Tahap organisasi kehidupan berikut dibezakan: molekul, selular, organ-tisu (kadang-kadang mereka dipisahkan), organisma, populasi-spesies, biogeocenotic, biosfera. Alam semula jadi yang hidup ialah satu sistem, dan pelbagai peringkat organisasinya membentuk struktur hierarki kompleksnya, apabila tahap asas yang lebih mudah menentukan sifat-sifat yang berada di atasnya.

Jadi molekul organik yang kompleks adalah sebahagian daripada sel dan menentukan struktur dan aktiviti pentingnya. Dalam organisma multiselular, sel disusun menjadi tisu, dan beberapa tisu membentuk organ. Organisma multisel terdiri daripada sistem organ, sebaliknya, organisma itu sendiri adalah unit asas populasi dan spesies biologi. Komuniti ini diwakili oleh populasi berinteraksi dari spesies yang berbeza. Komuniti dan alam sekitar membentuk biogeocenosis (ekosistem). Keseluruhan ekosistem planet Bumi membentuk biosferanya.

Pada setiap peringkat, sifat baru makhluk hidup timbul, yang tidak terdapat pada tahap asas, fenomena asas dan unit asas mereka sendiri dibezakan. Pada masa yang sama, tahap sebahagian besarnya mencerminkan perjalanan proses evolusi.

Peruntukan tahap adalah mudah untuk mengkaji kehidupan sebagai fenomena semula jadi yang kompleks.

Mari kita lihat dengan lebih dekat setiap peringkat organisasi kehidupan.

Tahap molekul

Walaupun molekul terdiri daripada atom, perbezaan antara bahan hidup dan bahan bukan hidup mula menampakkan dirinya hanya pada tahap molekul. Hanya komposisi organisma hidup termasuk sebilangan besar bahan organik kompleks - biopolimer (protein, lemak, karbohidrat, asid nukleik). Walau bagaimanapun, tahap molekul organisasi makhluk hidup juga termasuk molekul bukan organik yang memasuki sel dan memainkan peranan penting dalam kehidupan mereka.

Fungsi molekul biologi mendasari sistem hidup. Pada peringkat molekul kehidupan, metabolisme dan penukaran tenaga ditunjukkan sebagai tindak balas kimia, pemindahan dan perubahan maklumat keturunan (pengulangan dan mutasi), serta beberapa proses selular yang lain. Kadangkala tahap molekul dipanggil tahap genetik molekul.

Tahap kehidupan selular

Ia adalah sel yang merupakan unit struktur dan fungsi hidup. Tiada kehidupan di luar sel. Malah virus boleh mempamerkan sifat-sifat makhluk hidup hanya apabila mereka berada di dalam sel perumah. Biopolimer menunjukkan kereaktifan sepenuhnya apabila disusun dalam sel, yang boleh dianggap sebagai sistem kompleks molekul yang saling berkaitan terutamanya oleh pelbagai tindak balas kimia.

Pada tahap selular ini, fenomena kehidupan menampakkan diri, mekanisme penghantaran maklumat genetik dan transformasi bahan dan tenaga dikonjugasikan.

Tisu organ

Hanya organisma multisel yang mempunyai tisu. Tisu ialah himpunan sel yang serupa dari segi struktur dan fungsi.

Tisu terbentuk dalam proses ontogenesis melalui pembezaan sel yang mempunyai maklumat genetik yang sama. Pada tahap ini, pengkhususan sel berlaku.

Tumbuhan dan haiwan mempunyai jenis tisu yang berbeza. Jadi dalam tumbuhan ia adalah meristem, tisu pelindung, asas dan konduktif. Pada haiwan - epitelium, penghubung, berotot dan saraf. Fabrik mungkin termasuk senarai subfabrik.

Organ biasanya terdiri daripada beberapa tisu, bersatu di antara mereka dalam satu kesatuan struktur dan fungsi.

Organ membentuk sistem organ, setiap satunya bertanggungjawab untuk fungsi penting untuk tubuh.

Tahap organ dalam organisma unisel diwakili oleh pelbagai organel sel yang melaksanakan fungsi pencernaan, perkumuhan, pernafasan, dll.

