Binasa ang pangkalahatang biology. Pangkalahatang biology: mga tala sa panayam

Natalya Sergeevna Kurbatova, E. A. Kozlova

Pangkalahatang biology

1. Ang kasaysayan ng pag-unlad ng teorya ng cell

Ang mga kinakailangan para sa paglikha ng teorya ng cell ay ang pag-imbento at pagpapabuti ng mikroskopyo at ang pagtuklas ng mga cell (1665, R. Hooke - kapag pinag-aaralan ang isang hiwa ng bark ng isang puno ng cork, elderberry, atbp.). Ang mga gawa ng mga sikat na microscopist: M. Malpighi, N. Gru, A. van Leeuwenhoek - ginawang posible na makita ang mga selula ng mga organismo ng halaman. Natuklasan ni A. van Leeuwenhoek ang mga single-celled organism sa tubig. Una, pinag-aralan ang cell nucleus. Inilarawan ni R. Brown ang nucleus ng isang cell ng halaman. Ipinakilala ni Ya. E. Purkine ang konsepto ng protoplasm - likidong gelatinous cellular content.

Ang Aleman na botanista na si M. Schleiden ang unang nakarating sa konklusyon na ang anumang selula ay may nucleus. Ang tagapagtatag ng CT ay itinuturing na Aleman na biologist na si T. Schwann (kasama si M. Schleiden), na noong 1839 ay naglathala ng akdang "Microscopic studies sa pagsusulatan sa istraktura at paglago ng mga hayop at halaman." Mga probisyon nito:

1) ang cell ay ang pangunahing yunit ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na organismo (parehong hayop at halaman);

2) kung mayroong isang nucleus sa anumang pormasyon na nakikita sa ilalim ng isang mikroskopyo, maaari itong ituring na isang cell;

3) ang proseso ng pagbuo ng mga bagong selula ay tumutukoy sa paglaki, pag-unlad, pagkita ng kaibahan ng mga selula ng halaman at hayop.

Ang mga pagdaragdag sa teorya ng cell ay ginawa ng Aleman na siyentipiko na si R. Virchow, na noong 1858 ay naglathala ng kanyang gawain na "Cellular Pathology". Pinatunayan niya na ang mga daughter cell ay nabuo sa pamamagitan ng dibisyon ng mga mother cell: bawat cell mula sa isang cell. Sa pagtatapos ng siglo XIX. mitochondria, ang Golgi complex, mga plastid sa mga selula ng halaman ay natuklasan. Pagkatapos ng paglamlam ng mga naghahati na selula na may mga espesyal na tina, natagpuan ang mga chromosome. Kasalukuyang mga probisyon ng CT

1. Ang cell ay ang pangunahing yunit ng istraktura at pag-unlad ng lahat ng nabubuhay na organismo, ito ang pinakamaliit na yunit ng istruktura ng isang buhay na organismo.

2. Ang mga selula ng lahat ng mga organismo (parehong single at multicellular) ay magkatulad sa komposisyon ng kemikal, istraktura, ang mga pangunahing pagpapakita ng metabolismo at mahahalagang aktibidad.

3. Ang pagpaparami ng mga selula ay nangyayari sa pamamagitan ng paghahati sa kanila (bawat bagong selula ay nabuo sa panahon ng paghahati ng selulang ina); sa mga kumplikadong multicellular na organismo, ang mga cell ay may iba't ibang mga hugis at dalubhasa alinsunod sa mga function na ginagawa nila. Ang mga katulad na selula ay bumubuo ng mga tisyu; Ang mga organo na bumubuo ng mga organ system ay binubuo ng mga tisyu; ang mga ito ay malapit na magkakaugnay at napapailalim sa mga nervous at humoral na mekanismo ng regulasyon (sa mas mataas na mga organismo).

Ang kahalagahan ng teorya ng cell

Malinaw na ang cell ay ang pinakamahalagang bahagi ng mga buhay na organismo, ang kanilang pangunahing morphophysiological component. Ang isang cell ay ang batayan ng isang multicellular organism, isang lugar kung saan nagaganap ang mga biochemical at physiological na proseso sa katawan. Sa antas ng cellular, lahat ng biological na proseso ay ganap na nagaganap. Ang teorya ng cellular ay naging posible upang makagawa ng isang konklusyon tungkol sa pagkakapareho ng kemikal na komposisyon ng lahat ng mga cell, ang pangkalahatang plano ng kanilang istraktura, na nagpapatunay sa pagkakaisa ng phylogenetic ng buong buhay na mundo.

2. Buhay. Mga katangian ng bagay na may buhay

Ang buhay ay isang macromolecular open system, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hierarchical na organisasyon, ang kakayahang magparami ng sarili, pangangalaga sa sarili at regulasyon sa sarili, metabolismo, at isang pinong regulated na daloy ng enerhiya.

Mga katangian ng mga buhay na istruktura:

1) pagpapanibago sa sarili. Ang batayan ng metabolismo ay nabuo sa pamamagitan ng balanse at malinaw na magkakaugnay na mga proseso ng asimilasyon (anabolismo, synthesis, pagbuo ng mga bagong sangkap) at dissimilation (catabolism, pagkabulok);

2) pagpaparami sa sarili. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga buhay na istruktura ay patuloy na ginagawa at nire-renew, nang hindi nawawala ang pagkakatulad sa mga nakaraang henerasyon. Ang mga nucleic acid ay may kakayahang mag-imbak, magpadala at magparami ng namamana na impormasyon, pati na rin ang pagsasakatuparan nito sa pamamagitan ng synthesis ng protina. Ang impormasyong nakaimbak sa DNA ay inililipat sa isang molekula ng protina gamit ang mga molekula ng RNA;

3) regulasyon sa sarili. Ito ay batay sa kabuuan ng mga daloy ng bagay, enerhiya at impormasyon sa pamamagitan ng isang buhay na organismo;

5) pagpapanatili ng homeostasis - ang kamag-anak na pabagu-bago ng panloob na kapaligiran ng katawan, mga parameter ng physicochemical ng pagkakaroon ng system;

6) istrukturang organisasyon - kaayusan, ng isang buhay na sistema, na matatagpuan sa pag-aaral - biogeocenoses;

7) adaptasyon - ang kakayahan ng isang buhay na organismo na patuloy na umangkop sa pagbabago ng mga kondisyon ng pagkakaroon sa kapaligiran;

8) pagpaparami (pagpaparami). Dahil ang buhay ay umiiral sa anyo ng hiwalay na mga sistema ng pamumuhay, at ang pagkakaroon ng bawat ganoong sistema ay mahigpit na limitado sa oras, ang pagpapanatili ng buhay sa Earth ay nauugnay sa pagpaparami ng mga buhay na sistema;

9) pagmamana. Nagbibigay ng pagpapatuloy sa pagitan ng mga henerasyon ng mga organismo (batay sa mga daloy ng impormasyon). Salamat sa pagmamana, ang mga katangian ay ipinapadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon na nagbibigay ng pagbagay sa kapaligiran;

10) pagkakaiba-iba - dahil sa pagkakaiba-iba, ang isang buhay na sistema ay nakakakuha ng mga tampok na dati ay hindi karaniwan para dito. Una sa lahat, ang pagkakaiba-iba ay nauugnay sa mga pagkakamali sa panahon ng pagpaparami: ang mga pagbabago sa istruktura ng mga nucleic acid ay humantong sa paglitaw ng bagong namamana na impormasyon;

11) indibidwal na pag-unlad (ang proseso ng ontogenesis) - ang sagisag ng paunang genetic na impormasyon, na naka-embed sa istraktura ng mga molekula ng DNA, sa mga gumaganang istruktura ng katawan. Sa kurso ng prosesong ito, ang gayong pag-aari bilang ang kakayahang lumaki ay ipinahayag, na ipinahayag sa pagtaas ng timbang at sukat ng katawan;

12) pag-unlad ng phylogenetic. Batay sa progresibong pagpaparami, pagmamana, pakikibaka para sa pagkakaroon at pagpili. Bilang resulta ng ebolusyon, isang malaking bilang ng mga species ang lumitaw;

3. Mga antas ng organisasyon ng buhay

Ang mga microsystem (yugto ng preorganism) ay kinabibilangan ng molekular (molecular genetic) at mga subcellular na antas.

Ang mga mesosystem (organismo na yugto) ay kinabibilangan ng cellular, tissue, organ, systemic, organismic (organismo sa kabuuan), o ontogenetic, mga antas.

Ang mga macrosystem (supraorganismic level) ay kinabibilangan ng populasyon-specific, biocenotic at global na antas (biosphere sa kabuuan). Sa bawat antas, maaaring makilala ang isang elementarya na yunit at phenomenon.

Ang elementary unit (EU) ay isang istraktura (o object), ang mga regular na pagbabago kung saan (elementary phenomena, EY) ang bumubuo sa kontribusyon nito sa pag-unlad ng buhay sa isang partikular na antas.

