisesti avaruudessa. Ne on organisoitu erityisesti populaatioihin ja populaatiot on organisoitu erityisesti biokenoosiin. Jälkimmäiset muodostavat yhdessä abioottisten tekijöiden kanssa biogeosenoosit (ekologiset järjestelmät), jotka ovat biosfäärin perusyksikköjä.
Järjestetty rakenne
Elävälle olennolle ei ole ominaista vain niiden kemiallisten yhdisteiden monimutkaisuus, joista se on rakennettu, vaan myös niiden järjestys molekyylitasolla, mikä johtaa molekyylien ja supramolekyylisten rakenteiden muodostumiseen. Järjestyksen luominen molekyylien häiriöttömästä liikkeestä on elävien olentojen tärkein ominaisuus, joka ilmenee molekyylitasolla. Avaruuden järjestystä seuraa ajallinen järjestys. Toisin kuin elottomat esineet, elävien olentojen rakenteen järjestys johtuu ulkoisesta ympäristöstä. Samalla ympäristön järjestystaso laskee.
Eheys (jatkuvuus) ja diskreetti (epäjatkuvuus).
Elämä on kokonaisvaltaista ja samalla diskreettiä sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan. Esimerkiksi elämän substraatti on kiinteä, koska sitä edustavat nukleoproteiinit, mutta samalla se on erillinen, koska se koostuu nukleiinihaposta ja proteiinista. Nukleiinihapot ja proteiinit ovat integraalisia yhdisteitä, mutta ne ovat myös erillisiä, koostuvat nukleotideista ja aminohapoista (vastaavasti). DNA-molekyylien replikaatio on jatkuva prosessi, mutta se on tilassa ja ajassa diskreetti, koska siihen osallistuu erilaisia geneettisiä rakenteita ja entsyymejä. Perinnöllisen tiedon välitysprosessi on myös jatkuva, mutta diskreetti, koska se koostuu transkriptiosta ja käännöksestä, jotka useiden keskinäisten erojen vuoksi määräävät perinnöllisen tiedon toteuttamisen epäjatkuvuuden tilassa ja ajassa. Solumitoosi on myös jatkuvaa ja samalla katkonaista. Mikä tahansa organismi on kiinteä järjestelmä, mutta se koostuu erillisistä yksiköistä - soluista, kudoksista, elimistä, elinjärjestelmistä. Orgaaninen maailma on myös kiinteä, koska joidenkin organismien olemassaolo riippuu muista, mutta samalla se on erillinen, koostuu erillisistä organismeista.
Mielenkiintoista sivustolla:
Fotosynteesin mekanismi
Fotosynteesi koostuu ilmakehän CO2:n pelkistämisestä hiilihydraateiksi valoenergian avulla, minkä lisäksi vedestä vapautuu happea. Fotosynteesi, kuten monet muut fysiologiset prosessit, koostuu useista ...
Vaaleat ja pimeät reaktiot
Fotosynteesi sisältää kaksi vaihetta: valokemiallinen, joka vaatii valoa ja kemiallinen, joka tapahtuu pimeässä. Fotokemiallinen vaihe etenee hyvin nopeasti (0,00001 s). Ensisijainen fotokemiallinen reaktio on lämpötilasta riippumaton, vaikka tr...
Näkökuoren assosiatiiviset vyöhykkeet
Näkökuoren M- ja P-kanavien tiedonkäsittelyn ymmärtämiseen on käytetty huomattavia ponnisteluja. Tällaiset tutkimukset johtuivat verkkokalvon gangliosolujen ja polven hermosolujen välisistä toiminnallisista ja anatomisista eroista ...
Luonnossa kaikki elävät organismit koostuvat samoista organisaatiotasoista; tämä on kaikille eläville organismeille yhteinen biologinen säännöllisyys.
Erotetaan seuraavat elävien organismien organisoitumistasot - molekyyli, solu, kudos, elin, organismi, populaatiospesifinen, biogeosenoottinen, biosfääri.