Tahap organisma organisasi kehidupan

Bersama-sama dengan selular pada tahap organisma (atau ontogenetik), unit struktur yang berasingan dibezakan. Tisu dan organ tidak boleh hidup secara bebas, organisma dan sel (jika ia adalah organisma unisel) boleh.

Organisma multisel terdiri daripada sistem organ.

Di peringkat organisma, fenomena kehidupan seperti pembiakan, ontogeni, metabolisme, kerengsaan, peraturan neuro-humoral, homeostasis ditunjukkan. Dalam erti kata lain, fenomena asasnya membentuk perubahan tetap dalam organisma dalam perkembangan individu. Unit asas ialah individu.

populasi-spesies

Organisma spesies yang sama, disatukan oleh habitat yang sama, membentuk populasi. Sesuatu spesies biasanya terdiri daripada banyak populasi.

Populasi berkongsi kumpulan gen yang sama. Dalam spesies, mereka boleh bertukar gen, iaitu, mereka adalah sistem terbuka secara genetik.

Dalam populasi, fenomena evolusi asas berlaku, akhirnya membawa kepada spesiasi. Alam hidup boleh berkembang hanya dalam tahap supra-organisma.

Pada tahap ini, potensi keabadian hidup timbul.

Tahap biogeocenotik

Biogeocenosis ialah satu set organisma yang berinteraksi dari spesies yang berbeza dengan faktor persekitaran yang berbeza. Fenomena asas diwakili oleh kitaran tenaga jirim, yang disediakan terutamanya oleh organisma hidup.

Peranan tahap biogeocenotik terdiri dalam pembentukan komuniti stabil organisma spesies yang berbeza, disesuaikan untuk hidup bersama dalam habitat tertentu.

Biosfera

Tahap biosfera organisasi kehidupan ialah sistem kehidupan tingkat tinggi di Bumi. Biosfera merangkumi semua manifestasi kehidupan di planet ini. Pada tahap ini, peredaran global bahan dan aliran tenaga (meliputi semua biogeocenosis) berlaku.

1. Sel sebagai unit biologi genetik dan struktur-fungsi asas. Jenis organisasi selular.

Sel ialah sistem biologi asas yang mampu memperbaharui diri, pembiakan diri dan pembangunan diri. Di tengah-tengah struktur SEMUA organisma adalah struktur yang serupa - sel. Di luar sel tidak ada aktiviti kehidupan sebenar (virus). Antara organisma moden, seseorang boleh mengesan pembentukan sel dalam proses evolusi dunia organik daripada prokariot (mycoplasmas dan pelet) kepada tumbuhan dan haiwan yang lebih tinggi.

Teori sel. cerita. Keadaan sekarang. Maknanya - diri sendiri

Jenis organisasi selular:

Prokariotik. Organisma selular yang muncul dahulu. Ini adalah struktur yang agak ringkas sel tunggal dan fungsi mudah. Organisma ini menguasai planet kita selama lebih 2 bilion tahun. Evolusi mereka dikaitkan dengan kemunculan: 1) mekanisme fotosintesis. 2) organisma jenis eukariotik. Alat genetik prokariot: satu-satunya DNA bulat yang terletak dalam sitoplasma tidak dibatasi oleh cangkang - nukleoid. Di luar dinding sel, bahagian luar dibentuk oleh glikopeptida - murein. Bahagian dalam dinding sel diwakili oleh membran plasma, penonjolannya ke dalam sitoplasma membentuk mesosom, yang melakukan pelbagai fungsi. Banyak ribosom kecil, tiada mikrotubulus, tiada pergerakan sitoplasma, tiada kloroplas dan organel membran yang lain.

eukariotik. Muncul kira-kira 1.5 bilion tahun yang lalu. Mereka berbeza daripada prokariot dalam organisasi yang lebih kompleks dan menggunakan jumlah maklumat keturunan yang lebih besar. Jumlah panjang molekul DNA dalam nukleus sel mamalia adalah 1,000 kali ganda daripada molekul DNA bakteria.

