Umumiy biologiya o'qing. Umumiy biologiya: ma'ruza matni

Natalya Sergeevna Kurbatova, E. A. Kozlova

Umumiy biologiya

1. Hujayra nazariyasining rivojlanish tarixi

Hujayra nazariyasini yaratish uchun zarur shart-sharoit mikroskopning ixtiro qilinishi va takomillashtirilishi hamda hujayralarning kashf etilishi edi (1665, R.Guk - mantar daraxti poʻstlogʻining kesilishini oʻrganishda, mürver va boshqalar). Mashhur mikroskopchilarning ishlari: M.Malpigi, N.Gru, A.van Levenguk - o'simlik organizmlari hujayralarini ko'rish imkonini berdi. A. van Levenguk suvda bir hujayrali organizmlarni topdi. Birinchidan, hujayra yadrosi o'rganildi. R. Braun o'simlik hujayrasining yadrosini tasvirlab berdi. Ya.E.Purkin protoplazma tushunchasini kiritdi - suyuq jelatinli hujayra tarkibi.

Nemis botanigi M. Shleyden birinchi bo'lib har qanday hujayra yadroga ega degan xulosaga keldi. KT asoschisi nemis biologi T. Shvann (M. Shleyden bilan birgalikda) hisoblanadi, u 1839 yilda “Hayvonlar va oʻsimliklarning tuzilishi va oʻsishidagi yozishmalarning mikroskopik tadqiqotlari” asarini eʼlon qildi. Uning qoidalari:

1) hujayra barcha tirik organizmlarning (ham hayvonlar, ham o'simliklar) asosiy tarkibiy birligidir;

2) agar mikroskopda ko'rinadigan har qanday shakllanishda yadro bo'lsa, u holda uni hujayra deb hisoblash mumkin;

3) yangi hujayralar hosil bo'lish jarayoni o'simlik va hayvon hujayralarining o'sishi, rivojlanishi, farqlanishini belgilaydi.

Hujayra nazariyasiga qo'shimchalar nemis olimi R. Virxov tomonidan kiritilgan bo'lib, u 1858 yilda "Hujayra patologiyasi" asarini nashr etdi. U qiz hujayralar ona hujayralarning bo'linishi natijasida hosil bo'lishini isbotladi: har bir hujayra hujayradan. XIX asr oxirida. mitoxondriyalar, Golji kompleksi, o'simlik hujayralarida plastidlar topildi. Bo'linuvchi hujayralarni maxsus bo'yoqlar bilan bo'yashdan keyin xromosomalar topildi. Hozirgi KT qoidalari

1. Hujayra barcha tirik organizmlar tuzilishi va rivojlanishining asosiy birligi, u tirik organizmning eng kichik struktura birligidir.

2. Barcha organizmlarning hujayralari (bir va ko'p hujayrali) kimyoviy tarkibi, tuzilishi, moddalar almashinuvining asosiy ko'rinishlari va hayotiy faoliyati jihatidan o'xshashdir.

3. Hujayralarning ko'payishi ularning bo'linishi orqali sodir bo'ladi (har bir yangi hujayra ona hujayraning bo'linishi paytida hosil bo'ladi); murakkab ko'p hujayrali organizmlarda hujayralar turli shakllarga ega va ular bajaradigan funktsiyalarga muvofiq ixtisoslashgan. Shu kabi hujayralar to'qimalarni hosil qiladi; organlar tizimini tashkil etuvchi organlar to'qimalardan iborat bo'lib, ular bir-biri bilan chambarchas bog'langan va tartibga solishning asab va gumoral mexanizmlariga bo'ysunadi (yuqori organizmlarda).

Hujayra nazariyasining ahamiyati

Hujayra tirik organizmlarning eng muhim tarkibiy qismi, ularning asosiy morfofiziologik tarkibiy qismi ekanligi aniq. Hujayra ko'p hujayrali organizmning asosi, organizmdagi biokimyoviy va fiziologik jarayonlar sodir bo'ladigan joy. Hujayra darajasida barcha biologik jarayonlar oxir-oqibat sodir bo'ladi. Hujayra nazariyasi barcha hujayralar kimyoviy tarkibining o'xshashligi, ularning tuzilishining umumiy rejasi haqida xulosa chiqarishga imkon berdi, bu butun tirik dunyoning filogenetik birligini tasdiqlaydi.

2. Hayot. Tirik materiyaning xossalari

Hayot makromolekulyar ochiq tizim bo'lib, u ierarxik tashkilot, o'z-o'zini ko'paytirish, o'zini o'zi saqlash va o'zini o'zi boshqarish, metabolizm va nozik tartibga solingan energiya oqimi bilan tavsiflanadi.

Tirik tuzilmalarning xususiyatlari:

1) o'z-o'zini yangilash. Moddalar almashinuvining asosini mutanosib va aniq oʻzaro bogʻlangan assimilyatsiya (anabolizm, sintez, yangi moddalar hosil boʻlishi) va dissimilyatsiya (katabolizm, yemirilish) jarayonlari tashkil qiladi;

2) o'z-o'zini ko'paytirish. Shu munosabat bilan tirik tuzilmalar avvalgi avlodlar bilan o'xshashligini yo'qotmagan holda doimiy ravishda ko'paytiriladi va yangilanadi. Nuklein kislotalar irsiy ma'lumotni saqlash, uzatish va ko'paytirishga, shuningdek, oqsil sintezi orqali amalga oshirishga qodir. DNKda saqlangan ma'lumotlar RNK molekulalari yordamida oqsil molekulasiga o'tkaziladi;

3) o'z-o'zini tartibga solish. U tirik organizm orqali materiya, energiya va axborot oqimining yig'indisiga asoslanadi;

4) asabiylashish. U tashqi tomondan ma'lumotni har qanday biologik tizimga o'tkazish bilan bog'liq va bu tizimning tashqi stimulga reaktsiyasini aks ettiradi. Achchiqlanish tufayli tirik organizmlar tashqi muhit sharoitlariga tanlab ta'sir ko'rsatishga va undan faqat o'zlarining mavjudligi uchun zarur bo'lgan narsalarni ajratib olishga qodir;

5) gomeostazni saqlash - organizmning ichki muhitining nisbiy dinamik doimiyligi, tizim mavjudligining fizik-kimyoviy parametrlari;

6) strukturaviy tashkil etish - tartiblilik, tirik tizimning o'rganishda topilgan - biogeotsenozlar;

7) moslashish - tirik organizmning atrof-muhitning o'zgaruvchan yashash sharoitlariga doimiy moslashish qobiliyati;

8) takror ishlab chiqarish (ko'paytirish). Hayot alohida tirik tizimlar shaklida mavjud bo'lganligi va har bir bunday tizimning mavjudligi vaqt jihatidan qat'iy cheklanganligi sababli, Yerda hayotning saqlanishi tirik tizimlarning ko'payishi bilan bog'liq;

9) irsiyat. Organizmlarning avlodlari orasidagi uzluksizlikni ta'minlaydi (axborot oqimlari asosida). Irsiyat tufayli atrof-muhitga moslashishni ta'minlaydigan xususiyatlar avloddan-avlodga o'tadi;

10) o'zgaruvchanlik - o'zgaruvchanlik tufayli tirik tizim o'zi uchun ilgari odatiy bo'lmagan xususiyatlarga ega bo'ladi. Avvalo, o'zgaruvchanlik ko'payish jarayonida xatolar bilan bog'liq: nuklein kislotalarning tuzilishidagi o'zgarishlar yangi irsiy ma'lumotlarning paydo bo'lishiga olib keladi;

11) individual rivojlanish (ontogenez jarayoni) - DNK molekulalari tuzilishiga kiritilgan dastlabki genetik ma'lumotlarning tananing ishchi tuzilmalarida timsolidir. Ushbu jarayon davomida o'sish qobiliyati kabi xususiyat namoyon bo'ladi, bu tana vazni va hajmining oshishi bilan ifodalanadi;

12) filogenetik rivojlanish. Progressiv ko'payish, irsiyat, mavjudlik uchun kurash va tanlanishga asoslangan. Evolyutsiya natijasida juda ko'p sonli turlar paydo bo'ldi;

3. Hayotni tashkil etish darajalari

Mikrotizimlar (organizmdan oldingi bosqich) molekulyar (molekulyar genetik) va hujayra osti darajalarini o'z ichiga oladi.

Mezotizimlar (organizm bosqichi) hujayra, to'qima, organ, tizimli, organizm (butun organizm) yoki ontogenetik darajalarni o'z ichiga oladi.

Makrotizimlar (supraorganizm darajasi) populyatsiyaga xos, biotsenotik va global darajalarni (butun biosferani) o'z ichiga oladi. Har bir darajada elementar birlik va hodisani ajratish mumkin.