Mga antas ng hierarchical:

1) antas ng molekular na genetic. Ang EE ay kinakatawan ng genome. Ang isang gene ay isang seksyon ng isang molekula ng DNA (at sa ilang mga virus, isang molekula ng RNA), na responsable para sa pagbuo ng anumang isang katangian;

2) antas ng subcellular. Ang EE ay kinakatawan ng ilang subcellular na istraktura, iyon ay, isang organelle na gumaganap ng mga likas na pag-andar nito at nag-aambag sa gawain ng cell sa kabuuan;

3) ang antas ng cellular. Ang EE ay isang cell na isang independiyenteng gumaganang elementarya

Biology(mula sa Griyego. bios- buhay + mga logo- salita, doktrina) ay isang agham na nag-aaral ng buhay bilang isang kababalaghan na sumasakop sa isang espesyal na lugar sa uniberso. Kasama ng iba pang mga agham na nag-aaral ng kalikasan (physics, chemistry, astronomy, geology, atbp.), ito ay nabibilang sa natural sciences. Karaniwan, ang mga humanidades (pag-aaral ng mga batas ng pagkakaroon at pag-unlad ng isang tao, lipunan ng tao) ay nakikilala din sa isang malayang grupo; kabilang dito ang sosyolohiya, sikolohiya, antropolohiya, etnograpiya, atbp.

Ang kababalaghan ng tao (bilang isang biosocial na nilalang) ay interesado sa parehong natural at humanitarian science. Ngunit ang biology ay gumaganap ng isang espesyal na papel, bilang isang link sa pagitan nila. Ang konklusyon na ito ay batay sa mga modernong ideya tungkol sa pag-unlad ng kalikasan, na humantong sa paglitaw ng buhay. Sa proseso ng ebolusyon ng mga nabubuhay na organismo, bumangon ang isang tao na nagtataglay ng mga bagong katangian ng husay - pangangatwiran, pagsasalita, ang kakayahang malikhaing aktibidad, isang panlipunang paraan ng pamumuhay, atbp.

Ang pagkakaroon at pag-unlad ng walang buhay na kalikasan ay napapailalim sa pisikal at kemikal na mga batas. Sa pagdating ng mga buhay na organismo, biological na proseso, pagkakaroon ng kakaibang katangian at pagsunod sa iba't ibang batas - biyolohikal. Gayunpaman, mahalagang tandaan na, kasama nito, nagpapatuloy ang mga prosesong physicochemical, na sumasailalim sa mga umuusbong (naiba sa husay at kakaiba) biological phenomena.

Ang mga tiyak na katangian at panlipunang katangian ng isang tao ay hindi nagbubukod sa kanyang likas na pag-aari. Sa katawan ng tao, ang parehong physicochemical at biological na proseso ay isinasagawa (tulad ng sa lahat ng nabubuhay na nilalang). Gayunpaman, ang isang indibidwal ay maaaring ganap na umunlad lamang sa lipunan, sa pakikipag-usap sa ibang mga tao. Ito ang tanging paraan upang makabisado ang pagsasalita at makakuha ng kaalaman, kasanayan, at kakayahan. Ang pangunahing pagkakaiba dito ay ang pagkakaroon at pag-unlad ng sangkatauhan ay nakabatay sa kakayahan nitong makilala, mag-ipon ng kaalaman mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, at sa produktibong aktibidad.

Tunay na napakalaking tagumpay ng agham, kabilang ang biology, sa XX siglo. makabuluhang pinalawak at pinalalim ang aming pag-unawa sa parehong pagkakaisa ng kalikasan at tao, at ang kanilang kumplikadong relasyon. Halimbawa, ipinakita ng data ng ekolohiya na ang mga buhay na organismo, kabilang ang mga tao, ay hindi lamang umaasa sa kalikasan, ngunit ang kanilang mga sarili ay kumikilos bilang isang malakas na salik na nakakaimpluwensya sa parehong ito at maging sa espasyo. Nalalapat ito, sa partikular, sa kapaligiran ng Earth, ang pagbuo ng malawak na geological strata, ang pagbuo ng mga sistema ng isla, atbp. Ang sangkatauhan ay kasalukuyang may pinakamalakas na epekto sa buhay at walang buhay na kalikasan ng planeta.

Ang biology ngayon ay isang kumplikadong mga agham na nag-aaral ng iba't ibang mga buhay na bagay, ang kanilang istraktura at paggana, pamamahagi, pinagmulan at pag-unlad, pati na rin ang mga natural na komunidad ng mga organismo, ang kanilang relasyon sa isa't isa, sa walang buhay na kalikasan at tao.

Bilang karagdagan sa pangkalahatang halaga ng nagbibigay-malay, ang biology ay gumaganap ng isang malaking papel para sa mga tao, na matagal nang nagsilbi bilang theoretical na batayan ng medisina, beterinaryo na gamot, agronomy, at pag-aalaga ng hayop.

Ngayon ay mayroon ding mga industriya na nakabatay sa biotechnology, ibig sabihin, gumagamit sila ng mga buhay na organismo sa proseso ng produksyon. Maaari nating banggitin ang industriya ng pagkain, parmasyutiko, kemikal, atbp.

Malaki rin ang kahalagahan ng iba't ibang biyolohikal na agham kaugnay ng suliranin ng ugnayan ng tao at kalikasan. Sa isang siyentipikong batayan lamang posible na malutas ang mga problema tulad ng makatwirang paggamit ng mga likas na yaman, isang matipid na saloobin sa mundo sa paligid natin, at isang karampatang organisasyon ng mga aktibidad sa pangangalaga sa kapaligiran.

Ang "General Biology" ay isang paksa na kumakatawan sa pinakamahalagang yugto sa biyolohikal na edukasyon ng mga mag-aaral sa sekondaryang paaralan. Siya ay umaasa sa kaalaman, kasanayan at kakayahan na nakuha na sa pag-aaral ng botany, zoology, human biology.

Simula sa ika-6 na baitang, nakilala mo ang iba't ibang grupo ng mga nabubuhay na organismo: mga virus, bakterya, fungi, halaman, hayop. Natutunan mo ang tungkol sa kanilang istraktura at paggana, iba't ibang anyo, pamamahagi, atbp. Sa ika-8 baitang, ang paksa ng pag-aaral sa biology ay isang tao at ang kanyang pagiging tiyak bilang isang biosocial na nilalang.

Ang pangkalahatang biology, hindi tulad ng ibang mga espesyal na disiplina, ay tumatalakay sa kung ano mismo ang iminumungkahi ng pangalan, pangkalahatan(para sa lahat ng nabubuhay na organismo) ang mga kakaibang katangian at katangian ng lahat buhay, pangkalahatang mga pattern ng organisasyon, buhay, pag-unlad na likas sa lahat ng anyo buhay.

Kabanata 1. Ang Kakanyahan ng Buhay

§ 1. Kahulugan ng buhay at mga pangunahing katangian ng pamumuhay

Isa sa mga hamon na kinakaharap ng anumang agham ay ang pangangailangang lumikha mga kahulugan, i.e. e. maikling formulations, pagbibigay, gayunpaman, kumpleto ideya ng kakanyahan ng isang bagay o kababalaghan. Mayroong dose-dosenang mga variant ng mga kahulugan ng buhay sa biology, ngunit wala sa mga ito ang nakakatugon sa dalawang nabanggit na mga kinakailangan nang sabay-sabay. Alinman ang kahulugan ay tumatagal ng 2–3 pahina ng aklat, o ang ilang mahahalagang katangian ng buhay ay "nahuhulog" mula rito.

Ang buhay sa mga tiyak na pagpapakita nito sa Earth ay kinakatawan ng magkakaibang anyo ng mga organismo. Ayon sa modernong biological na kaalaman, ang isang hanay ng mga katangian ay maaaring makilala na dapat kilalanin bilang karaniwan sa lahat ng bagay na may buhay at kung saan naiiba ang mga ito mula sa mga katawan ng walang buhay na kalikasan. Kaya, sa konsepto buhay darating tayo sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga tiyak na katangian ng mga buhay na organismo.

Ang pagtitiyak ng komposisyon ng kemikal. Ang pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at walang buhay ay malinaw na ipinakita na sa antas ng kanilang kemikal na komposisyon. Kadalasan maaari mong mahanap ang pariralang "organic na kalikasan" bilang isang kasingkahulugan para sa "living nature". At ito ay ganap na totoo. Lahat Ang mga organikong sangkap ay nilikha sa mga buhay na organismo sa kurso ng kanilang mahahalagang aktibidad. Tulad ng sinasabi ng mga eksperto, sila biogenic(i.e. nilikha ng mga buhay na nilalang). Bukod dito, ito ay mga organikong sangkap na tumutukoy sa posibilidad ng pagkakaroon ng mga buhay na organismo mismo. Halimbawa, ang mga nucleic acid ay naglalaman ng namamana (genetic) na impormasyon; Tinutukoy ng mga protina ang istraktura, nagbibigay ng paggalaw, regulasyon ng lahat ng mga proseso ng buhay; ang mga asukal (carbohydrates) ay gumaganap ng mga masiglang paggana, atbp. Walang isang buhay na nilalang sa Earth na hindi isang koleksyon ng mga protina at nucleic acid.