Ciri perbandingan eu- dan prokariot - secara bebas

Jenis organisasi selular eukariotik diwakili oleh 2 jenis: organisma unisel dan multisel. Keanehan organisma protozoa secara struktur sepadan dengan tahap satu sel, secara fisiologi - kepada individu yang lengkap. Oleh kerana pembentukan kecil organel, fungsi organ penting organisma multiselular dilakukan pada peringkat sel. Sel-sel organisma multisel, sebagai sebahagian daripada tisu dan organ, telah kehilangan kebebasannya. Bentuk, saiz dan strukturnya ditentukan oleh fungsi yang mereka lakukan. Cth. Terdapat lebih daripada 200 jenis sel dalam tubuh manusia, khusus dalam fungsi, tetapi genotipnya adalah sama.

Prinsip petak (sel dibahagikan kepada petak). Keteraturan kandungan dalaman sel eukariotik yang tinggi dicapai dengan membahagikan isipadunya, iaitu pembahagian kepada "sel" yang berbeza dalam butiran komposisi kimia (enzimatik). Pembahagian menyumbang kepada pemisahan spatial bahan dan proses dalam sel, selalunya diarahkan secara bertentangan.

2. Organisasi struktur dan fungsian sel. Struktur dan fungsi membran biologi

Komposisi sel eukariotik:

1. Radas permukaan (kompleks, membran sel)

2. nukleus bukan organel

3. sitoplasma

Setiap komponen mengandungi kompleksnya sendiri.

Struktur dan fungsi membran biologi:

Bahagian utama radas permukaan sel ialah plasma atau membran biologi (membran sitoplasma). Membran sel adalah komponen terpenting dalam kandungan hidup sel, dibina mengikut prinsip umum. Beberapa model bangunan telah dicadangkan. Menurut model mozek bendalir yang dicadangkan pada tahun 1972 oleh Nicholson dan Singer, membran termasuk lapisan dwimolekul fosfolipid, yang merangkumi molekul protein. Lipid adalah bahan yang tidak larut dalam air. Molekul yang mempunyai dua kutub: hidrofilik, hidrofobik. Dalam membran biologi, molekul lipid dua lapisan selari berhadapan satu sama lain dengan hujung hidrofobik. Dan kutub hidrofilik kekal di luar, yang membentuk permukaan hidrofilik. Pada permukaan membran, luar dan dalam, terdapat lapisan protein yang TIDAK BERTERUSAN, terdapat 3 kumpulan daripadanya: periferal, terendam (semi-integral), menembusi (integral). Kebanyakan protein membran adalah enzim. Protein yang direndam membentuk penghantar biokimia pada membran, di mana transformasi bahan berlaku. Kedudukan protein yang direndam distabilkan oleh protein periferi. Protein penembusan memastikan pemindahan benda dalam dua arah: melalui membran ke dalam sel dan belakang. Terdapat dua jenis: pembawa dan penyalur. Sel pembentuk saluran melapisi liang yang diisi dengan air yang melaluinya bahan tak organik terlarut melalui satu sisi membran ke sisi yang lain. Pada permukaan luar membran plasma dalam sel haiwan, molekul protein dan lipid dikaitkan dengan rantai karbohidrat bercabang, membentuk glikokaliks, lapisan supermembran, tidak bernyawa, hasil daripada aktiviti penting sel. Rantaian karbohidrat bertindak sebagai reseptor (pengiktirafan antara sel-rakan-musuh). Sel memperoleh keupayaan untuk bertindak balas secara khusus kepada pengaruh luar. Murein memasuki lapisan supra-membran dalam bakteria, dan selulosa atau pektin dalam tumbuhan. Di bawah membran plasma, di sisi sitoplasma, terdapat lapisan kortikal (permukaan) dan struktur fibrillar intraselular yang memberikan kestabilan mekanikal membran.

Sifat membran atau plasmalemma:

Keupayaan untuk menutup diri

plastik

Kebolehtelapan terpilih

Fungsi plasmalemma

Penghalang

sokongan

Reseptor

kawal selia

Menstabilkan

Pengangkutan

Membran sitoplasma membentuk pelbagai jenis sentuhan bergantung pada jenis tisu. Ex dalam sel saraf - sinaps, otot jantung - desmosomes.