Elementar birlik (EI) tuzilma (yoki ob'ekt) bo'lib, uning muntazam o'zgarishi (elementar hodisalar, EY) ma'lum darajadagi hayotning rivojlanishiga hissa qo'shadi.

Ierarxik darajalar:

1) molekulyar genetik daraja. EE genom bilan ifodalanadi. Gen - DNK molekulasining (ba'zi viruslarda esa RNK molekulasi) bo'limi bo'lib, u har qanday belgining shakllanishi uchun javobgardir;

2) hujayra osti darajasi. EE ba'zi bir hujayra osti tuzilishi, ya'ni o'ziga xos funktsiyalarni bajaradigan va butun hujayraning ishiga hissa qo'shadigan organella bilan ifodalanadi;

3) hujayra darajasi. EE - mustaqil ravishda ishlaydigan elementar bo'lgan hujayra

Biologiya(yunon tilidan. bios- hayot + logotiplar— soʻz, taʼlimot) — hayotni koinotda alohida oʻrin tutadigan hodisa sifatida oʻrganuvchi fan. Tabiatni o'rganuvchi boshqa fanlar (fizika, kimyo, astronomiya, geologiya va boshqalar) bilan birgalikda tabiiy fanlarga kiradi. Odatda, gumanitar fanlar (inson, insoniyat jamiyatining mavjudligi va rivojlanishi qonuniyatlarini o'rganuvchi) ham mustaqil guruhga ajratiladi; bularga sotsiologiya, psixologiya, antropologiya, etnografiya va boshqalar kiradi.

Inson hodisasi (bioijtimoiy mavjudot sifatida) ham tabiiy, ham gumanitar fanlarni qiziqtiradi. Ammo biologiya ular orasidagi bog'lovchi bo'lib, alohida rol o'ynaydi. Bu xulosa hayotning paydo bo'lishiga olib kelgan tabiatning rivojlanishi haqidagi zamonaviy g'oyalarga asoslanadi. Tirik organizmlar evolyutsiyasi jarayonida sifat jihatidan yangi xususiyatlarga ega bo'lgan shaxs paydo bo'ldi - aql, nutq, ijodiy faoliyat qobiliyati, ijtimoiy hayot tarzi va boshqalar.

Jonsiz tabiatning mavjudligi va rivojlanishi fizikaviy va kimyoviy qonunlarga bo'ysunadi. Tirik organizmlarning paydo bo'lishi bilan, biologik jarayonlar, tubdan boshqacha xususiyatga ega va turli qonunlarga bo'ysunish - biologik. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, shu bilan birga paydo bo'layotgan (sifat jihatdan har xil va o'ziga xos) biologik hodisalarning asosi bo'lgan fizik-kimyoviy jarayonlar saqlanib qoladi.

Shaxsning o'ziga xos fazilatlari va ijtimoiy xususiyatlari uning tabiiy mansubligini istisno qilmaydi. Inson tanasida ham fizik-kimyoviy, ham biologik jarayonlar amalga oshiriladi (barcha tirik mavjudotlarda bo'lgani kabi). Biroq, shaxs faqat jamiyatda, boshqa odamlar bilan muloqotda to'liq rivojlanishi mumkin. Bu nutqni o'zlashtirish va bilim, ko'nikma va malakalarni egallashning yagona yo'li. Bu erda tub farq shundaki, insoniyatning mavjudligi va rivojlanishi uning bilish qobiliyatiga, avloddan-avlodga bilim to'plashiga va samarali faoliyatga asoslangan.

XX asrda fanning, shu jumladan biologiyaning haqiqatan ham ulkan yutuqlari. tabiat va insonning birligi, ularning murakkab munosabatlari haqidagi tushunchamizni sezilarli darajada kengaytirdi va chuqurlashtirdi. Masalan, ekologiya ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, tirik organizmlar, jumladan, odamlar nafaqat tabiatga bog'liq, balki o'zlari ham unga va hatto kosmosga ta'sir qiluvchi kuchli omil sifatida ishlaydi. Bu, xususan, Yer atmosferasi, keng geologik qatlamlarning shakllanishi, orollar tizimlarining shakllanishi va boshqalarga taalluqlidir.Hozirgi vaqtda insoniyat sayyoramizning tirik va jonsiz tabiatiga eng kuchli ta'sir ko'rsatmoqda.

Biologiya hozirgi kunda turli xil jonli mavjudotlarni, ularning tuzilishi va faoliyati, tarqalishi, kelib chiqishi va rivojlanishini, shuningdek, organizmlarning tabiiy birlashmalarini, ularning bir-biri bilan, jonsiz tabiat va odam bilan munosabatlarini o'rganadigan fanlar majmuasidir.

Umumiy kognitiv qiymatdan tashqari, biologiya odamlar uchun juda katta rol o'ynaydi, uzoq vaqt davomida tibbiyot, veterinariya, agronomiya va chorvachilikning nazariy asosi bo'lib xizmat qiladi.

Endi asosini tashkil etuvchi tarmoqlar ham bor biotexnologiya, ya'ni ishlab chiqarish jarayonida tirik organizmlardan foydalanadilar. Oziq-ovqat, farmatsevtika, kimyo sanoati va boshqalarni qayd etishimiz mumkin.

Inson va tabiat o'rtasidagi munosabatlar muammosi bilan bog'liq holda turli xil biologiya fanlari ham katta ahamiyatga ega. Tabiiy resurslardan oqilona foydalanish, atrof-muhitga tejamkor munosabatda bo'lish, atrof-muhitni muhofaza qilish faoliyatini malakali tashkil etish kabi muammolarni faqat ilmiy asosda hal qilish mumkin.

«Umumiy biologiya» o`rta maktab o`quvchilariga biologik ta`lim berishning eng muhim bosqichini ifodalovchi fandir. U botanika, zoologiya, odam biologiyasini o'rganishda allaqachon olingan bilim, ko'nikma va malakalarga tayanadi.

6-sinfdan boshlab siz tirik organizmlarning turli guruhlari bilan tanishdingiz: viruslar, bakteriyalar, zamburug'lar, o'simliklar, hayvonlar. Ularning tuzilishi va faoliyati, shakllarining xilma-xilligi, tarqalishi va boshqalar haqida bilib oldingiz. 8-sinfda biologiya fanidan inson va uning biosotsial mavjudot sifatidagi o'ziga xosligi o'rganildi.

Umumiy biologiya, boshqa ixtisoslashgan fanlardan farqli o'laroq, nomning o'zi nimani anglatishini ko'rib chiqadi. umumiy(barcha tirik organizmlar uchun) har bir narsaning o'ziga xos xususiyatlari va sifatlari tirik, barcha shakllarga xos bo'lgan tashkilot, hayot, rivojlanishning umumiy qonuniyatlari hayot.

1-bob. Hayotning mohiyati

§ 1. Hayotning ta'rifi va yashashning asosiy xususiyatlari

Har qanday fan oldida turgan vazifalardan biri ijod qilish zaruratidir ta'riflar, ya'ni. e) qisqa formulalar, berish, ammo to'liq ob'ekt yoki hodisaning mohiyati haqidagi g'oya. Biologiyada hayot ta'riflarining o'nlab variantlari mavjud, ammo ularning hech biri bir vaqtning o'zida yuqorida qayd etilgan ikkita talabga javob bermaydi. Yoki ta'rif kitobning 2-3 sahifasini oladi yoki tiriklarning ba'zi muhim xususiyatlari undan "tashlab qo'yiladi".

Erdagi hayot o'ziga xos ko'rinishlarida organizmlarning xilma-xil shakllari bilan ifodalanadi. Zamonaviy biologik bilimlarga ko'ra, umumiy deb tan olinishi kerak bo'lgan xususiyatlar to'plamini ajratish mumkin barcha tirik mavjudotlar va ularni jonsiz tabiat jismlaridan ajratib turadigan. Shunday qilib, kontseptsiyaga hayot tirik organizmlarning o'ziga xos xususiyatlarini tushunish orqali kelamiz.

Kimyoviy tarkibning o'ziga xosligi. Tirik va jonsizlar o'rtasidagi farq ularning kimyoviy tarkibi darajasida allaqachon aniq namoyon bo'ladi. Ko'pincha "tirik tabiat" so'zining sinonimi sifatida "organik tabiat" iborasini topishingiz mumkin. Va bu mutlaqo to'g'ri. Hamma narsa organik moddalar tirik organizmlarning hayotiy faoliyati jarayonida hosil bo'ladi. Mutaxassislar aytganidek, ular biogen(ya'ni tirik mavjudotlar tomonidan yaratilgan). Bundan tashqari, tirik organizmlarning mavjudligini aniqlaydigan organik moddalar. Masalan, nuklein kislotalar irsiy (genetik) ma'lumotlarni o'z ichiga oladi; oqsillar strukturani aniqlaydi, harakatni ta'minlaydi, barcha hayotiy jarayonlarni tartibga soladi; shakar (uglevodlar) energetik funktsiyalarni bajaradi va hokazo.