Ang mga organikong sangkap ay may mas kumplikadong mga molekula kaysa sa di-organikong mga molekula, at nailalarawan sa pamamagitan ng isang walang katapusang pagkakaiba-iba, na sa isang malaking lawak, tulad ng makikita natin sa ibaba, ay tumutukoy sa pagkakaiba-iba ng mga nabubuhay na organismo.

Structural na organisasyon ng mga buhay na bagay. Kahit sa elementarya, sa mga aralin ng botany at zoology, sinabi sa iyo na ang mga siyentipiko na sina T. Schwann at M. Schleiden (1839) ay bumalangkas ng cellular theory ng istruktura ng lahat ng halaman at hayop. Ang cell ay nakilala na estruktural at functional unit anumang buhay na nilalang. Nangangahulugan ito na ang kanilang mga katawan ay binuo ng mga selula (mayroon ding mga unicellular) at ang buhay ng organismo ay tinutukoy ng mga prosesong nagaganap sa loob ng mga selula mismo. Tandaan din na ang mga selula ng lahat ng halaman at hayop ay magkatulad sa istraktura (mayroon lamad, cytoplasm, nucleus, organelles).

Ngunit nasa antas na ito, pagiging kumplikado ng istruktura organisasyon ng buhay. Mayroong maraming iba't ibang mga bahagi (organelles) sa cell. Ang heterogeneity ng panloob na komposisyon nito ay ginagawang posible na sabay-sabay na magsagawa ng daan-daang at libu-libong mga reaksiyong kemikal sa napakaliit na espasyo.

Ang parehong ay totoo para sa multicellular organismo. Ang iba't ibang mga cell ay bumubuo ng iba't ibang mga tisyu, organo, organ system (gumaganap ng iba't ibang mga function), na magkakasamang bumubuo ng isang kumplikado at heterogenous integral system - isang buhay na organismo.

Metabolismo sa mga buhay na organismo. Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga sangkap at enerhiya sa kapaligiran.

F. Engels sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. itinampok ang pag-aari na ito ng nabubuhay, malalim na tinatasa ang halaga nito. Sa pagmumungkahi ng kanyang kahulugan ng buhay, isinulat niya:

Ang buhay ay isang paraan ng pagkakaroon ng mga katawan ng protina, isang mahalagang punto kung saan ay isang patuloy na pagpapalitan ng mga sangkap na may panlabas na kalikasan na nakapaligid sa kanila, at sa pagtigil ng metabolismo na ito, ang buhay ay tumitigil din, na humahantong sa pagkabulok ng protina.

At ang mga inorganic na katawan ay maaaring magkaroon ng metabolismo ... Ngunit ang pagkakaiba ay sa kaso ng mga inorganic na katawan, ang metabolismo ay sumisira sa kanila, sa kaso ng mga organikong katawan ito ay isang kinakailangang kondisyon para sa kanilang pag-iral.

Sa prosesong ito, natatanggap ng isang buhay na organismo ang mga sangkap na kailangan nito bilang isang materyal para sa paglaki, pagpapanumbalik ng mga nawasak ("ginugol") na mga bahagi at bilang isang mapagkukunan ng enerhiya upang suportahan ang buhay. Ang mga nagresultang sangkap, nakakapinsala o hindi kailangan sa katawan (carbon dioxide, urea, tubig, atbp.) ay pinalalabas sa panlabas na kapaligiran.

Self-reproduction (pagpaparami) ng mga organismo. Pagpaparami- pagpaparami ng kanilang sariling uri - ang pinakamahalagang kondisyon para sa pagpapatuloy ng buhay. Ang isang hiwalay na organismo ay mortal, ang haba ng buhay nito ay limitado, at ang pagpaparami ay nagsisiguro ng pagpapatuloy ng pagkakaroon ng mga species, higit pa sa pagbabayad para sa natural na pagkamatay ng mga indibidwal.

Heredity at pagkakaiba-iba.

pagmamana- ang kakayahan ng mga organismo na maihatid mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon ang buong hanay ng mga katangian na nagsisiguro sa kakayahang umangkop ng mga organismo sa kanilang kapaligiran.

Nagbibigay ito ng pagkakatulad, ang pagkakatulad ng mga organismo ng iba't ibang henerasyon. Ito ay hindi nagkataon na ang salita ay kasingkahulugan ng pagpaparami pagpaparami ng sarili. Ang mga indibidwal ng isang henerasyon ay nagbubunga ng mga indibidwal ng isang bagong henerasyon, katulad ng kanilang sarili. Ang mekanismo ng pagmamana ay kilala ngayon. Ang namamana na impormasyon (iyon ay, impormasyon tungkol sa mga katangian, katangian at katangian ng mga organismo) ay naka-encrypt sa mga nucleic acid at ipinapadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon sa proseso ng pagpaparami ng mga organismo.

Malinaw, na may "matibay" na pagmamana (ibig sabihin, ang ganap na pag-uulit ng mga katangian ng magulang) laban sa background ng pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran, ang kaligtasan ng mga organismo ay magiging imposible. Ang mga organismo ay hindi makabuo ng mga bagong tirahan. Sa wakas, ang proseso ng ebolusyon - ang pagbuo ng mga bagong species - ay hindi rin isasama. Gayunpaman, ang mga buhay na organismo ay likas sa pagkakaiba-iba,na nauunawaan bilang kanilang kakayahang makakuha ng mga bagong katangian at mawala ang mga luma. Ang resulta ay isang iba't ibang mga indibidwal na kabilang sa parehong species. Ang pagkakaiba-iba ay maaaring mangyari kapwa sa mga indibidwal na indibidwal sa panahon ng kanilang indibidwal na pag-unlad, at sa isang pangkat ng mga organismo sa isang serye ng mga henerasyon sa panahon ng pagpaparami.

Indibidwal (ontogeny) at historikal (evolutionary; phylogeny) na pag-unlad ng mga organismo. Anumang organismo sa panahon ng kanyang buhay (mula sa sandali ng pagsisimula nito hanggang sa natural na kamatayan) ay dumaranas ng mga regular na pagbabago, na tinatawag na indibidwal na pag-unlad. Mayroong pagtaas sa laki at bigat ng katawan - paglaki, pagbuo ng mga bagong istruktura (kung minsan ay sinamahan ng pagkasira ng mga dati nang umiiral - halimbawa, ang pagkawala ng buntot ng isang tadpole at ang pagbuo ng magkapares na mga limbs), pagpaparami at, sa wakas, ang katapusan ng pag-iral.

Ang ebolusyon ng mga organismo ay isang hindi maibabalik na proseso ng makasaysayang pag-unlad ng mga nabubuhay na bagay, kung saan mayroong isang pare-parehong pagbabago ng mga species bilang resulta ng pagkawala ng mga dati nang umiiral at ang paglitaw ng mga bago. Sa likas na katangian nito, ang ebolusyon ay progresibo, dahil ang organisasyon (istraktura, paggana) ng mga nabubuhay na nilalang ay dumaan sa maraming yugto - mga precellular na anyo ng buhay, mga unicellular na organismo, lalong kumplikadong multicellular at iba pa hanggang sa mga tao. Ang pare-parehong komplikasyon ng organisasyon ay humahantong sa isang pagtaas sa posibilidad na mabuhay ng mga organismo, ang kanilang mga kakayahang umangkop.

Pagkairita at paggalaw. Isang hindi maiaalis na pag-aari ng mga nabubuhay na nilalang - pagkamayamutin(ang kakayahang makita ang panlabas o panloob na stimuli (mga impluwensya) at sapat na tumugon sa mga ito). Nagpapakita ito ng sarili sa mga pagbabago sa metabolismo (halimbawa, na may pagbaba sa mga oras ng liwanag ng araw at pagbaba sa temperatura ng kapaligiran sa taglagas sa mga halaman at hayop), sa anyo ng mga reaksyon ng motor (tingnan sa ibaba), at lubos na organisadong mga hayop (kabilang ang mga tao) nagpapakita ng mga pagbabago sa pag-uugali.