Laluan bahan merentasi membran. Mekanisme pengangkutan bahan bergantung kepada saiz zarah. Molekul dan ion kecil melalui pengangkutan pasif dan aktif, makromolekul dan zarah besar melalui endo- dan eksositosis, pembentukan yang dikelilingi oleh membran vesikel. Pengangkutan pasif berlaku tanpa perbelanjaan tenaga sepanjang kecerunan kepekatan melalui resapan, osmosis, resapan termudah. Pengangkutan aktif diteruskan dengan perbelanjaan tenaga ATP terhadap kecerunan kepekatan dengan penyertaan protein pembawa. Cth. Pam kalium-natrium. Melanggar kebolehtelapan selektif membran, badan menderita, terutamanya apabila menggunakan ubat-ubatan tertentu (semasa menurunkan berat badan, contohnya), banyak proses penting sel dan fungsi organel dikaitkan dengan membran. Asas proses patologi adalah pelanggaran organisasi molekul membran.

Unsur-unsur struktur sitoplasma:

Hyaloplasma (matriks). Bahan utama mengisi ruang antara organel.

Kemasukan. Komponen tidak kekal, bahan buangan sel. Tidak hidup, tidak melakukan fungsi aktif, disintesis dalam sel dan disintesis dalam proses metabolisme.

Organel atau organel. Komponen kekal sel terletak dalam hyaloplasma. Mereka mempunyai struktur tertentu dan melaksanakan fungsi tertentu. Mereka dibahagikan mengikut tujuan mereka kepada yang umum, terdapat dalam semua atau dalam kebanyakan sel. Ini adalah mitokondria, plastid, dan yang istimewa yang wujud dalam kumpulan kecil sel. Silia, neurofibril. Mengikut struktur: 1. bukan membran, ribosom, mikrotubul; 2. membran: membran tunggal, EPS, kompleks Golgi, lisosom dan vakuol lain; dua membran: mitokondria dan plastid adalah struktur separa autonomi, kerana ia mengandungi DNA

teras. Diperlukan untuk kehidupan sel, mempunyai keupayaan pampasan yang hebat. Cth. Struktur sitoplasma dimusnahkan, tetapi nukleusnya utuh, maka struktur itu dipulihkan, dan jika nukleus dimusnahkan, sel itu mati.

Fungsi kernel:

Penyimpanan maklumat genetik.

Realisasi maklumat genetik

Pusat Kawalan Metabolik.

Peraturan aktiviti sel

Bergantung kepada fasa kitaran hayat, dua keadaan nukleus dibezakan: 1. interphase, mempunyai membran nuklear atau karyolemma, karyoplasma, jus nuklear, nukleoli (nukleosom), kromatin. 2) nukleus semasa pembahagian sel. Hanya kromatin terdapat dalam keadaan yang berbeza. Kromatin ialah bahan padat nukleus, diwarnai dengan baik dengan pewarna asas. Komposisi kimia: kira-kira 50% DNA, 40% protein histon atau asas, 10% protein bukan histon atau berasid, RNA dan ion. Semua bersama-sama ia adalah kompleks deoksiribonukleik, substrat keturunan. Histones diwakili oleh 5 pecahan, protein bukan histon - lebih daripada 100 pecahan. Kedua-duanya bergabung dengan molekul DNA dan menghalang pembacaan maklumat keturunan - ini adalah peranan pengawalseliaan. Protein ini melaksanakan fungsi struktur, menyediakan organisasi spatial DNA dalam kromosom (lihat heliks kromatin jadual)

Struktur kromosom metafasa. Struktur kromosom dikaji dalam metafasa atau pada permulaan anafasa. Plat metafasa kromosom dikaji untuk menentukan keabnormalan kromosom janin, menggunakan sel-sel epitelium kulit yang disquamated dalam cecair amniotik. Kromosom ialah benang berpilin; panjang kromosom bergantung pada tahap belitan struktur berfilamen. Tahap pemadatan kromatin dalam manual.

Struktur kromosom adalah bebas.