Organik moddalar noorganiklarga qaraganda murakkabroq molekulalarga ega va ular cheksiz xilma-xilligi bilan ajralib turadi, ular ko'p jihatdan, quyida ko'rib chiqamiz, tirik organizmlarning xilma-xilligini belgilaydi.

Tirik mavjudotlarning strukturaviy tashkil etilishi. Hatto boshlang'ich maktabda botanika va zoologiya darslarida ham olimlar T. Shvann va M. Shleydenlar (1839) barcha o'simliklar va hayvonlarning tuzilishining hujayra nazariyasini ishlab chiqdilar, deb aytishdi. Hujayra shundan beri tan olingan strukturaviy va funktsional birlik har qanday tirik mavjudot. Bu shuni anglatadiki, ularning tanasi hujayralardan iborat (bir hujayralilar ham bor) va organizmning hayoti hujayralarning o'zida sodir bo'ladigan jarayonlar bilan belgilanadi. Shuni ham yodda tutingki, barcha o'simliklar va hayvonlarning hujayralari tuzilishi jihatidan o'xshashdir (bor membrana, sitoplazma, yadro, organellalar).

Ammo allaqachon bu darajada, strukturaviy murakkablik yashashni tashkil etish. Hujayrada juda ko'p turli xil komponentlar (organellalar) mavjud. Uning ichki tarkibining bunday heterojenligi bir vaqtning o'zida bunday kichik makonda yuzlab va minglab kimyoviy reaktsiyalarni amalga oshirishga imkon beradi.

Xuddi shu narsa ko'p hujayrali organizmlar uchun ham amal qiladi. Turli xil hujayralar turli xil to'qimalarni, organlarni, organ tizimlarini (turli funktsiyalarni bajaradigan) hosil qiladi, ular birgalikda murakkab va geterogen bo'lmagan integral tizimni - tirik organizmni tashkil qiladi.

Tirik organizmlardagi moddalar almashinuvi. Barcha tirik organizmlar atrof-muhit bilan moddalar va energiya almashinuvi bilan tavsiflanadi.

19-asr oxirida F. Engels. tirikning bu xususiyatini ta'kidlab, uning qadr-qimmatini chuqur baholagan. Hayotning ta'rifini taklif qilar ekan, u shunday yozgan:

Hayot oqsil jismlarining mavjud bo'lish usuli bo'lib, uning muhim nuqtasi ularni o'rab turgan tashqi tabiat bilan doimiy ravishda moddalar almashinuvidir va bu metabolizmning to'xtashi bilan hayot ham to'xtaydi, bu esa oqsilning parchalanishiga olib keladi.

Noorganik jismlarda esa moddalar almashinuvi bo‘lishi mumkin... Lekin farqi shundaki, noorganik jismlarda moddalar almashinuvi ularni yo‘q qiladi, organik jismlarda esa bu ularning mavjudligi uchun zaruriy shartdir.

Bu jarayonda tirik organizm o'ziga zarur bo'lgan moddalarni o'sish uchun material sifatida, vayron qilingan ("sarflangan") tarkibiy qismlarni tiklash va hayotni ta'minlash uchun energiya manbai sifatida oladi. Natijada organizm uchun zararli yoki keraksiz moddalar (karbonat angidrid, karbamid, suv va boshqalar) tashqi muhitga chiqariladi.

Organizmlarning o'z-o'zini ko'paytirish (ko'paytirish). Ko'paytirish- o'z turlarini ko'paytirish - hayotni davom ettirishning eng muhim sharti. Alohida organizm o'ladi, uning umri cheklangan va ko'payish odamlarning tabiiy o'limini qoplashdan ko'ra ko'proq turlarning mavjudligining davomiyligini ta'minlaydi.

Irsiyat va o'zgaruvchanlik.

Irsiyat- organizmlarning o'z muhitiga moslashishini ta'minlaydigan barcha xususiyatlar to'plamini avloddan avlodga o'tkazish qobiliyati.

Turli avlod organizmlarining o'xshashligini, o'xshashligini ta'minlaydi. Bu so‘z ko‘payish bilan sinonim bo‘lishi bejiz emas o'z-o'zini ko'paytirish. Bir avlod shaxslari o'ziga o'xshash yangi avlod individlarini keltirib chiqaradi. Irsiyat mexanizmi bugungi kunda yaxshi ma'lum. Irsiy axborot (ya’ni organizmlarning belgilari, xossalari va sifatlari haqidagi ma’lumotlar) nuklein kislotalarda shifrlanadi va organizmlarning ko’payish jarayonida avloddan-avlodga uzatiladi.

Shubhasiz, "qattiq" irsiyat bilan (ya'ni, ota-ona belgilarining mutlaq takrorlanishi) o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitlari fonida organizmlarning omon qolishi mumkin emas edi. Organizmlar yangi yashash joylarini rivojlantira olmadilar. Nihoyat, evolyutsiya jarayoni - yangi turlarning paydo bo'lishi ham istisno qilinadi. Biroq, tirik organizmlar o'ziga xosdir o'zgaruvchanlik,bu ularning yangi xususiyatlarga ega bo'lish va eskilarini yo'qotish qobiliyati deb tushuniladi. Natijada bir xil turga mansub turli shaxslar paydo bo'ladi. O'zgaruvchanlik individual rivojlanish davrida ham, ko'payish jarayonida ham bir qator avlodlarda organizmlar guruhida sodir bo'lishi mumkin.

Organizmlarning individual (ontogenez) va tarixiy (evolyutsion; filogenez) rivojlanishi. Har qanday organizm o'z hayoti davomida (uning paydo bo'lishidan boshlab tabiiy o'limiga qadar) muntazam ravishda o'zgarishlarga uchraydi, ular deyiladi. individual rivojlanish. Tana hajmi va vaznining ko'payishi sodir bo'ladi - o'sish, yangi tuzilmalarning shakllanishi (ba'zan ilgari mavjud bo'lganlarning yo'q qilinishi bilan birga keladi - masalan, dumning dumining yo'qolishi va juftlashgan oyoq-qo'llarining shakllanishi), ko'payish va nihoyat. , mavjudlikning oxiri.

Organizmlar evolyutsiyasi tirik mavjudotlarning tarixiy rivojlanishining qaytarib bo'lmaydigan jarayoni bo'lib, bu jarayonda ilgari mavjud bo'lganlarning yo'q bo'lib ketishi va yangilarining paydo bo'lishi natijasida turlarning izchil o'zgarishi sodir bo'ladi. O'z tabiatiga ko'ra evolyutsiya progressivdir, chunki tirik mavjudotlarning tashkil etilishi (tuzilmasi, faoliyati) bir qancha bosqichlarni - hujayradan oldingi hayot shakllari, bir hujayrali organizmlar, tobora murakkablashib borayotgan ko'p hujayrali va boshqalarni bosib o'tgan. Tashkilotning izchil murakkablashuvi organizmlarning hayotiyligini, ularning moslashish qobiliyatini oshirishga olib keladi.

Achchiqlanish va harakatchanlik. Tirik mavjudotlarning ajralmas mulki - asabiylashish(tashqi yoki ichki ogohlantirishlarni (ta'sirlarni) idrok etish va ularga adekvat javob berish qobiliyati). U metabolizmdagi o'zgarishlarda (masalan, o'simliklar va hayvonlarda kunduzgi soatlarning qisqarishi va kuzda atrof-muhit haroratining pasayishi bilan), vosita reaktsiyalari shaklida (pastga qarang) va yuqori darajada tashkil etilgan hayvonlarda (shu jumladan odamlarda) o'zini namoyon qiladi. xatti-harakatlaridagi o'zgarishlarni ko'rsatish.