Ang isang katangiang reaksyon sa pangangati sa halos lahat ng nabubuhay na bagay ay trapiko,ibig sabihin, spatial na paggalaw ang buong organismo o mga indibidwal na bahagi ng kanilang katawan. Ito ay katangian ng parehong unicellular (bacteria, amoeba, ciliates, algae) at multicellular (halos lahat ng hayop) na mga organismo. Ang ilang mga multicellular cell ay mayroon ding kadaliang kumilos (halimbawa, mga phagocytes ng dugo ng mga hayop at tao). Ang mga multicellular na halaman, kung ihahambing sa mga hayop, ay nailalarawan sa mababang kadaliang kumilos, gayunpaman, maaari din nilang pangalanan ang mga espesyal na anyo ng pagpapakita ng mga reaksyon ng motor. Mayroon silang dalawang uri ng aktibong paggalaw: paglago at contractile. Ang una, mas mabagal, ay kinabibilangan, halimbawa, na lumalawak patungo sa liwanag ng mga tangkay ng mga houseplant na lumalaki sa bintana (dahil sa kanilang isang panig na pag-iilaw). Ang mga paggalaw ng pagkontrata ay sinusunod sa mga insectivorous na halaman (halimbawa, ang mabilis na pagtiklop ng mga dahon sa isang sundew kapag nahuhuli ang mga insekto na dumarating dito).

Ang kababalaghan ng pagkamayamutin ay sumasailalim sa mga reaksyon ng mga organismo, dahil sa kung saan sila ay suportado homeostasis.

Homeostasis- Ito ang kakayahan ng katawan na labanan ang mga pagbabago at mapanatili ang isang kamag-anak na katatagan ng panloob na kapaligiran (pagpapanatili ng isang tiyak na temperatura ng katawan, presyon ng dugo, komposisyon ng asin, kaasiman, atbp.).

Dahil sa pagkamayamutin, ang mga organismo ay may kakayahan na pagbagay.

Sa ilalim pagbagay nauunawaan ang proseso ng pagbagay ng isang organismo sa ilang mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang pagtatapos ng seksyon na nakatuon sa pagpapasiya ng mga pangunahing katangian ng mga nabubuhay na organismo, maaari nating iguhit ang sumusunod na konklusyon.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga nabubuhay na organismo at mga bagay ng walang buhay na kalikasan ay wala sa pagkakaroon ng ilang "mailap", supernatural na mga katangian (lahat ng mga batas ng pisika at kimika ay totoo rin para sa mga nabubuhay na bagay), ngunit sa mataas na istruktura at functional na pagiging kumplikado ng mga sistema ng buhay. . Kasama sa tampok na ito ang lahat ng mga katangian ng mga buhay na organismo na isinasaalang-alang sa itaas at ginagawa ang estado ng buhay bilang isang qualitatively bagong pag-aari ng bagay.

§ 2. Mga antas ng organisasyon ng pamumuhay

Noong 1960s. ang biology ay nakabuo ng ideya ng mga antas ng organisasyon ng buhay bilang isang kongkretong pagpapahayag ng lalong kumplikadong pagkakasunud-sunod ng organikong mundo. Ang buhay sa Earth ay kinakatawan ng mga organismo ng isang kakaibang istraktura na kabilang sa ilang mga sistematikong grupo (species), pati na rin ang mga komunidad na may iba't ibang kumplikado (biogeocenosis, biosphere). Sa turn, ang mga organismo ay nailalarawan sa pamamagitan ng organ, tissue, cellular at molekular na organisasyon. Ang bawat organismo, sa isang banda, ay binubuo ng mga dalubhasang subordinate na sistema ng organisasyon (mga organo, tisyu, atbp.), Sa kabilang banda, ito mismo ay isang medyo nakahiwalay na yunit sa komposisyon ng mga supraorganismic biological system (species, biogeocenoses at biosphere. sa kabuuan). Ang mga antas ng organisasyon ng nabubuhay na bagay ay ipinapakita sa Fig. 1.

kanin. 1. Mga antas ng organisasyon ng pamumuhay

Lahat sila ay nagpapakita ng mga katangian ng buhay bilang discreteness at integridad. Ang katawan ay binubuo ng iba't ibang bahagi - mga organo, ngunit sa parehong oras, dahil sa kanilang pakikipag-ugnayan, ito ay mahalaga. Ang mga species ay isa ring integral na sistema, kahit na ito ay nabuo sa pamamagitan ng hiwalay na mga yunit - mga indibidwal, ngunit ang kanilang pakikipag-ugnayan at pinapanatili ang integridad ng mga species.

Ang pagkakaroon ng buhay sa lahat ng antas ay sinisiguro ng istruktura ng pinakamababang ranggo. Halimbawa, ang likas na katangian ng antas ng cellular ng organisasyon ay tinutukoy ng mga antas ng subcellular at molekular; organismic - organ; tissue, cellular; species - organismic, atbp.

Dapat pansinin lalo na ang malaking pagkakatulad ng mga yunit ng organisasyon sa mas mababang antas at ang patuloy na pagtaas ng pagkakaiba sa mas mataas na antas (Talahanayan 1).

Talahanayan 1

Mga katangian ng mga antas ng organisasyon ng nabubuhay

Kabanata 2. Pagkakaiba-iba ng mga organismo at ang mga pangunahing kaalaman sa biyolohikal na pag-uuri

§ 1. Mga prinsipyo ng pag-uuri ng mga buhay na organismo

Ang buhay na mundo ng ating planeta ay walang katapusan na magkakaibang at may kasamang isang malaking bilang ng mga species ng mga organismo, na makikita mula sa talahanayan. 2.

talahanayan 2

Ang bilang ng mga species ng mga pangunahing grupo ng mga nabubuhay na nilalang

Sa katunayan, ayon sa mga eksperto, doble ang dami ng mga species sa Earth ngayon kaysa sa alam ng siyensya. Daan-daang at libu-libong mga bagong species ang inilarawan sa mga publikasyong siyentipiko bawat taon.

Sa proseso ng pagkilala ng maraming mga bagay (mga bagay, phenomena), paghahambing ang kanilang mga ari-arian at katangian, ginagawa ng mga tao pag-uuri. Pagkatapos ang mga katulad (magkatulad, magkatulad) na mga bagay ay pinagsama sa mga pangkat. Ang pagkakaiba-iba ng mga pangkat ay batay sa pagkakaiba sa pagitan ng mga asignaturang pinag-aralan. Kaya, binuo ang isang sistema na sumasaklaw sa lahat ng pinag-aralan na bagay (halimbawa, mga mineral, elemento ng kemikal o mga organismo) at nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng mga ito.

Taxonomy bilang isang independiyenteng biyolohikal na disiplina ay tumatalakay sa mga problema pag-uuri mga organismo at konstruksyon mga sistema wildlife.

Ang mga pagtatangka na pag-uri-uriin ang mga organismo ay ginawa mula noong sinaunang panahon. Sa mahabang panahon sa agham mayroong isang sistema na binuo ni Aristotle (IV siglo BC). Hinati niya ang lahat ng kilalang organismo sa dalawang kaharian - halaman at hayop, gamit bilang mga natatanging katangian kawalang-kilos at insensitivity ang una laban sa pangalawa. Bilang karagdagan, hinati ni Aristotle ang lahat ng mga hayop sa dalawang grupo: "mga hayop na may dugo" at "mga hayop na walang dugo", na karaniwang tumutugma sa modernong paghahati sa mga vertebrates at invertebrates. Dagdag pa, nakilala niya ang ilang mas maliliit na grupo, na ginagabayan ng iba't ibang natatanging katangian.

Siyempre, mula sa pananaw ng modernong agham, ang sistema ni Aristotle ay tila hindi perpekto, ngunit kinakailangang isaalang-alang ang antas ng makatotohanang kaalaman noong panahong iyon. Sa kanyang trabaho, 454 na species lamang ng mga hayop ang inilarawan, at ang mga posibilidad ng mga pamamaraan ng pananaliksik ay napakalimitado.

Sa loob ng halos dalawang libong taon, ang mapaglarawang materyal ay naipon sa botany at zoology, na nagsisiguro sa pagbuo ng taxonomy noong ika-17 hanggang ika-18 siglo, na natagpuan ang pagkumpleto nito sa orihinal na sistema ng mga organismo ni C. Linnaeus (1707–1778), na tumanggap ng malawak na pagkilala. Batay sa karanasan ng mga nauna at mga bagong katotohanang natuklasan ng kanyang sarili, inilatag ni Linnaeus ang mga pundasyon ng modernong sistematiko. Ang kanyang aklat, na pinamagatang The System of Nature, ay inilathala noong 1735.

Kinuha ni Linnaeus ang anyo bilang pangunahing yunit ng pag-uuri; ipinakilala niya ang mga konseptong gaya ng "genus", "pamilya", "detachment" at "class" sa siyentipikong paggamit; napanatili ang paghahati ng mga organismo sa mga kaharian ng mga halaman at hayop. Iminungkahing pagpapakilala binary nomenclature(na ginagamit pa rin sa biology), iyon ay, ang pagtatalaga ng isang Latin na pangalan na binubuo ng dalawang salita sa bawat species. Ang una - isang pangngalan - ay ang pangalan ng isang genus na pinag-iisa ang isang grupo ng mga malapit na nauugnay na species. Ang pangalawang salita - karaniwang isang pang-uri - ay ang pangalan ng species mismo. Halimbawa, ang mga species na "caustic buttercup" at "creeping buttercup"; "Gold carp" at "silver carp".