Keseluruhan tanda-tanda set kromosom, bilangan, saiz dan bentuk kromosom - karyotype. Ideogram ialah karyotype yang sistematik. Kromosom disusun mengikut tertib menurun mengikut saiznya. Karyotype manusia. Dalam karyotype, kromosom somatik atau autosom dan kromosom seks X dan Y dibezakan.

44A + XX (No. 45,46) - sel somatik, gamet: 22A + X

44A+XY (#45-X, #46Y) 22A+X, 22A+Y

3. Organisasi sementara sel

Kitaran sel ialah tempoh kewujudan sel dari saat pembentukannya dengan membahagikan sel induk kepada pembahagian atau kematiannya sendiri. Apoptosis adalah kematian sel yang diprogramkan. Kandungan kitaran hayat sel adalah perubahan tetap dalam ciri struktur dan fungsi dari semasa ke semasa. Semasa hidup, sel berkembang, membezakan, melaksanakan fungsi tertentu, membiak dan mati. Semasa tempoh tidak aktif, nasib sel tidak ditentukan; ia boleh memulakan persediaan untuk mitosis, atau meneruskan ke pengkhususan. Semakin tinggi pengkhususan sel, semakin rendah keupayaan untuk membahagi. Tiga jenis tisu dibezakan oleh OP aktiviti metastatik: 1. stabil, tiada mitosis, jumlah DNA adalah tetap (sel khusus, saraf) 2. memperbaharui tisu, sel dapat sentiasa membahagikan, dengan sejumlah besar mitosis ( tisu epitelium, organ hematopoietik). 3. tisu-tisu yang semakin membesar, sebahagian daripada sel-sel sedang membahagi, dan sebahagian lagi berfungsi secara aktif (buah pinggang, hati).

Kitaran hidup sel

Kitaran hidup sel terbahagi kepada 1) mitosis dan 2) heterosintetik (pengkhususan dengan kehilangan percambahan, keupayaan untuk membahagi, atau kematian sel).

Nekrosis - kematian akibat pengaruh rawak luar

Peraturan kitaran sel

Dijalankan oleh sel sekeliling dan faktor humoral. Peranan penting dimainkan oleh protein khas yang terbentuk di bawah pengaruh program genetik - siklon, mereka mendorong mitosis dan mengawal tempoh berbeza dalam tempoh kitaran sel.

Keylon adalah protein yang mampu menghalang pembahagian sel dan sintesis DNA, tindakan khusus tisu mereka.

kitaran mitosis.

Interfasa. Fasa pembiakan, kerana semasa tempoh sintetik, replikasi DNA berlaku (penggandaan). Ia dibahagikan kepada 3 tempoh: G1 - prasintetik atau postmitotik, S - sintetik, G2 - postnetetik atau premiotik. Dalam interphase, sel bekerja secara aktif, bersiap untuk pembahagian. Menjelang akhir interphase, aktiviti berkurangan, terdapat pergeseran dalam hubungan nuklear-sitoplasma (NCR), ke arah peningkatan dalam bahagian nukleus.

Mitosis. Fasa pemisahan berlangsung 10% daripada masa kitaran mitosis. Terdapat 4 tempoh (fasa).

Periodisasi kitaran mitosis:

G1 - 2n2c, S - 2n4c, G2 - 2n4c

mitosis: P: 2n4c; M: 2n4c; A: 2n2c - 4n4c; T: 2n2c

Sitokinesis dalam sel tumbuhan: Pembahagian terbentuk dari bahagian dalam sel disebabkan oleh produk yang tertumpu dalam kompleks Golgi (pektin, selulosa). Sitokinesis dalam sel haiwan: penyempitan terbentuk dari luar disebabkan oleh lapisan kortikal sitoplasma, di mana mikrotubul dan filamen terletak.

Kepentingan biologi mitosis:

Terdapat taburan tepat bahan genetik antara 2 sel anak. Kedua-dua sel menerima set kromosom DIPLOYD. Ketekalan bilangan kromosom dikekalkan

Kitaran mitosis memastikan kesinambungan kromosom dalam beberapa generasi sel.

Ia adalah mekanisme umum untuk pembiakan organisasi selular jenis eukariotik.