Deyarli barcha tirik mavjudotlarda tirnash xususiyati uchun xarakterli reaktsiya tirbandlik,ya'ni fazoviy harakat butun organizm yoki ularning tanasining alohida qismlari. Bu bir hujayrali (bakteriyalar, amyobalar, kirpiklar, suv o'tlari) va ko'p hujayrali (deyarli barcha hayvonlar) organizmlarga xosdir. Ba'zi ko'p hujayrali hujayralar ham harakatchanlikka ega (masalan, hayvonlar va odamlar qonining fagotsitlari). Ko'p hujayrali o'simliklar hayvonlarga nisbatan past harakatchanlik bilan ajralib turadi, ammo ular motor reaktsiyalarining namoyon bo'lishining maxsus shakllarini ham nomlashlari mumkin. Ular ikki turdagi faol harakatlarga ega: o'sish va qisqaruvchi. Birinchisi, sekinroq, masalan, derazada o'sadigan uy o'simliklarining poyalarining nuriga qarab cho'zilishi (ularning bir tomonlama yoritilishi tufayli). Qisqartiruvchi harakatlar hasharotxoʻr oʻsimliklarda kuzatiladi (masalan, quyoshga qoʻnayotgan hasharotlarni tutishda barglarning tez buklanishi).

Achchiqlanish hodisasi organizmlarning reaktsiyalari asosida yotadi, buning natijasida ular qo'llab-quvvatlanadi. gomeostaz.

Gomeostaz- Bu tananing o'zgarishlarga qarshilik ko'rsatish va ichki muhitning nisbiy doimiyligini saqlash qobiliyati (tana harorati, qon bosimi, tuz tarkibi, kislotalilik va boshqalarni ma'lum darajada ushlab turish).

Achchiqlanish tufayli organizmlar qobiliyatga ega moslashish.

ostida moslashish organizmning muayyan muhit sharoitlariga moslashish jarayoni tushuniladi.

Tirik organizmlarning asosiy xususiyatlarini aniqlashga bag'ishlangan bo'limni yakunlab, quyidagi xulosaga kelishimiz mumkin.

Tirik organizmlar va jonsiz tabiat ob'ektlari o'rtasidagi farq qandaydir "ushlab bo'lmaydigan", g'ayritabiiy xususiyatlarning mavjudligida emas (fizika va kimyoning barcha qonunlari tirik mavjudotlar uchun ham to'g'ri keladi), balki tirik mavjudotlarning yuqori strukturaviy va funktsional murakkabligidadir. tizimlari. Bu xususiyat tirik organizmlarning yuqorida ko'rib chiqilgan barcha xususiyatlarini o'z ichiga oladi va hayot holatini materiyaning sifat jihatidan yangi mulkiga aylantiradi.

§ 2. Hayotni tashkil etish darajalari

1960-yillarga kelib. biologiya g‘oyasini ishlab chiqdi tiriklikni tashkil qilish darajalari organik dunyoning tobora murakkab tartiblanishining aniq ifodasi sifatida. Erdagi hayot ma'lum sistematik guruhlarga (turlarga), shuningdek, turli xil murakkablikdagi jamoalarga (biogeotsenoz, biosfera) tegishli bo'lgan o'ziga xos tuzilishga ega organizmlar bilan ifodalanadi. O'z navbatida, organizmlar organ, to'qima, hujayra va molekulyar tashkilot bilan tavsiflanadi. Har bir organizm, bir tomondan, ixtisoslashgan bo'ysunuvchi tashkiliy tizimlardan (organlar, to'qimalar va boshqalar) iborat bo'lsa, ikkinchi tomondan, u o'zi supraorganizmli biologik tizimlar (turlar, biogeotsenozlar va biosfera) tarkibida nisbatan izolyatsiya qilingan birlikdir. umuman olganda). Tirik materiyaning tashkiliy darajalari rasmda ko'rsatilgan. 1.

Guruch. 1. Hayotni tashkil etish darajalari

Ularning barchasi hayotning bunday xususiyatlarini namoyish etadi diskretlik va yaxlitlik. Tana turli tarkibiy qismlardan - organlardan iborat, lekin ayni paytda ularning o'zaro ta'siri tufayli u ajralmas hisoblanadi. Tur ham yaxlit tizimdir, garchi u alohida birliklar - individlar tomonidan tuzilgan bo'lsa-da, lekin ularning o'zaro ta'siri va turning yaxlitligini saqlaydi.

Barcha darajadagi hayotning mavjudligi eng past darajali tuzilma bilan ta'minlanadi. Masalan, hujayra darajasining tabiati hujayra osti va molekulyar darajalar bilan belgilanadi; organizm - organ; to'qima, hujayra; turlari - organizm va boshqalar.

Pastki darajadagi tashkilot birliklarining katta o'xshashligini va yuqori darajalarda doimiy ravishda ortib borayotgan farqni alohida ta'kidlash kerak (1-jadval).

1-jadval

Hayotni tashkil etish darajalarining xususiyatlari

2-bob. Organizmlarning xilma-xilligi va biologik tasnif asoslari

§ 1. Tirik organizmlarni tasniflash tamoyillari

Sayyoramizning tirik dunyosi cheksiz xilma-xil bo'lib, jadvaldan ko'rish mumkin bo'lgan juda ko'p sonli organizm turlarini o'z ichiga oladi. 2.

jadval 2

Tirik mavjudotlarning asosiy guruhlari turlarining soni

Darhaqiqat, mutaxassislarning fikriga ko'ra, bugungi kunda Yerda fanga ma'lum bo'lganidan ikki barobar ko'p turlar mavjud. Har yili ilmiy nashrlarda yuzlab va minglab yangi turlar tasvirlanadi.

Ko'p ob'ektlarni (ob'ektlar, hodisalarni) bilish jarayonida solishtirish ularning xususiyatlari va xususiyatlari, odamlar ishlab chiqaradi tasnifi. Keyin o'xshash (o'xshash, o'xshash) ob'ektlar guruhlarga birlashtiriladi. Guruhlarning differensiatsiyasi quyidagilarga asoslanadi farqlar o'rganilayotgan fanlar o'rtasida. Shunday qilib, barcha o'rganilayotgan ob'ektlarni (masalan, minerallar, kimyoviy elementlar yoki organizmlar) o'z ichiga olgan va ular o'rtasidagi munosabatlarni o'rnatadigan tizim quriladi.

Taksonomiya mustaqil biologik fan sifatida muammolar bilan shug'ullanadi tasnifi organizmlar va qurilish tizimlari yovvoyi tabiat.

Organizmlarni tasniflashga urinishlar qadim zamonlardan beri qilingan. Uzoq vaqt davomida fanda Aristotel (miloddan avvalgi IV asr) tomonidan ishlab chiqilgan tizim mavjud edi. U barcha ma'lum organizmlarni ikkita shohlikka ajratdi - o'simliklar va hayvonlar, farqlovchi xususiyatlar sifatida foydalanish harakatsizlik va befarqlik birinchisi ikkinchisiga nisbatan. Bundan tashqari, Aristotel barcha hayvonlarni ikki guruhga ajratdi: "qonli hayvonlar" va "qonsiz hayvonlar", bu odatda umurtqali va umurtqasiz hayvonlarning zamonaviy bo'linishiga mos keladi. Bundan tashqari, u turli xil o'ziga xos xususiyatlarga asoslanib, bir qator kichikroq guruhlarni ajratdi.

Albatta, zamonaviy ilm-fan nuqtai nazaridan Aristotel tizimi nomukammaldek ko‘rinadi, lekin o‘sha davrning faktik bilim darajasini hisobga olish kerak. Uning ishida hayvonlarning faqat 454 turi tasvirlangan va tadqiqot usullarining imkoniyatlari juda cheklangan edi.

Deyarli ikki ming yil davomida botanika va zoologiyada tavsifiy materiallar to'plangan bo'lib, bu 17-18-asrlarda taksonomiyaning rivojlanishini ta'minladi, bu o'z yakunini C. Linney (1707-1778) tomonidan yaratilgan organizmlarning dastlabki tizimida topdi, bu keng tarqalgan. tan olish. O'tmishdoshlarning tajribasi va o'zi tomonidan kashf etilgan yangi faktlarga asoslanib, Linney zamonaviy sistematikaning asoslarini yaratdi. Uning "Tabiat tizimi" nomli kitobi 1735 yilda nashr etilgan.

Linney tasniflashning asosiy birligi sifatida shaklni oldi; u “nasl”, “oila”, “otryad”, “sinf” kabi tushunchalarni ilmiy foydalanishga kiritdi; organizmlarning o'simliklar va hayvonlar shohligiga bo'linishini saqlab qoldi. Tavsiya etilgan kirish ikkilik nomenklatura(bu hali biologiyada qo'llaniladi), ya'ni har bir turga ikkita so'zdan iborat lotincha nom berish. Birinchisi - ot - bir-biriga yaqin turlar guruhini birlashtirgan turning nomi. Ikkinchi so'z - odatda sifatdosh - turning o'zi nomi. Misol uchun, "kaustik buttercup" va "o'rmalab yuruvchi sariyog'" turlari; "Oltin sazan" va "kumush sazan".