Nang maglaon, sa simula ng ika-19 na siglo, ipinakilala ni J. Cuvier ang konsepto ng "uri" sa sistema bilang pinakamataas na yunit ng pag-uuri ng mga hayop (sa botany - "kagawaran").

Ang partikular na kahalagahan para sa pagbuo ng mga modernong sistematiko ay ang paglitaw ng ebolusyonaryong mga turo ni Charles Darwin (1859). Ang mga sistemang pang-agham ng mga buhay na organismo, na nilikha noong panahon ng pre-Darwinian, ay artipisyal. Pinagsama-sama nila ang mga organismo sa mga grupo ayon sa magkatulad na panlabas na mga katangian sa halip na pormal, nang hindi binibigyang kahalagahan ang kanilang pagkakamag-anak. Ang mga ideya ni Charles Darwin ay nagbigay sa agham ng isang paraan ng pagbuo natural na sistema buhay na mundo. Nangangahulugan ito na dapat itong batay sa ilan mahalaga, pangunahing katangian ng mga inuri na bagay - mga organismo.

Subukan natin, bilang isang pagkakatulad, upang bumuo ng isang "natural na sistema" ng mga bagay tulad ng mga libro, gamit ang halimbawa ng isang personal na aklatan. Kung ninanais, maaari naming ayusin ang mga libro sa mga istante ng mga cabinet, pagpangkatin ang mga ito sa alinman sa format o sa pamamagitan ng kulay ng mga spine. Ngunit sa mga kasong ito, isang "artipisyal na sistema" ang gagawin, dahil ang "mga bagay" (mga aklat) ay inuri ayon sa pangalawang, "hindi pandinig" na mga katangian. Ang "natural" na "sistema" ay magiging isang silid-aklatan, kung saan ang mga aklat ay pinagsama-sama ayon sa kanilang nilalaman. Sa gabinete na ito mayroon kaming siyentipikong panitikan: sa isang istante ay may mga libro sa pisika, sa kabilang banda - sa kimika, atbp. Sa isa pang gabinete mayroong fiction: prosa, tula, alamat. Kaya, isinagawa namin ang pag-uuri ng mga magagamit na aklat ayon sa pangunahing ari-arian, mahalagang kalidad - ang kanilang nilalaman. Sa pagkakaroon na ngayon ng isang "natural na sistema", madali tayong makakapag-navigate sa iba't ibang "mga bagay" na bumubuo dito. At pagkakaroon ng isang bagong libro, madali kaming makahanap ng isang lugar para dito sa isang tiyak na cabinet at sa kaukulang istante, iyon ay, sa "system".

Ang aklat-aralin ay nakatuon sa mga pangkalahatang isyu ng modernong biology. Nagbibigay ito ng pangunahing impormasyon tungkol sa istruktura ng bagay na may buhay at ang mga pangkalahatang batas ng paggana nito. Ang mga paksa ng kurso sa pagsasanay ay nakabalangkas: ang pinagmulan, ebolusyon at pagkakaiba-iba ng buhay sa Earth. Ang relasyon sa pagitan ng mga organismo at ang mga kondisyon ng kanilang pag-iral, ang mga regularidad ng katatagan ng mga sistemang ekolohikal ay ipinapakita.

Para sa mga mag-aaral ng mga institusyong pang-edukasyon ng pangalawang bokasyonal na edukasyon.

TALAAN NG NILALAMAN
Paunang Salita 3
Panimula 4
Kabanata 1. ANG PAGTUTURO TUNGKOL SA CELL 8
1.1. Kemikal na organisasyon ng cell 8
1.1.1. Mga organiko at di-organikong sangkap na bumubuo sa selula 9
1.1.2. Mga function ng mga protina at lipid sa cell 10
1.1.3. Mga nucleic acid at ang kanilang papel sa cell 13
1.2 Istraktura at paggana ng cell 16
1.2.1. Cytoplasm at cell membrane 19
1.2.2. Mga cell organelle 21
1.2.3. Mga tampok ng istraktura ng isang cell ng halaman 25
1.24. Mga non-cellular na anyo ng buhay. Mga virus 27
1.3. Metabolismo at conversion ng enerhiya sa cell 30
1.3.1. Pagpapalitan ng plastik 30
1.32. Pagpapalitan ng enerhiya 35
1.3.3. Autotrophic at heterotrophic na mga organismo 36
1.3.4. Photosynthesis. Chemosynthesis 36
1.4 Cell division 39
1.4.1. Siklo ng buhay ng cell. Mitotic cycle 40
1.4.2. Mitosis. Cytokinesis 41
1.4.3. Teorya ng cellular ng istruktura ng mga organismo 44
1.5. Pagpaparami at indibidwal na pag-unlad ng mga organismo 44
1.5.1. Asexual at Sekswal na Pagpaparami 44
1.5.2 Meiosis 46
1.5.3. Ang pagbuo ng mga selula ng mikrobyo at pagpapabunga 49
1.5.4. Indibidwal na pag-unlad ng katawan 52
1.5.5. Embryonic na yugto ng ontogenesis 53
1.5.6. Postembryonic development 57
Kabanata 2. MGA BATAYRAN NG GENETICS AT BREEDING 59
2.1. Mga pattern ng pagmamana 59
2.1.1. Mga batas ni Mendel 59
2.1.2. T. Morgan's chromosomal theory and linked inheritance 67
2.1.3. Genetics ng sex. Pamana na nauugnay sa kasarian 70
2.1.4. Interaksyon ng Gene 72
2.2. Mga regulasyon ng pagkakaiba-iba 75
2.2.1. Namamana, o genotypic, pagkakaiba-iba. 75
2.2.2. Pagbabago, o hindi namamana, pagkakaiba-iba. 79
2.2.3. Henetika ng Tao 81
2.2.4. Genetika at Medisina 85
2.2.5. Mga materyal na batayan ng pagmamana at pagkakaiba-iba 87
2.2.6. Genetics at evolutionary theory. Genetika ng populasyon 88
2.3. Mga Pangunahing Kaalaman sa Pag-aanak 92
2.3.1. Domestication - Paunang Pag-aanak 92
2.3.2. Mga sentro ng pagkakaiba-iba at pinagmulan ng mga nilinang halaman 95
2.3.3. Mga makabagong paraan ng pagpaparami 98
2.3.4. Pag-aanak ng halaman 102
2.3.5. Mga Nakamit sa Pag-aanak ng Halaman 104
2.3.6. Pag-aanak ng hayop 106
2.3.7. Pagpili ng mga microorganism at biotechnology software
Kabanata 3. EBOLUSYONARYONG PAGTUTURO 114
3.1. Pangkalahatang katangian ng biology sa pre-Darwinian period 114
3.1.1. Mga ideya sa ebolusyon sa sinaunang mundo. 114
3.1.2. Ang estado ng agham sa Middle Ages at Renaissance 116
3.1.3. Mga Precursor ng Darwinismo 119
3.2. Ebolusyonaryong doktrina ni Charles Darwin 124
3.3. Microevolution 129
3.3.1. Tingnan ang konsepto 129
3.3.2. Mga mekanismo ng ebolusyon. Ang doktrina ng natural na seleksyon. 131
3.4. Natural selection sa mga natural na populasyon 136
3.4.1. Ang paglitaw ng mga device 139
3.4.2. Pagtutukoy 144
3.5. Macroevolution 149
3.5.1. Katibayan para sa Ebolusyon 150
3.5.2. Ang mga pangunahing direksyon ng proseso ng ebolusyon 160
3.5.3. Pag-unlad ng organikong mundo 165
Kabanata 4. PINAGMULAN AT MGA UNANG YUGTO NG PAG-UNLAD NG BUHAY SA LUPA 181
4.1. Ang pagkakaiba-iba ng buhay na mundo 181
4.2. Ang paglitaw ng buhay sa Earth. 186
Kabanata 5. PINAGMULAN NG TAO 193
5.1. Katibayan ng ugnayan ng tao at hayop 193
5.2. Ang mga pangunahing yugto ng ebolusyon ng tao 197
5.3. Lahi ng Tao 202
Kabanata 6. MGA PUNDAMENTAL NG EKOLOHIYA 205
6.1. Ang ekolohiya ay ang agham ng ugnayan ng mga organismo, species at komunidad sa kapaligiran 205
6.1.1. Abiotic na salik 206
6.1.2. Mga salik na biotic 209
6.2. Mga sistemang ekolohikal 210
6.2.1. Mga pagbabago sa biogeocenoses 220
6.2.2. Homeostasis ng ekosistema 223
6.2.3. Mga pakikipag-ugnayan sa ekosistema. Symbiosis at mga anyo nito 226
Kabanata 7. BIOSPHERE AT TAO 236
7.1. Ang doktrina ng biosphere ni V.I.Vernadsky. 236
7.2. Noosphere 241
7.3. Ang relasyon sa pagitan ng kalikasan at lipunan. Anthropogenic na epekto sa natural na biogeocenoses 242
Kabanata 8. BIONICS 247
Mga Sanggunian 254

1. Cell theory (CT) Background ng cell theory

Ang mga kinakailangan para sa paglikha ng teorya ng cell ay ang pag-imbento at pagpapabuti ng mikroskopyo at ang pagtuklas ng mga cell (1665, R. Hooke - kapag pinag-aaralan ang isang hiwa ng bark ng isang puno ng cork, elderberry, atbp.). Ang mga gawa ng mga sikat na microscopist: M. Malpighi, N. Gru, A. van Leeuwenhoek - ginawang posible na makita ang mga selula ng mga organismo ng halaman. Natuklasan ni A. van Leeuwenhoek ang mga uniselular na organismo sa tubig. Una, pinag-aralan ang cell nucleus. Inilarawan ni R. Brown ang nucleus ng isang cell ng halaman. Ipinakilala ni Ya. E. Purkine ang konsepto ng protoplasm - likidong gelatinous cellular content.