Riisi. 1. Molekyyligeneettinen taso
1. Molekyyligeneettinen taso. Tämä on elämän alkeellisin ominaisuus (kuva 1). Riippumatta siitä, kuinka monimutkainen tai yksinkertainen minkä tahansa elävän organismin rakenne on, ne kaikki koostuvat samoista molekyyliyhdisteistä. Esimerkki tästä ovat nukleiinihapot, proteiinit, hiilihydraatit ja muut orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden monimutkaiset molekyylikompleksit. Niitä kutsutaan joskus biologisiksi makromolekyyliaineiksi. Molekyylitasolla tapahtuu erilaisia elävien organismien elintärkeitä prosesseja: aineenvaihdunta, energian muuntaminen. Molekyylitason avulla välittyy perinnöllinen tieto, muodostuu yksittäisiä organelleja ja tapahtuu muita prosesseja.
Riisi. 2. Mobiilitaso
2. Mobiilitaso. Solu on kaikkien maan elävien organismien rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö (kuva 2). Solun yksittäisillä organelleilla on tyypillinen rakenne ja ne suorittavat tietyn toiminnon. Solun yksittäisten organellien toiminnot liittyvät toisiinsa ja suorittavat yhtenäisiä elintärkeitä prosesseja. Yksisoluisissa organismeissa (yksisoluiset levät ja alkueläimet) kaikki elämänprosessit tapahtuvat yhdessä solussa ja yksi solu on olemassa erillisenä organismina. Muista yksisoluiset levät, klamydomonas, chlorella ja yksinkertaisimmat eläimet - amebat, infusoriat jne. Monisoluisissa organismeissa yksi solu ei voi olla erillisenä organismina, vaan se on organismin perusrakenneyksikkö.
Riisi. 3. Kudostaso
3. Kudostaso. Alkuperältään, rakenteeltaan ja toiminnaltaan samankaltaisten solujen ja solujen välisten aineiden kokonaisuus muodostaa kudoksen. Kudostaso on ominaista vain monisoluisille organismeille. Yksittäiset kudokset eivät myöskään ole itsenäinen kokonaisuus (kuva 3). Esimerkiksi eläinten ja ihmisten ruumiit koostuvat neljästä eri kudoksesta (epiteeli-, side-, lihas-, hermokudos). Kasvikudoksia kutsutaan: kasvatukseksi, kokonaisuudeksi, tukevaksi, johtavaksi ja erittäväksi. Muista yksittäisten kudosten rakenne ja toiminta.
Riisi. 4. Elinten taso
4. Elinten taso. Monisoluisissa organismeissa useiden identtisten, rakenteeltaan, alkuperältään ja toiminnaltaan samanlaisten kudosten yhdistyminen muodostaa elintason (kuva 4). Jokaisen elimen koostumuksessa on useita kudoksia, mutta niistä yksi on merkittävin. Erillistä elintä ei voi olla yhtenäisenä organismina. Useat rakenteeltaan ja toiminnaltaan samankaltaiset elimet muodostavat yhdistettyinä elinjärjestelmän, esimerkiksi ruoansulatus, hengitys, verenkierto jne.
Riisi. 5. Organisaation taso
5. Organisaation taso. Kasvit (chlamydomonas, chlorella) ja eläimet (amöbat, ripset jne.), joiden ruumiit koostuvat yhdestä solusta, ovat itsenäinen organismi (kuva 5). Ja erillistä monisoluisten organismien yksilöä pidetään erillisenä organismina. Jokaisessa yksittäisessä organismissa tapahtuu kaikkia eläviä prosesseja, jotka ovat ominaisia kaikille eläville organismeille - ravitsemus, hengitys, aineenvaihdunta, ärtyneisyys, lisääntyminen jne. Jokainen itsenäinen organismi jättää jälkeensä jälkeläisiä. Monisoluisissa organismeissa solut, kudokset, elimet ja elinjärjestelmät eivät ole erillisiä eliöitä. Vain integroitu elinjärjestelmä, joka on erikoistunut suorittamaan erilaisia toimintoja, muodostaa erillisen itsenäisen organismin. Organismin kehittyminen hedelmöityksestä elämän loppuun vie tietyn ajan. Tätä kunkin organismin yksilöllistä kehitystä kutsutaan ontogeneesiksi. Organismi voi olla läheisessä suhteessa ympäristöön.