Keyinchalik, 19-asr boshlarida J.Kyuviy hayvonlar tasnifining eng yuqori birligi (botanikada - «kafedra») sifatida tizimga «tip» tushunchasini kiritdi.

Zamonaviy sistematikaning shakllanishi uchun Charlz Darvin (1859) evolyutsion ta'limotining paydo bo'lishi alohida ahamiyatga ega edi. Darvingacha bo'lgan davrda yaratilgan tirik organizmlarning ilmiy tizimlari sun'iy. Ular organizmlarni o'xshash tashqi belgilariga ko'ra, ularning qarindoshligiga ahamiyat bermasdan, balki rasmiy ravishda guruhlarga birlashtirgan. Charlz Darvinning g'oyalari fanga qurilish usulini taqdim etdi tabiiy tizim tirik dunyo. Bu ba'zilarga asoslanishi kerakligini anglatadi muhim, tasniflangan ob'ektlar - organizmlarning asosiy xususiyatlari.

Keling, analogiya sifatida shaxsiy kutubxona misolidan foydalanib, kitoblar kabi ob'ektlarning "tabiiy tizimini" qurishga harakat qilaylik. Agar so'ralsa, biz kitoblarni shkaflarning javonlariga joylashtiramiz, ularni format yoki umurtqa rangi bo'yicha guruhlashimiz mumkin. Ammo bu holatlarda "sun'iy tizim" yaratiladi, chunki "ob'ektlar" (kitoblar) ikkinchi darajali, "eshitilmaydigan" xususiyatlarga ko'ra tasniflanadi. “Tabiiy” “tizim” kutubxona bo‘lib, u yerda kitoblar mazmuniga ko‘ra guruhlanadi. Bu kabinetda ilmiy adabiyotlarimiz bor: bir javonda fizika, ikkinchisida kimyo va hokazo kitoblar. Boshqa kabinetda badiiy adabiyot: nasr, she’riyat, xalq og‘zaki ijodi. Shunday qilib, biz mavjud kitoblarni asosiy xususiyati, muhim sifati - mazmuniga ko'ra tasniflashni amalga oshirdik. Endi "tabiiy tizim" ga ega bo'lgan holda, biz uni tashkil etuvchi turli xil "ob'ektlar" ichida osongina harakat qilishimiz mumkin. Va yangi kitobni qo'lga kiritganimizdan so'ng, biz unga ma'lum bir shkafda va mos keladigan javonda, ya'ni "tizim" da osongina joy topishimiz mumkin.

Darslik zamonaviy biologiyaning umumiy masalalariga bag'ishlangan. U tirik materiyaning tuzilishi va uning faoliyatining umumiy qonuniyatlari haqida asosiy ma'lumotlarni beradi. O'quv kursining mavzulari ko'rsatilgan: Yerdagi hayotning kelib chiqishi, evolyutsiyasi va xilma-xilligi. Organizmlar va ularning yashash sharoitlari o'rtasidagi munosabatlar, ekologik tizimlar barqarorligi qonuniyatlari ko'rsatilgan.

O'rta kasb-hunar ta'limi ta'lim muassasalari talabalari uchun.

MUNDARIJA
Bosh so'z 3
Kirish 4
1-bob. HUJAYRA HAQIDA TA'LIM 8
1.1. Hujayraning kimyoviy tashkil etilishi 8
1.1.1. Hujayrani tashkil etuvchi organik va noorganik moddalar 9
1.1.2. Oqsil va lipidlarning hujayradagi vazifalari 10
1.1.3. Nuklein kislotalar va ularning hujayradagi roli 13
1.2 Hujayraning tuzilishi va funksiyasi 16
1.2.1. Sitoplazma va hujayra membranasi 19
1.2.2. Hujayra organellalari 21
1.2.3. O'simlik hujayrasi tuzilishining xususiyatlari 25
1.24. Hujayradan tashqari hayot shakllari. Viruslar 27
1.3. Hujayradagi metabolizm va energiya almashinuvi 30
1.3.1. Plastmassa almashinuvi 30
1.32. Energiya almashinuvi 35
1.3.3. Avtotrof va geterotrof organizmlar 36
1.3.4. fotosintez. Xemosintez 36
1.4 Hujayra bo‘linishi 39
1.4.1. Hujayra hayot aylanishi. Mitotik sikl 40
1.4.2. Mitoz. Sitokinez 41
1.4.3. Organizmlar tuzilishining hujayra nazariyasi 44
1.5. Organizmlarning ko'payishi va individual rivojlanishi 44
1.5.1. Jinssiz va jinsiy ko'payish 44
1.5.2 Meioz 46
1.5.3. Jinsiy hujayralarning shakllanishi va urug'lanish 49
1.5.4. Tananing individual rivojlanishi 52
1.5.5. Ontogenezning embrion bosqichi 53
1.5.6. Postembrional rivojlanish 57
2-bob. GENETIKA VA SELTAJA ASOSLARI 59
2.1. Irsiyat shakllari 59
2.1.1. Mendel qonunlari 59
2.1.2. T.Morganning xromosoma nazariyasi va bogʻlangan irsiyat 67
2.1.3. Jinsiy aloqa genetikasi. Jinsiy bog'liq meros 70
2.1.4. Genlarning o'zaro ta'siri 72
2.2. O'zgaruvchanlik qonuniyatlari 75
2.2.1. Irsiy yoki genotipik o'zgaruvchanlik. 75
2.2.2. Modifikatsiya yoki irsiy bo'lmagan o'zgaruvchanlik. 79
2.2.3. Inson genetikasi 81
2.2.4. Genetika va tibbiyot 85
2.2.5. Irsiyat va o'zgaruvchanlikning moddiy asoslari 87
2.2.6. Genetika va evolyutsiya nazariyasi. Populyatsiya genetikasi 88
2.3. Naslchilik asoslari 92
2.3.1. Uyda tarbiyalash - dastlabki naslchilik 92
2.3.2. Madaniy oʻsimliklarning xilma-xilligi va kelib chiqishi markazlari 95
2.3.3. Zamonaviy naslchilik usullari 98
2.3.4. Oʻsimlikchilik 102
2.3.5. O‘simlikchilik seleksiyasi yutuqlari 104
2.3.6. Chorvachilik 106
2.3.7. Mikroorganizmlar va biotexnologiya dasturlarini tanlash
3-bob. EVOLUTSIYA TA’LIMATI 114
3.1. Darvingacha bo‘lgan davrda biologiyaning umumiy tavsifi 114
3.1.1. Qadimgi dunyoda evolyutsion g'oyalar. 114
3.1.2. O'rta asrlar va Uyg'onish davridagi fanning holati 116
3.1.3. Darvinizmning kashshoflari 119
3.2. Charlz Darvinning evolyutsion ta'limoti 124
3.3. Mikroevolyutsiya 129
3.3.1. Kontseptsiyani ko‘rish 129
3.3.2. Evolyutsiya mexanizmlari. Tabiiy tanlanish haqidagi ta'limot. 131
3.4. Tabiiy populyatsiyalarda tabiiy tanlanish 136
3.4.1. Qurilmalarning paydo bo'lishi 139
3.4.2. Spetsifikatsiya 144
3.5. Makroevolyutsiya 149
3.5.1. Evolyutsiya uchun dalillar 150
3.5.2. Evolyutsiya jarayonining asosiy yo'nalishlari 160
3.5.3. Organik dunyoning rivojlanishi 165
4-bob.YERDAGI HAYOTNING KELIB OLISHI VA BALKINCHI BOSQICHLARI 181-bob.
4.1. Tirik dunyoning xilma-xilligi 181
4.2. Yerda hayotning paydo bo'lishi. 186
5-bob. INSONNING KELIB OLISHI 193
5.1. Odamlar va hayvonlar o'rtasidagi munosabatlarning dalillari 193
5.2. Inson evolyutsiyasining asosiy bosqichlari 197
5.3. Inson irqi 202
6-bob. EKOLOGIYA ASOSLARI 205
6.1. Ekologiya - organizmlar, turlar va jamoalarning atrof-muhit bilan aloqasi haqidagi fan 205
6.1.1. Abiotik omillar 206
6.1.2. Biotik omillar 209
6.2. Ekologik tizimlar 210
6.2.1. Biogeotsenozlarning o'zgarishi 220
6.2.2. Ekotizim gomeostazi 223
6.2.3. Ekotizimlarning o'zaro ta'siri. Simbioz va uning shakllari 226
7-bob. BIOSFERA VA INSON 236
7.1. V.I.Vernadskiyning biosfera haqidagi ta'limoti. 236
7.2. Noosfera 241
7.3. Tabiat va jamiyat o'rtasidagi munosabatlar. Tabiiy biogeotsenozlarga antropogen ta'sir 242
8-bob. BIONIKA 247
Adabiyotlar 254

1. Hujayra nazariyasi (KT) Hujayra nazariyasining asoslari

Hujayra nazariyasini yaratish uchun zarur shart-sharoit mikroskopning ixtiro qilinishi va takomillashtirilishi hamda hujayralarning kashf etilishi edi (1665, R.Guk - mantar daraxti poʻstlogʻining kesilishini oʻrganishda, mürver va boshqalar). Mashhur mikroskopchilarning ishlari: M.Malpigi, N.Gru, A.van Levenguk - o'simlik organizmlari hujayralarini ko'rish imkonini berdi. A. van Levenguk suvda bir hujayrali organizmlarni kashf etdi. Birinchidan, hujayra yadrosi o'rganildi. R. Braun o'simlik hujayrasining yadrosini tasvirlab berdi. Ya.E.Purkin protoplazma tushunchasini kiritdi - suyuq jelatinli hujayra tarkibi.