1) ang cell ay ang pangunahing yunit ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na organismo (parehong hayop at halaman);

2) kung mayroong isang nucleus sa anumang pormasyon na nakikita sa ilalim ng isang mikroskopyo, maaari itong ituring na isang cell;

3) ang proseso ng pagbuo ng mga bagong selula ay tumutukoy sa paglaki, pag-unlad, pagkita ng kaibahan ng mga selula ng halaman at hayop. Ang mga pagdaragdag sa teorya ng cell ay ginawa ng Aleman na siyentipiko na si R. Virchow, na noong 1858 ay naglathala ng kanyang gawain na "Cellular Pathology". Pinatunayan niya na ang mga daughter cell ay nabuo sa pamamagitan ng dibisyon ng mga mother cell: bawat cell mula sa isang cell. Sa pagtatapos ng siglo XIX. mitochondria, ang Golgi complex, mga plastid sa mga selula ng halaman ay natuklasan. Pagkatapos ng paglamlam ng mga naghahati na selula na may mga espesyal na tina, natagpuan ang mga chromosome. Kasalukuyang mga probisyon ng CT

1. Ang cell ay ang pangunahing yunit ng istraktura at pag-unlad ng lahat ng nabubuhay na organismo, ito ang pinakamaliit na yunit ng istruktura ng isang buhay na organismo.

Ang kahalagahan ng teorya ng cell

2. Kahulugan ng buhay sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad ng agham

Sa halip mahirap magbigay ng isang kumpleto at hindi malabo na kahulugan ng konsepto ng buhay, dahil sa malaking pagkakaiba-iba ng mga pagpapakita nito.

Karamihan sa mga kahulugan ng konsepto ng buhay, na ibinigay ng maraming mga siyentipiko at palaisip sa mga siglo, ay isinasaalang-alang ang mga nangungunang katangian na nakikilala ang pamumuhay mula sa hindi nabubuhay. Halimbawa, sinabi ni Aristotle na ang buhay ay ang "nutrisyon, paglaki at paghina" ng organismo; Tinukoy ni AL Lavoisier ang buhay bilang isang "chemical function"; Naniniwala si GR Treviranus na ang buhay ay "isang matatag na pagkakapareho ng mga proseso na may pagkakaiba sa mga panlabas na impluwensya." Malinaw na ang gayong mga kahulugan ay hindi makapagbibigay kasiyahan sa mga siyentipiko, dahil hindi nila naipakita (at hindi maipakita) ang lahat ng mga katangian ng buhay na bagay. Bilang karagdagan, ang mga obserbasyon ay nagpapahiwatig na ang mga katangian ng mga nabubuhay na bagay ay hindi eksklusibo at natatangi, tulad ng tila dati, sila ay hiwalay na matatagpuan sa mga walang buhay na bagay. Tinukoy ng AI Oparin ang buhay bilang "isang espesyal, napakakomplikadong anyo ng paggalaw ng bagay." Ang kahulugan na ito ay sumasalamin sa kwalitatibong pagka-orihinal ng buhay, na hindi maaaring bawasan sa simpleng kemikal o pisikal na mga batas. Gayunpaman, kahit na sa kasong ito, ang kahulugan ay pangkalahatan sa kalikasan at hindi nagbubunyag ng tiyak na pagka-orihinal ng kilusang ito.

F. Engels sa kanyang "Dialectics of Nature" ay sumulat: "Ang buhay ay isang paraan ng pagkakaroon ng mga katawan ng protina, ang mahalagang sandali kung saan ay ang pagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran."

Para sa praktikal na paggamit, ang mga kahulugan na iyon ay kapaki-pakinabang, na naglalaman ng mga pangunahing katangian na kinakailangang likas sa lahat ng mga buhay na anyo. Narito ang isa sa mga ito: ang buhay ay isang macromolecular open system, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hierarchical na organisasyon, ang kakayahan sa pagpaparami ng sarili, pangangalaga sa sarili at regulasyon sa sarili, metabolismo, at isang pinong regulated na daloy ng enerhiya. Ayon sa kahulugang ito, ang buhay ay isang nucleus ng kaayusan, na kumakalat sa isang hindi gaanong maayos na uniberso.

Ang buhay ay umiiral sa anyo ng mga bukas na sistema. Nangangahulugan ito na ang anumang anyo ng buhay ay hindi sarado lamang sa sarili nito, ngunit patuloy na nagpapalitan ng bagay, enerhiya at impormasyon sa kapaligiran.

3. Mga pangunahing katangian ng bagay na may buhay

Ang mga katangiang ito ay magkakasamang nagpapakilala sa anumang sistema ng pamumuhay at buhay sa pangkalahatan:

1) pagpapanibago sa sarili. Nauugnay sa daloy ng bagay at enerhiya. Ang batayan ng metabolismo ay nabuo sa pamamagitan ng balanse at malinaw na magkakaugnay na mga proseso ng asimilasyon (anabolismo, synthesis, pagbuo ng mga bagong sangkap) at dissimilation (catabolism, pagkabulok). Bilang resulta ng asimilasyon, ang mga istruktura ng katawan ay na-renew at ang mga bagong bahagi nito (mga selula, tisyu, bahagi ng mga organo) ay nabuo. Tinutukoy ng dissimilation ang pagkasira ng mga organic compound, nagbibigay ng cell na may plastic matter at enerhiya. Para sa pagbuo ng bago, kinakailangan ang patuloy na pag-agos ng mga kinakailangang sangkap mula sa labas, at sa proseso ng buhay (at dissimilation, lalo na), ang mga produkto ay nabuo na dapat alisin sa panlabas na kapaligiran;

2) pagpaparami sa sarili. Nagbibigay ng pagpapatuloy sa pagitan ng magkakasunod na henerasyon ng mga biological system. Ang ari-arian na ito ay nauugnay sa mga daloy ng impormasyon na naka-embed sa istruktura ng mga nucleic acid. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga buhay na istruktura ay patuloy na ginagawang muli at nire-renew, nang hindi nawawala ang pagkakatulad sa mga nakaraang henerasyon (sa kabila ng patuloy na pag-renew ng bagay). Ang mga nucleic acid ay may kakayahang mag-imbak, magpadala at magparami ng namamana na impormasyon, pati na rin ang pagsasakatuparan nito sa pamamagitan ng synthesis ng protina. Ang impormasyong nakaimbak sa DNA ay inililipat sa isang molekula ng protina gamit ang mga molekula ng RNA;

3) regulasyon sa sarili. Ito ay batay sa kabuuan ng mga daloy ng bagay, enerhiya at impormasyon sa pamamagitan ng isang buhay na organismo;

4) pagkamayamutin. Ito ay konektado sa paglipat ng impormasyon mula sa labas sa anumang biological system at sumasalamin sa reaksyon ng sistemang ito sa isang panlabas na pampasigla. Dahil sa pagkamayamutin, ang mga nabubuhay na organismo ay maaaring pumili ng reaksyon sa mga kondisyon ng panlabas na kapaligiran at kunin mula dito kung ano ang kinakailangan para sa kanilang pag-iral. Ang pagsasaayos sa sarili ng mga sistema ng pamumuhay ayon sa prinsipyo ng feedback ay nauugnay sa pagkamayamutin: ang mga produktong basura ay maaaring magkaroon ng isang nakakahadlang o nakapagpapasigla na epekto sa mga enzyme na iyon na nasa simula ng mahabang chain ng mga reaksiyong kemikal;

5) pagpapanatili ng homeostasis (mula sa gr. Homoios - "katulad, magkapareho" at stasis - "kawalang-kilos, estado") - ang kamag-anak na pabagu-bago ng panloob na kapaligiran ng organismo, mga parameter ng physicochemical ng pagkakaroon ng system;

6) istrukturang organisasyon - isang tiyak na kaayusan, pagkakaisa ng isang buhay na sistema. Ito ay matatagpuan sa pag-aaral ng hindi lamang mga indibidwal na nabubuhay na organismo, kundi pati na rin ang kanilang mga pinagsama-samang may kaugnayan sa kapaligiran - biogeocenoses;

7) adaptasyon - ang kakayahan ng isang buhay na organismo na patuloy na umangkop sa pagbabago ng mga kondisyon ng pag-iral sa kapaligiran. Ito ay batay sa pagkamayamutin at katangian na sapat na mga tugon;

8) pagpaparami (pagpaparami). Dahil ang buhay ay umiiral sa anyo ng mga hiwalay (discrete) na mga sistema ng pamumuhay (halimbawa, mga cell), at ang pagkakaroon ng bawat naturang sistema ay mahigpit na limitado sa oras, ang pagpapanatili ng buhay sa Earth ay nauugnay sa pagpaparami ng mga buhay na sistema. Sa antas ng molekular, ang pagpaparami ay isinasagawa salamat sa matrix synthesis, ang mga bagong molekula ay nabuo ayon sa programa na naka-embed sa istraktura (matrix) ng mga dating umiiral na molekula;

9) pagmamana. Nagbibigay ng pagpapatuloy sa pagitan ng mga henerasyon ng mga organismo (batay sa mga daloy ng impormasyon).