Riisi. 6. Väestökohtainen taso
6. Väestökohtainen taso. Populaation muodostaa yhden lajin tai ryhmän yksilöiden aggregaatti, joka on olemassa pitkään tietyllä alueella levinneisyysaluetta suhteellisen erillään muista saman lajin aggregaateista. Populaatiotasolla suoritetaan yksinkertaisimpia evoluutiomuutoksia, mikä edistää uuden lajin asteittaista ilmaantumista (kuva 6).
Riisi. 7 Biogeosenoottinen taso
7. Biogeosenoottinen taso. Erityyppisten ja monimutkaisten organisaatioiden kokonaisuutta, joka on sopeutunut samoihin luonnonympäristön olosuhteisiin, kutsutaan biogeocenoosiksi tai luonnolliseksi yhteisöksi. Biogeosenoosi sisältää lukuisia elävien organismien lajeja ja ympäristöolosuhteita. Luonnollisissa biogeosenoosissa energiaa kertyy ja siirtyy organismista toiseen. Biogeosenoosi sisältää epäorgaanisia, orgaanisia yhdisteitä ja eläviä organismeja (kuva 7).
Riisi. 8. Biosfääritaso
8. Biosfääritaso. Kaikki planeetallamme elävät organismit ja niiden elinympäristön yleinen luonnollinen ympäristö muodostavat biosfääritason (kuva 8). Biosfääritasolla moderni biologia ratkaisee globaaleja ongelmia, esimerkiksi määrittämällä Maan kasvillisuuden aiheuttaman vapaan hapen muodostumisen intensiteetin tai ihmisen toimintaan liittyvät muutokset ilmakehän hiilidioksidipitoisuudessa. Päärooli biosfääritasolla on "elävillä aineilla", toisin sanoen maapallolla asuvien elävien organismien kokonaisuudella. Myös biosfääritasolla "bioinertit aineet" ovat tärkeitä, jotka muodostuvat elävien organismien ja "inerttien" aineiden (eli ympäristöolosuhteiden) elintärkeän toiminnan seurauksena. Biosfääritasolla maapallolla on aineiden ja energian kiertokulkua, johon osallistuvat kaikki biosfäärin elävät organismit.
Elämän organisoinnin tasot. Väestö. Biogeocenoosi. Biosfääri.
- Tällä hetkellä erotetaan useita elävien organismien organisoitumistasoja: molekyyli-, solu-, kudos-, elin-, organismi-, populaatiospesifinen, biogeosenoottinen ja biosfäärinen.
- Evoluutiomuutokset suoritetaan populaatio-lajitasolla.
- Solu on kaikkien elävien organismien alkeellisin rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö.
- Alkuperältään, rakenteeltaan ja toiminnaltaan samankaltaisten solujen ja solujen välisten aineiden kokonaisuus muodostaa kudoksen.
- Kaikkien planeetan elävien organismien kokonaisuus ja niiden elinympäristön yleinen luonnollinen ympäristö muodostavat biosfääritason.
- Listaa elämän organisoinnin tasot järjestykseen.
- Mikä on kangas?
- Mitkä ovat solun pääosat?
- Mille organismeille kudostaso on tyypillinen?
- Anna elintason ominaisuudet.
- Mikä on populaatio?
- Kuvaile organismin tasoa.
- Mitkä ovat biogeosenoottisen tason piirteet?
- Anna esimerkkejä elämän organisointitasojen välisistä yhteyksistä.
Täytä taulukko, joka näyttää organisaation kunkin tason rakenteelliset ominaisuudet:
| Sarjanumero |
Organisaatiotasot |
Erikoisuudet |