1) hujayra barcha tirik organizmlarning (ham hayvonlar, ham o'simliklar) asosiy tarkibiy birligidir;

2) agar mikroskopda ko'rinadigan har qanday shakllanishda yadro bo'lsa, u holda uni hujayra deb hisoblash mumkin;

3) yangi hujayralar hosil bo'lish jarayoni o'simlik va hayvon hujayralarining o'sishi, rivojlanishi, farqlanishini belgilaydi. Hujayra nazariyasiga qo'shimchalar nemis olimi R. Virxov tomonidan kiritilgan bo'lib, u 1858 yilda "Hujayra patologiyasi" asarini nashr etdi. U qiz hujayralar ona hujayralarning bo'linishi natijasida hosil bo'lishini isbotladi: har bir hujayra hujayradan. XIX asr oxirida. mitoxondriyalar, Golji kompleksi, o'simlik hujayralarida plastidlar topildi. Bo'linuvchi hujayralarni maxsus bo'yoqlar bilan bo'yashdan keyin xromosomalar topildi. Hozirgi KT qoidalari

1. Hujayra barcha tirik organizmlar tuzilishi va rivojlanishining asosiy birligi, u tirik organizmning eng kichik struktura birligidir.

2. Barcha organizmlarning hujayralari (bir va ko'p hujayrali) kimyoviy tarkibi, tuzilishi, moddalar almashinuvining asosiy ko'rinishlari va hayotiy faoliyati jihatidan o'xshashdir.

Hujayra nazariyasining ahamiyati

2. Fan taraqqiyotining hozirgi bosqichida hayotning ta’rifi

Hayot tushunchasining ko'rinishlarining xilma-xilligini hisobga olgan holda, unga to'liq va aniq ta'rif berish juda qiyin.

Asrlar davomida ko'plab olim va mutafakkirlar tomonidan berilgan hayot tushunchasiga ta'riflarning aksariyati tirikni jonsizdan ajratib turadigan etakchi fazilatlarni hisobga olgan. Masalan, Aristotel hayotni organizmning "oziqlanishi, o'sishi va eskirishi"; AL Lavuazye hayotni "kimyoviy funktsiya" deb ta'riflagan; GR Treviranus hayotni "tashqi ta'sirlardagi farq bilan jarayonlarning barqaror bir xilligi" deb hisoblagan. Bunday ta'riflar olimlarni qanoatlantira olmasligi aniq, chunki ular tirik materiyaning barcha xususiyatlarini aks ettirmagan (va aks ettira olmagan). Bundan tashqari, kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, tirik mavjudotlarning xususiyatlari eksklyuziv va noyob emas, ular ilgari ko'rinib turganidek, jonsiz narsalar orasida alohida topilgan. A.I.Oparin hayotni "materiya harakatining maxsus, juda murakkab shakli" deb ta'riflagan. Bu ta'rif hayotning sifat jihatidan o'ziga xosligini aks ettiradi, uni oddiy kimyoviy yoki fizik qonunlarga qisqartirib bo'lmaydi. Biroq, bu holatda ham ta'rif umumiy xususiyatga ega va bu harakatning o'ziga xos o'ziga xosligini ochib bermaydi.

F. Engels «Tabiat dialektikasi» asarida shunday yozgan edi: «Hayot oqsil jismlarining mavjud bo'lish usuli bo'lib, uning muhim momenti atrof-muhit bilan materiya va energiya almashinuvidir».

Amaliy foydalanish uchun ushbu ta'riflar foydali bo'lib, ular barcha tirik shakllarga xos bo'lgan asosiy xususiyatlarni o'z ichiga oladi. Mana ulardan biri: hayot ierarxik tashkilot, o'z-o'zini ko'paytirish, o'zini o'zi saqlash va o'zini o'zi boshqarish, metabolizm va nozik tartibga solingan energiya oqimi bilan tavsiflangan makromolekulyar ochiq tizimdir. Ushbu ta'rifga ko'ra, hayot tartibli yadro bo'lib, kamroq tartibli koinotda tarqaladi.

Hayot ochiq tizimlar shaklida mavjud. Bu shuni anglatadiki, har qanday tirik shakl faqat o'ziga yopiq emas, balki atrof-muhit bilan doimiy ravishda materiya, energiya va axborot almashadi.

3. Tirik materiyaning asosiy xossalari

Bu xususiyatlar birgalikda har qanday tirik tizimni va umuman hayotni tavsiflaydi:

1) o'z-o'zini yangilash. Moddalar va energiya oqimi bilan bog'liq. Moddalar almashinuvining asosini muvozanatli va aniq bir-biriga bog'langan assimilyatsiya (anabolizm, sintez, yangi moddalar hosil bo'lishi) va dissimilyatsiya (katabolizm, parchalanish) jarayonlari tashkil qiladi. Assimilyatsiya natijasida organizmning tuzilmalari yangilanadi va uning yangi qismlari (hujayralar, to'qimalar, organlarning qismlari) hosil bo'ladi. Dissimilyatsiya organik birikmalarning parchalanishini aniqlaydi, hujayrani plastik moddalar va energiya bilan ta'minlaydi. Yangi hosil bo'lishi uchun zarur moddalarning doimiy ravishda tashqaridan kirib borishi kerak va hayot jarayonida (xususan, dissimilyatsiya) tashqi muhitga olib tashlanishi kerak bo'lgan mahsulotlar hosil bo'ladi;

2) o'z-o'zini ko'paytirish. Biologik tizimlarning keyingi avlodlari o'rtasidagi uzluksizlikni ta'minlaydi. Bu xususiyat nuklein kislotalarning tuzilishiga kiritilgan axborot oqimlari bilan bog'liq. Shu munosabat bilan tirik tuzilmalar avvalgi avlodlar bilan o'xshashligini yo'qotmasdan (materiyaning doimiy yangilanishiga qaramasdan) doimiy ravishda ko'paytiriladi va yangilanadi. Nuklein kislotalar irsiy ma'lumotni saqlash, uzatish va ko'paytirishga, shuningdek, oqsil sintezi orqali amalga oshirishga qodir. DNKda saqlangan ma'lumotlar RNK molekulalari yordamida oqsil molekulasiga o'tkaziladi;

3) o'z-o'zini tartibga solish. U tirik organizm orqali materiya, energiya va axborot oqimining yig'indisiga asoslanadi;

4) asabiylashish. U tashqi tomondan ma'lumotni har qanday biologik tizimga o'tkazish bilan bog'liq va bu tizimning tashqi stimulga reaktsiyasini aks ettiradi. Qo'zg'aluvchanlik tufayli tirik organizmlar tashqi muhit sharoitlariga tanlab ta'sir ko'rsatishga va undan faqat o'zlarining mavjudligi uchun zarur bo'lgan narsalarni ajratib olishga qodir. Qayta aloqa printsipiga ko'ra tirik tizimlarning o'zini o'zi boshqarishi asabiylashish bilan bog'liq: chiqindi mahsulotlar kimyoviy reaktsiyalarning uzoq zanjirining boshida bo'lgan fermentlarga inhibitiv yoki ogohlantiruvchi ta'sir ko'rsatishi mumkin;

5) gomeostazni saqlash (gr. Homoios — «oʻxshash, bir xil» va stasis — «harakatsizlik, holat» soʻzlaridan) — organizm ichki muhitining nisbiy dinamik konstantligi, tizim mavjudligining fizik-kimyoviy koʻrsatkichlari;

6) strukturaviy tashkil etish - tirik tizimning ma'lum bir tartibliligi, uyg'unligi. U nafaqat alohida tirik organizmlarni, balki ularning agregatlarini atrof-muhit bilan bog'liq holda o'rganishda ham topiladi - biogeotsenozlar;

7) moslashish - tirik organizmning atrof-muhitdagi o'zgaruvchan yashash sharoitlariga doimo moslashish qobiliyati. Bu asabiylashish va xarakterli adekvat javoblarga asoslangan;

8) takror ishlab chiqarish (ko'paytirish). Hayot alohida (diskret) tirik tizimlar (masalan, hujayralar) shaklida mavjud bo'lganligi sababli va har bir bunday tizimning mavjudligi vaqt bo'yicha qat'iy cheklanganligi sababli, Yerda hayotning saqlanishi tirik tizimlarning ko'payishi bilan bog'liq. Molekulyar darajada ko'payish matritsa sintezi tufayli amalga oshiriladi, ilgari mavjud bo'lgan molekulalarning tuzilishiga (matritsasiga) kiritilgan dasturga muvofiq yangi molekulalar hosil bo'ladi;

9) irsiyat. Organizmlarning avlodlari orasidagi uzluksizlikni ta'minlaydi (axborot oqimlari asosida).