Ito ay malapit na nauugnay sa autoreproduction ng buhay sa molekular, subcellular at cellular na antas. Salamat sa pagmamana, ang mga katangian ay ipinapadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon na nagbibigay ng pagbagay sa kapaligiran;

10) ang pagkakaiba-iba ay isang ari-arian na kabaligtaran sa pagmamana. Dahil sa pagkakaiba-iba, ang isang buhay na sistema ay nakakakuha ng mga tampok na dati ay hindi karaniwan para dito. Una sa lahat, ang pagkakaiba-iba ay nauugnay sa mga pagkakamali sa panahon ng pagpaparami: ang mga pagbabago sa istraktura ng mga nucleic acid ay humantong sa paglitaw ng bagong namamana na impormasyon. Lumilitaw ang mga bagong palatandaan at katangian. Kung ang mga ito ay kapaki-pakinabang para sa organismo sa isang naibigay na tirahan, pagkatapos sila ay kinuha at naayos sa pamamagitan ng natural na pagpili. Nililikha ang mga bagong anyo at uri. Kaya, ang pagkakaiba-iba ay lumilikha ng mga paunang kondisyon para sa speciation at ebolusyon;

11) indibidwal na pag-unlad (ang proseso ng ontogenesis) - ang sagisag ng paunang genetic na impormasyon, na naka-embed sa istraktura ng mga molekula ng DNA (i.e., sa genotype), sa mga gumaganang istruktura ng organismo. Sa kurso ng prosesong ito, ang gayong pag-aari bilang ang kakayahang lumaki ay ipinahayag, na ipinahayag sa pagtaas ng timbang at laki ng katawan. Ang prosesong ito ay batay sa pagpaparami ng mga molekula, pagpaparami, paglaki at pagkakaiba-iba ng mga selula at iba pang mga istruktura, atbp.;

12) phylogenetic development (ang mga regularidad nito ay itinatag ni Charles R. Darwin). Batay sa progresibong pagpaparami, pagmamana, pakikibaka para sa pagkakaroon at pagpili. Bilang resulta ng ebolusyon, lumitaw ang isang malaking bilang ng mga species. Ang progresibong ebolusyon ay dumaan sa isang serye ng mga hakbang. Ito ay mga pre-cellular, unicellular at multicellular na organismo hanggang sa mga tao.

Sa kasong ito, inuulit ng ontogenesis ng tao ang phylogenesis (iyon ay, ang indibidwal na pag-unlad ay dumadaan sa parehong mga yugto ng proseso ng ebolusyon);

13) discreteness (discontinuity) at kasabay ng integridad. Ang buhay ay kinakatawan ng isang koleksyon ng mga hiwalay na organismo, o mga indibidwal. Ang bawat organismo, sa turn, ay discrete din, dahil binubuo ito ng isang set ng mga organ, tissue at cell. Ang bawat cell ay binubuo ng mga organelles, ngunit sa parehong oras ay autonomous. Ang namamana na impormasyon ay isinasagawa ng mga gene, ngunit walang solong gene ang maaaring matukoy ang pagbuo ng isang partikular na katangian.

4. Mga antas ng organisasyon ng buhay

Ang wildlife ay isang integral ngunit heterogenous na sistema, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang hierarchical na organisasyon. Ang hierarchical system ay isang sistema kung saan ang mga bahagi (o mga elemento ng kabuuan) ay nakaayos sa pagkakasunud-sunod mula sa pinakamataas hanggang sa pinakamababa. Ang hierarchical na prinsipyo ng organisasyon ay ginagawang posible na iisa ang mga indibidwal na antas sa buhay na kalikasan, na napaka-maginhawa kapag pinag-aaralan ang buhay bilang isang kumplikadong natural na kababalaghan. Mayroong tatlong pangunahing yugto ng mga nabubuhay na bagay: microsystems, mesosystems at macrosystems.

Ang mga microsystem (yugto ng preorganism) ay kinabibilangan ng molekular (molecular genetic) at mga subcellular na antas.

Ang mga mesosystem (organismo na yugto) ay kinabibilangan ng cellular, tissue, organ, systemic, organismic (organismo sa kabuuan), o ontogenetic, mga antas.

Mga antas ng hierarchical:

1) antas ng molekular na genetic. Ang EE ay kinakatawan ng genome. Ang gene ay isang seksyon ng isang molekula ng DNA (at sa ilang mga virus, isang molekula ng RNA) na responsable para sa pagbuo ng anumang isang katangian. Ang impormasyong nakaimbak sa mga nucleic acid ay natanto sa pamamagitan ng matrix synthesis ng mga protina;

2) antas ng subcellular. Ang EE ay kinakatawan ng ilang subcellular na istraktura, iyon ay, isang organelle na gumaganap ng mga likas na pag-andar nito at nag-aambag sa gawain ng cell sa kabuuan;

3) ang antas ng cellular. Ang EE ay isang cell, na isang malayang gumaganang elementarya na biological system. Sa antas na ito lamang posible ang pagpapatupad ng genetic information at biosynthetic na proseso. Para sa mga unicellular na organismo, ang antas na ito ay tumutugma sa antas ng organismo. Ang EY ay mga reaksyon ng cellular metabolism na bumubuo sa batayan ng mga daloy ng enerhiya, impormasyon at bagay;

4) antas ng tissue. Isang set ng mga cell na may parehong uri ng organisasyon ang bumubuo ng tissue (EE). Ang antas ay lumitaw sa paglitaw ng mga multicellular na organismo na may higit pa o mas kaunting pagkakaiba-iba ng mga tisyu. Ang tissue ay gumaganap bilang isang buo at may mga katangian ng mga buhay na bagay;

5) antas ng organ. Nabuo kasama ng mga gumaganang cell na kabilang sa iba't ibang mga tisyu (EE). Apat na pangunahing tisyu lamang ang bahagi ng mga organo ng mga multicellular na organismo, anim na pangunahing tisyu ang bumubuo sa mga organo ng halaman;

6) organismic (ontogenetic) na antas. Ang EE ay isang indibidwal sa pag-unlad nito mula sa sandali ng kapanganakan hanggang sa katapusan ng pagkakaroon nito bilang isang buhay na sistema. Ang EY ay mga regular na pagbabago sa katawan sa proseso ng indibidwal na pag-unlad (ontogenesis). Sa proseso ng ontogenesis, sa ilalim ng ilang mga kondisyon sa kapaligiran, ang namamana na impormasyon ay nakapaloob sa mga biological na istruktura, iyon ay, batay sa genotype ng isang indibidwal, nabuo ang phenotype nito;

7) antas ng populasyon-species. Ang EE ay isang populasyon, iyon ay, isang hanay ng mga indibidwal (mga organismo) ng parehong species na naninirahan sa isang teritoryo at malayang nag-interbreed sa isa't isa. Ang populasyon ay may gene pool, iyon ay, isang set ng genotypes ng lahat ng indibidwal. Ang epekto sa gene pool ng elementarya na ebolusyonaryong mga kadahilanan (mutations, pagbabagu-bago sa bilang ng mga indibidwal, natural na pagpili) ay humahantong sa evolutionarily makabuluhang pagbabago (EY);

8) antas ng biocenotic (ecosystem). EE - biocenosis, iyon ay, isang makasaysayang itinatag na matatag na komunidad ng mga populasyon ng iba't ibang mga species, na magkakaugnay sa bawat isa at sa nakapaligid na walang buhay na kalikasan sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga sangkap, enerhiya at impormasyon (mga siklo), na kung saan ay EY;

9) antas ng biosphere (global). EE - biosphere (lugar ng pamamahagi ng buhay sa Earth), iyon ay, isang solong planetary complex ng biogeocenoses, naiiba sa komposisyon ng mga species at mga katangian ng abiotic (walang buhay) na bahagi. Tinutukoy ng biogeocenoses ang lahat ng prosesong nagaganap sa biosphere;

10) antas ng naspheric. Ang bagong konsepto na ito ay binuo ng Academician V.I. Vernadsky. Itinatag niya ang doktrina ng noosphere bilang sphere of reason. Ito ay isang mahalagang bahagi ng biosphere, na nabago dahil sa mga aktibidad ng tao.