Pelanggaran satu atau satu lagi fasa mitosis yang membawa kepada perubahan patologi dalam sel atau kemunculan pelbagai mutasi somatik.

Endomitosis, polyploidy, polythenia, amitosis - sendiri!

Amitosis - pembahagian sel langsung, nukleus berada dalam keadaan interfasa. Kromosom tidak dikesan. Ia membawa kepada penampilan dua sel, tetapi selalunya hasilnya adalah sel binuklear dan multinukleus. Biasanya, amitosis berlaku dalam membran embrio haiwan dan dalam sel phalikular ovari, tetapi tidak pernah berlaku dalam tisu embrio., Hanya dalam tisu khusus. Ciri untuk proses patologi (keradangan, pertumbuhan malignan).

Dalam organisasi hidup, molekul, selular, tisu, organ, organisma, populasi, spesies, biocenotik dan peringkat global (biosfera) terutamanya dibezakan. Pada semua peringkat ini, semua sifat ciri makhluk hidup dimanifestasikan. Setiap tahap ini dicirikan oleh ciri yang wujud dalam tahap lain, tetapi setiap tahap mempunyai ciri khusus tersendiri.

Tahap molekul. Tahap ini berada dalam organisasi hidup dan diwakili oleh molekul asid nukleik, protein, karbohidrat, lipid, dan steroid yang terdapat dalam sel dan, seperti yang telah dinyatakan, dipanggil molekul biologi.

Saiz molekul biologi dicirikan oleh kepelbagaian yang agak ketara, yang ditentukan oleh ruang yang mereka duduki dalam bahan hidup. Molekul biologi terkecil ialah nukleotida, asid amino dan gula. Sebaliknya, molekul protein dicirikan oleh saiz yang lebih besar. Sebagai contoh, diameter molekul hemoglobin manusia ialah 6.5 nm.

Molekul biologi disintesis daripada prekursor berat molekul rendah, iaitu karbon monoksida, air dan nitrogen atmosfera, dan yang dalam proses metabolisme ditukar melalui sebatian perantaraan peningkatan berat molekul (blok binaan) kepada makromolekul biologi dengan berat molekul yang besar (Rajah). 42). Pada tahap ini, proses yang paling penting dalam aktiviti penting bermula dan dijalankan (pengekodan dan penghantaran maklumat keturunan, pernafasan, metabolisme dan tenaga, kebolehubahan, dll.).

Kekhususan fizikokimia tahap ini terletak pada fakta bahawa komposisi makhluk hidup termasuk sejumlah besar unsur kimia, tetapi komposisi unsur utama makhluk hidup diwakili oleh karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen. Molekul terbentuk daripada kumpulan atom, dan sebatian kimia kompleks terbentuk daripada yang terakhir, berbeza dalam struktur dan fungsi. Kebanyakan sebatian ini dalam sel diwakili oleh asid nukleik dan protein, yang makromolekulnya adalah polimer yang disintesis hasil daripada pembentukan monomer, dan sebatian yang terakhir dalam susunan tertentu. Selain itu, monomer makromolekul dalam sebatian yang sama mempunyai kumpulan kimia yang sama dan disambungkan oleh ikatan kimia antara atom bahagian tidak spesifiknya (tapak).

Semua makromolekul adalah universal, kerana ia dibina mengikut pelan yang sama, tanpa mengira spesiesnya. Menjadi universal, mereka pada masa yang sama unik, kerana strukturnya unik. Sebagai contoh, komposisi nukleotida DNA termasuk satu bes nitrogen daripada empat yang diketahui (adenine, guanina, sitosin dan timin), akibatnya sebarang nukleotida atau sebarang jujukan nukleotida dalam molekul DNA adalah unik dalam komposisinya, sama seperti struktur sekunder molekul DNA juga unik. Kebanyakan protein mengandungi 100-500 asid amino, tetapi urutan asid amino dalam molekul protein adalah unik, yang menjadikannya unik.