Bu molekulyar, subhujayra va hujayra darajasida hayotning avtoreproduktsiyasi bilan chambarchas bog'liq. Irsiyat tufayli atrof-muhitga moslashishni ta'minlaydigan xususiyatlar avloddan-avlodga o'tadi;

10) o'zgaruvchanlik irsiyatga qarama-qarshi xususiyatdir. O'zgaruvchanlik tufayli tirik tizim ilgari u uchun odatiy bo'lmagan xususiyatlarga ega bo'ladi. Avvalo, o'zgaruvchanlik ko'payish jarayonida xatolar bilan bog'liq: nuklein kislotalarning tuzilishidagi o'zgarishlar yangi irsiy ma'lumotlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Yangi belgilar va xususiyatlar paydo bo'ladi. Agar ular ma'lum bir yashash muhitida organizm uchun foydali bo'lsa, ular tabiiy tanlanish orqali olinadi va o'rnatiladi. Yangi shakl va turlar yaratilmoqda. Shunday qilib, o'zgaruvchanlik turlanish va evolyutsiya uchun old shartlarni yaratadi;

11) individual rivojlanish (ontogenez jarayoni) - DNK molekulalari tuzilishiga (ya'ni genotipga) kiritilgan dastlabki genetik ma'lumotlarning organizmning ishchi tuzilmalarida timsolidir. Ushbu jarayon davomida o'sish qobiliyati kabi xususiyat namoyon bo'ladi, bu tana vazni va hajmining oshishi bilan ifodalanadi. Bu jarayon molekulalarning ko'payishi, hujayralar va boshqa tuzilmalarning ko'payishi, o'sishi va farqlanishiga asoslanadi;

12) filogenetik rivojlanish (uning qonuniyatlarini Charlz R. Darvin o'rnatgan). Progressiv ko'payish, irsiyat, mavjudlik uchun kurash va tanlanishga asoslangan. Evolyutsiya natijasida juda ko'p sonli turlar paydo bo'ldi. Progressiv evolyutsiya bir qator bosqichlardan o'tdi. Bular hujayragacha bo'lgan, bir hujayrali va ko'p hujayrali organizmlardir.

Bunda odam ontogenezi filogenezni takrorlaydi (ya’ni individual rivojlanish evolyutsiya jarayoni bilan bir xil bosqichlardan o‘tadi);

13) diskretlik (uzluksizlik) va ayni paytda yaxlitlik. Hayot alohida organizmlar yoki shaxslar to'plami bilan ifodalanadi. Har bir organizm, o'z navbatida, diskretdir, chunki u organlar, to'qimalar va hujayralar to'plamidan iborat. Har bir hujayra organellalardan iborat, lekin ayni paytda avtonomdir. Irsiy ma'lumot genlar tomonidan amalga oshiriladi, ammo hech bir gen ma'lum bir xususiyatning rivojlanishini aniqlay olmaydi.

4. Hayotni tashkil etish darajalari

Yovvoyi tabiat ierarxik tashkilot bilan ajralib turadigan ajralmas, ammo heterojen tizimdir. Ierarxik tizim - bu qismlar (yoki butunning elementlari) eng yuqoridan pastgacha tartibda joylashtirilgan tizim. Tashkilotning ierarxik printsipi tirik tabiatdagi individual darajalarni ajratib ko'rsatishga imkon beradi, bu hayotni murakkab tabiiy hodisa sifatida o'rganishda juda qulaydir. Tirik mavjudotlarning uchta asosiy bosqichi mavjud: mikrotizimlar, mezotizimlar va makrotizimlar.

Mikrotizimlar (organizmdan oldingi bosqich) molekulyar (molekulyar genetik) va hujayra osti darajalarini o'z ichiga oladi.

Mezotizimlar (organizm bosqichi) hujayra, to'qima, organ, tizimli, organizm (butun organizm) yoki ontogenetik darajalarni o'z ichiga oladi.

Makrotizimlar (supraorganizm darajasi) populyatsiyaga xos, biotsenotik va global darajalarni (butun biosferani) o'z ichiga oladi. Har bir darajada elementar birlik va hodisani ajratish mumkin.

Elementar birlik (EI) tuzilma (yoki ob'ekt) bo'lib, uning muntazam o'zgarishi (elementar hodisalar, EY) ma'lum darajadagi hayotning rivojlanishiga hissa qo'shadi.

Ierarxik darajalar:

1) molekulyar genetik daraja. EE genom bilan ifodalanadi. Gen - bu DNK molekulasining (va ba'zi viruslarda, RNK molekulasining) bir qismi bo'lib, u har qanday belgining shakllanishi uchun javobgardir. Nuklein kislotalarda saqlanadigan ma'lumotlar oqsillarning matritsali sintezi orqali amalga oshiriladi;

2) hujayra osti darajasi. EE ba'zi bir hujayra osti tuzilishi, ya'ni o'ziga xos funktsiyalarni bajaradigan va butun hujayraning ishiga hissa qo'shadigan organella bilan ifodalanadi;

3) hujayra darajasi. EE - mustaqil ishlaydigan elementar biologik tizim bo'lgan hujayra. Faqat shu darajada genetik ma'lumot va biosintetik jarayonlarni amalga oshirish mumkin. Bir hujayrali organizmlar uchun bu daraja organizm darajasiga to'g'ri keladi. EY energiya, axborot va materiya oqimlarining asosini tashkil etuvchi hujayra metabolizmining reaktsiyalari;

4) to'qimalar darajasi. Bir xil turdagi tashkilotga ega bo'lgan hujayralar to'plami to'qimalarni (EE) tashkil qiladi. Daraja ko'p yoki kamroq farqlangan to'qimalarga ega ko'p hujayrali organizmlarning paydo bo'lishi bilan paydo bo'ldi. To'qima bir butun sifatida ishlaydi va tirik mavjudotlarning xususiyatlariga ega;

5) organ darajasi. Turli to'qimalarga (EE) tegishli ishlaydigan hujayralar bilan birgalikda hosil bo'ladi. Ko'p hujayrali organizmlar organlariga faqat to'rtta asosiy to'qimalar kiradi, oltita asosiy to'qimalar o'simlik organlarini tashkil qiladi;

6) organizm (ontogenetik) daraja. EE - tug'ilgan paytdan boshlab tirik tizim sifatida mavjudligining oxirigacha bo'lgan rivojlanishdagi individualdir. EY - individual rivojlanish (ontogenez) jarayonida organizmdagi muntazam o'zgarishlar. Ontogenez jarayonida muayyan muhit sharoitlarida irsiy axborot biologik tuzilmalarda mujassamlanadi, ya'ni individning genotipi asosida uning fenotipi shakllanadi;

7) populyatsiya-tur darajasi. EE populyatsiya, ya'ni bir hududda yashovchi va bir-biri bilan erkin chatishuvchi bir xil turdagi individlar (organizmlar) yig'indisidir. Populyatsiya genofondiga, ya'ni barcha individlarning genotiplari to'plamiga ega. Elementar evolyutsion omillarning genofondga ta'siri (mutatsiyalar, individlar sonining o'zgarishi, tabiiy tanlanish) evolyutsion jihatdan muhim o'zgarishlarga olib keladi (EY);

8) biotsenotik (ekotizim) darajasi. EE - biotsenoz, ya'ni EY bo'lgan moddalar, energiya va ma'lumotlar (sikllar) almashinuvi orqali bir-biri bilan va atrofdagi jonsiz tabiat bilan o'zaro bog'langan turli xil turdagi populyatsiyalarning tarixan shakllangan barqaror jamoasi;

9) biosfera (global) darajasi. EE - biosfera (er yuzida hayotning tarqalish maydoni), ya'ni tur tarkibi va abiotik (jonsiz) qismining xususiyatlari jihatidan farq qiluvchi biogeotsenozlarning yagona sayyoraviy majmuasi. Biogeotsenozlar biosferada sodir bo'ladigan barcha jarayonlarni belgilaydi;

10) nasfera darajasi. Bu yangi kontseptsiyani akademik V.I.Vernadskiy shakllantirgan. U aql sohasi sifatida noosfera haqidagi ta'limotga asos solgan. U biosferaning ajralmas qismi bo'lib, inson faoliyati tufayli o'zgargan.