LECTURE Blg. 2. Kemikal na komposisyon ng mga sistema ng pamumuhay. Biological na papel ng mga protina, polysaccharides, lipid at ATP

1. Pangkalahatang-ideya ng kemikal na istraktura ng cell

Ang lahat ng mga sistema ng pamumuhay ay naglalaman ng mga elemento ng kemikal sa iba't ibang sukat at mga compound ng kemikal na binuo mula sa kanila, parehong organic at inorganic.

Ayon sa dami ng nilalaman sa cell, ang lahat ng mga elemento ng kemikal ay nahahati sa 3 grupo: macro-, micro- at ultramicroelements.

Ang mga macronutrients ay bumubuo ng 99% ng cell mass, kung saan hanggang sa 98% ay 4 na elemento: oxygen, nitrogen, hydrogen at carbon. Sa mas maliit na dami, ang mga cell ay naglalaman ng potasa, sodium, magnesium, calcium, sulfur, phosphorus, iron.

Mga elemento ng bakas - pangunahin ang mga ion ng metal (kobalt, tanso, sink, atbp.) At mga halogens (iodine, bromine, atbp.). Ang mga ito ay nakapaloob sa mga dami mula 0.001% hanggang 0.000001%.

Mga ultramicroelement. Ang kanilang konsentrasyon ay mas mababa sa 0.000001%. Kabilang dito ang ginto, mercury, selenium, atbp.

Ang kemikal na tambalan ay isang sangkap kung saan ang mga atomo ng isa o higit pang mga elemento ng kemikal ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal. Ang mga kemikal na compound ay hindi organiko at organiko. Kabilang sa inorganic ang tubig at mga mineral na asing-gamot. Ang mga organikong compound ay mga compound ng carbon kasama ng iba pang mga elemento.

Ang mga pangunahing organikong compound ng cell ay mga protina, taba, carbohydrates at nucleic acid.

2. Mga Biopolymer na Protina

Ito ay mga polimer, ang mga monomer na kung saan ay mga amino acid. Ang mga ito ay pangunahing binubuo ng carbon, hydrogen, oxygen at nitrogen. Ang isang molekula ng protina ay maaaring magkaroon ng 4 na antas ng istrukturang organisasyon (pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na istruktura).

Mga function ng protina:

1) proteksiyon (interferon ay intensively synthesize sa katawan sa panahon ng isang impeksyon sa viral);

2) istruktura (ang collagen ay isang bahagi ng mga tisyu, nakikilahok sa pagbuo ng isang peklat);

3) motor (myosin ay kasangkot sa pag-urong ng kalamnan);

4) ekstrang (itlog albumin);

5) transportasyon (erythrocyte hemoglobin ay nagdadala ng mga sustansya at mga produktong metabolic);

6) receptor (siguraduhin ng mga protina ng receptor ang pagkilala sa mga sangkap at iba pang mga cell sa pamamagitan ng cell);

7) regulasyon (ang mga protina ng regulasyon ay tumutukoy sa aktibidad ng mga gene);

8) ang mga hormone protein ay kasangkot sa humoral regulation (insulin regulates blood sugar);

9) protina-enzymes catalyze lahat ng mga kemikal na reaksyon sa katawan;

10) enerhiya (na may pagkasira ng 1 g ng protina, 17 kJ ng enerhiya ang inilabas).

Mga karbohidrat

Ang mga ito ay mono- at polymers, na kinabibilangan ng carbon, hydrogen at oxygen sa isang ratio na 1: 2: 1.

Mga function ng carbohydrates:

1) enerhiya (na may pagkasira ng 1 g ng carbohydrates, 17.6 kJ ng enerhiya ang pinakawalan);

2) structural (cellulose, na bahagi ng cell wall sa mga halaman);

3) imbakan (supply ng nutrients sa anyo ng almirol sa mga halaman at glycogen sa mga hayop).

Ang mga taba (lipids) ay maaaring simple o kumplikado. Ang mga simpleng molekula ng lipid ay binubuo ng trihydric alcohol glycerol at tatlong fatty acid residues. Ang mga kumplikadong lipid ay mga compound ng mga simpleng lipid na may mga protina at carbohydrates.

Mga function ng lipid:

1) enerhiya (na may pagkasira ng 1 g ng mga lipid, 38.9 kJ ng enerhiya ang nabuo);

2) istruktura (phospholipids ng mga lamad ng cell, na bumubuo ng isang lipid bilayer);

3) imbakan (supply ng nutrients sa subcutaneous tissue at iba pang mga organo);

4) proteksiyon (subcutaneous tissue at isang layer ng taba sa paligid ng mga panloob na organo ay nagpoprotekta sa kanila mula sa mekanikal na pinsala);

5) regulasyon (ang mga hormone at bitamina na naglalaman ng mga lipid ay kumokontrol sa metabolismo);

6) insulating (subcutaneous tissue ay nagpapanatili ng init). ATF

Ang molekula ng ATP (adenosine triphosphoric acid) ay binubuo ng nitrogenous base ng adenine, limang-carbon ribose na asukal, at tatlong phosphoric acid residues na magkakaugnay ng isang high-energy bond. Ang ATP ay ginawa sa mitochondria sa panahon ng phosphorylation. Kapag na-hydrolyzed, ang isang malaking halaga ng enerhiya ay inilabas. Ang ATP ay ang pangunahing macroerg ng cell - isang nagtitipon ng enerhiya sa anyo ng enerhiya mula sa mga bono ng kemikal na may mataas na enerhiya.

LECTURE Blg. 3. Mga nucleic acid. Biosynthesis ng protina

Ang mga nucleic acid ay mga biopolymer na naglalaman ng posporus, ang mga monomer nito ay mga nucleotide. Kasama sa mga chain ng nucleic acid ang sampu hanggang daan-daang milyong nucleotides.

Mayroong 2 uri ng nucleic acid - deoxyribonucleic acid (DNA) at ribonucleic acid (RNA). Ang mga nucleotide na bumubuo sa DNA ay naglalaman ng carbohydrate, deoxyribose, at ang RNA ay naglalaman ng ribose.

1.DNA

Karaniwan, ang DNA ay isang helix na binubuo ng dalawang komplementaryong polynucleotide strands na pinaikot pakanan. Ang DNA nucleotides ay kinabibilangan ng: nitrogenous base, deoxyribose at phosphoric acid residue. Ang mga nitrogenous base ay nahahati sa purine (adenine at guanine) at pyrimidine (thiamine at cytosine). Dalawang kadena ng nucleotides ay magkakaugnay sa pamamagitan ng mga nitrogenous na base ayon sa prinsipyo ng complementarity: dalawang hydrogen bond ang lumitaw sa pagitan ng adenine at thymine, at tatlo sa pagitan ng guanine at cytosine.

Mga function ng DNA:

1) tinitiyak ang pangangalaga at paghahatid ng genetic na impormasyon mula sa cell patungo sa cell at mula sa organismo patungo sa organismo, na nauugnay sa kakayahang magtiklop;

2) regulasyon ng lahat ng mga proseso na nagaganap sa cell, na ibinigay ng kakayahan para sa transkripsyon na may kasunod na pagsasalin.

Ang proseso ng self-reproduction (auto-reproduction) ng DNA ay tinatawag na replication. Tinitiyak ng pagtitiklop ang pagkopya ng genetic na impormasyon at ang paghahatid nito mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, ang genetic na pagkakakilanlan ng mga daughter cell na nabuo bilang resulta ng mitosis, at ang patuloy na bilang ng mga chromosome sa panahon ng mitotic cell division.

Ang pagtitiklop ay nangyayari sa panahon ng sintetikong panahon ng interphase ng mitosis. Ang replicase enzyme ay gumagalaw sa pagitan ng dalawang hibla ng DNA helix at sinisira ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nitrogenous na base. Pagkatapos, sa tulong ng DNA polymerase enzyme, ang mga nucleotide ng mga anak na kadena ay idinagdag sa bawat isa sa mga kadena ayon sa prinsipyo ng complementarity. Bilang resulta ng pagtitiklop, nabuo ang dalawang magkaparehong molekula ng DNA. Doble ang dami ng DNA sa isang cell. Ang pamamaraang ito ng pagdoble ng DNA ay tinatawag na semi-konserbatibo, dahil ang bawat bagong molekula ng DNA ay naglalaman ng isang "luma" at isang bagong synthesize na polynucleotide chain.