MA'ruza No 2. Tirik tizimlarning kimyoviy tarkibi. Oqsillar, polisaxaridlar, lipidlar va ATPning biologik roli

1. Hujayraning kimyoviy tuzilishiga umumiy nuqtai

Barcha tirik tizimlar turli nisbatlarda kimyoviy elementlarni va ulardan tashkil topgan organik va noorganik kimyoviy birikmalarni o'z ichiga oladi.

Hujayradagi miqdoriy tarkibga ko'ra barcha kimyoviy elementlar 3 guruhga bo'linadi: makro-, mikro- va ultramikroelementlar.

Makroelementlar hujayra massasining 99% ni tashkil qiladi, shundan 98% gacha 4 ta element: kislorod, azot, vodorod va uglerod. Kichikroq miqdorda hujayralar kaliy, natriy, magniy, kaltsiy, oltingugurt, fosfor, temirni o'z ichiga oladi.

Mikroelementlar - asosan metall ionlari (kobalt, mis, rux va boshqalar) va galogenlar (yod, brom va boshqalar). Ular 0,001% dan 0,000001% gacha bo'lgan miqdorda mavjud.

Ultramikroelementlar. Ularning konsentratsiyasi 0,000001% dan past. Bularga oltin, simob, selen va boshqalar kiradi.

Kimyoviy birikma - bu bir yoki bir nechta kimyoviy elementlarning atomlari kimyoviy bog'lar orqali bir-biriga bog'langan moddadir. Kimyoviy birikmalar noorganik va organikdir. Noorganiklarga suv va mineral tuzlar kiradi. Organik birikmalar - uglerodning boshqa elementlar bilan birikmalari.

Hujayraning asosiy organik birikmalari oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalardir.

2. Biopolimerlar Oqsillar

Bu polimerlar, ularning monomerlari aminokislotalardir. Ular asosan uglerod, vodorod, kislorod va azotdan iborat. Oqsil molekulasi 4 darajadagi tuzilishga ega bo'lishi mumkin (birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi tuzilmalar).

Protein funktsiyalari:

1) himoya (interferon virusli infektsiya paytida organizmda intensiv ravishda sintezlanadi);

2) strukturaviy (kollagen to'qimalarning bir qismidir, chandiq hosil bo'lishida ishtirok etadi);

3) vosita (miozin mushaklarning qisqarishida ishtirok etadi);

4) zaxira (tuxum albumini);

5) transport (eritrotsit gemoglobin oziq moddalar va metabolik mahsulotlarni olib yuradi);

6) retseptor (retseptor oqsillari moddalar va boshqa hujayralarni hujayra tomonidan tan olinishini ta'minlaydi);

7) tartibga soluvchi (tartibga soluvchi oqsillar genlarning faolligini belgilaydi);

8) gormon oqsillari gumoral tartibga solishda ishtirok etadi (insulin qon shakarini tartibga soladi);

9) oqsillar-fermentlar organizmdagi barcha kimyoviy reaksiyalarni katalizlaydi;

10) energiya (1 g oqsil parchalanishi bilan 17 kJ energiya ajralib chiqadi).

Uglevodlar

Bular 1: 2: 1 nisbatda uglerod, vodorod va kislorodni o'z ichiga olgan mono- va polimerlardir.

Uglevodlarning funktsiyalari:

1) energiya (1 g uglevodlar parchalanishi bilan 17,6 kJ energiya chiqariladi);

2) strukturaviy (o'simliklarda hujayra devorining bir qismi bo'lgan tsellyuloza);

3) saqlash (oziq moddalarni o'simliklarda kraxmal va hayvonlarda glikogen shaklida etkazib berish).

Yog'lar (lipidlar) oddiy yoki murakkab bo'lishi mumkin. Oddiy lipid molekulalari uch atomli spirt glitserin va uchta yog 'kislotasi qoldig'idan iborat. Murakkab lipidlar oddiy lipidlarning oqsillar va uglevodlar bilan birikmasidir.

Lipid funktsiyalari:

1) energiya (1 g lipidlarning parchalanishi bilan 38,9 kJ energiya hosil bo'ladi);

2) strukturaviy (hujayra membranalarining fosfolipidlari, lipid ikki qavatini hosil qiladi);

3) saqlash (teri osti to'qimalarida va boshqa organlarda oziq moddalar bilan ta'minlash);

4) himoya (teri osti to'qimasi va ichki organlar atrofidagi yog 'qatlami ularni mexanik shikastlanishdan himoya qiladi);

5) tartibga soluvchi (lipidlarni o'z ichiga olgan gormonlar va vitaminlar metabolizmni tartibga soladi);

6) izolyatsion (teri osti to'qimasi issiqlikni saqlaydi). ATF

ATP (adenozin trifosfor kislotasi) molekulasi adeninning azotli asosi, besh uglerodli riboza shakar va yuqori energiyali bog' bilan bog'langan uchta fosfor kislotasi qoldig'idan iborat. ATP mitoxondriyalarda fosforlanish jarayonida hosil bo'ladi. Gidrolizlanganda katta miqdorda energiya ajralib chiqadi. ATP hujayraning asosiy makroergidir - yuqori energiyali kimyoviy bog'lanishlardan energiya ko'rinishidagi energiya akkumulyatori.

3-MA'RUZA Nuklein kislotalar. Protein biosintezi

Nuklein kislotalar fosforli biopolimerlar bo'lib, ularning monomerlari nukleotidlardir. Nuklein kislota zanjirlari o'nlab, yuzlab million nukleotidlarni o'z ichiga oladi.

Nuklein kislotalarning 2 turi mavjud - dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislotasi (RNK). DNKni tashkil etuvchi nukleotidlar tarkibida uglevod, dezoksiriboza, RNK esa ribozadan iborat.

1.DNK

Odatda, DNK o'ngga o'ralgan ikkita qo'shimcha polinukleotid iplaridan tashkil topgan spiraldir. DNK nukleotidlariga quyidagilar kiradi: azotli asos, dezoksiriboza va fosfor kislotasi qoldig'i. Azotli asoslar purin (adenin va guanin) va pirimidin (tiamin va sitozin) ga bo'linadi. Ikkita nukleotid zanjiri bir-birini to'ldiruvchilik printsipiga ko'ra azotli asoslar orqali bog'laydi: adenin va timin o'rtasida ikkita, guanin va sitozin o'rtasida uchta vodorod bog'i paydo bo'ladi.

DNK funktsiyalari:

1) hujayradan hujayraga va organizmdan organizmga genetik ma'lumotlarning saqlanishi va uzatilishini ta'minlaydi, bu uning ko'payish qobiliyati bilan bog'liq;

2) hujayrada sodir bo'ladigan barcha jarayonlarni tartibga solish, keyinchalik tarjima qilish bilan transkripsiya qilish qobiliyati bilan ta'minlanadi.

DNKning o'z-o'zini ko'paytirish (avtoko'payish) jarayoni replikatsiya deb ataladi. Replikatsiya irsiy ma'lumotlarning ko'chirilishi va avloddan avlodga o'tishi, mitoz natijasida hosil bo'lgan qiz hujayralarning genetik o'ziga xosligini va mitotik hujayra bo'linishi paytida xromosomalar sonining doimiyligini ta'minlaydi.

Replikatsiya mitoz interfazasining sintetik davrida sodir bo'ladi. Replikaza fermenti DNK spiralining ikkita zanjiri orasida harakat qiladi va azotli asoslar orasidagi vodorod aloqalarini buzadi. Keyin DNK polimeraza fermenti yordamida zanjirlarning har biriga komplementarlik printsipiga ko'ra qiz zanjirlarining nukleotidlari qo'shiladi. Replikatsiya natijasida ikkita bir xil DNK molekulasi hosil bo'ladi. Hujayradagi DNK miqdori ikki barobar ortadi. DNKni ko'paytirishning bu usuli yarim konservativ deb ataladi, chunki har bir yangi DNK molekulasida bitta "eski" va bitta yangi sintezlangan polinukleotid zanjiri mavjud.