Menggabungkan, makromolekul pelbagai jenis membentuk struktur supramolekul, contohnya adalah nukleoprotein, yang merupakan kompleks asid nukleik dan protein, lipoprotein (kompleks lipid dan protein), ribosom (kompleks asid nukleik dan protein). Dalam struktur ini, kompleks terikat secara bukan kovalen, tetapi pengikatan bukan kovalen sangat spesifik. Makromolekul biologi dicirikan oleh transformasi berterusan, yang disediakan oleh tindak balas kimia yang dimangkin oleh enzim. Dalam tindak balas ini, enzim menukar substrat kepada produk tindak balas dalam masa yang sangat singkat, yang boleh menjadi beberapa milisaat atau bahkan mikrosaat. Sebagai contoh, masa pelepasan heliks DNA untai dua sebelum replikasinya hanyalah beberapa mikrosaat.

Kekhususan biologi tahap molekul ditentukan oleh kekhususan fungsi molekul biologi. Sebagai contoh, kekhususan asid nukleik terletak pada fakta bahawa ia menyandikan maklumat genetik untuk sintesis protein. Sifat ini tidak dikongsi oleh molekul biologi lain.

Kekhususan protein ditentukan oleh urutan spesifik asid amino dalam molekulnya. Urutan ini selanjutnya menentukan sifat biologi spesifik protein, kerana ia adalah elemen struktur utama sel, pemangkin dan pengawal selia pelbagai proses yang berlaku dalam sel. Karbohidrat dan lipid adalah sumber tenaga yang paling penting, manakala steroid dalam bentuk hormon steroid adalah penting untuk pengawalseliaan beberapa proses metabolik.

Kekhususan makromolekul biologi juga ditentukan oleh fakta bahawa proses biosintesis dijalankan sebagai hasil daripada peringkat metabolisme yang sama. Selain itu, biosintesis asid nukleik, asid amino dan protein berjalan mengikut corak yang sama dalam semua organisma, tanpa mengira spesiesnya. Pengoksidaan asid lemak, glikolisis, dan tindak balas lain juga bersifat universal. Sebagai contoh, glikolisis berlaku dalam setiap sel hidup semua organisma eukariotik dan dijalankan sebagai hasil daripada 10 tindak balas enzimatik berturut-turut, setiap satunya dimangkin oleh enzim tertentu. Semua organisma eukariotik aerobik mempunyai "mesin" molekul dalam mitokondria mereka, di mana kitaran Krebs dan tindak balas lain yang berkaitan dengan pembebasan tenaga berlaku. Pada peringkat molekul, banyak mutasi berlaku. Mutasi ini mengubah urutan bes nitrogen dalam molekul DNA.

Pada peringkat molekul, tenaga pancaran adalah tetap dan tenaga ini ditukar kepada tenaga kimia yang disimpan dalam sel dalam karbohidrat dan sebatian kimia lain, dan tenaga kimia karbohidrat dan molekul lain menjadi tenaga yang tersedia secara biologi yang disimpan dalam bentuk ikatan tenaga makro ATP. Akhirnya, pada tahap ini, tenaga ikatan fosfat makroergik ditukar kepada kerja - mekanikal, elektrik, kimia, osmotik, mekanisme semua proses metabolik dan tenaga adalah universal.

Molekul biologi juga menyediakan kesinambungan antara peringkat molekul dan peringkat seterusnya (selular), kerana ia adalah bahan dari mana struktur supramolekul terbentuk. Tahap molekul ialah "arena" tindak balas kimia yang membekalkan tenaga kepada peringkat selular.

Tahap selular. Tahap organisasi makhluk hidup ini diwakili oleh sel yang bertindak sebagai organisma bebas (bakteria, protozoa, dan lain-lain), serta sel-sel organisma multisel. Ciri khusus utama tahap ini ialah kehidupan bermula daripadanya. Memandangkan mampu hidup, pertumbuhan dan pembiakan, sel adalah bentuk asas organisasi jirim hidup, unit asas yang daripadanya semua makhluk hidup (prokariot dan eukariota) dibina. Tiada perbezaan asas dalam struktur dan fungsi antara sel tumbuhan dan haiwan. Beberapa perbezaan hanya berkaitan dengan struktur membran mereka dan organel individu. Terdapat perbezaan ketara dalam struktur antara sel prokariotik dan sel organisma eukariotik, tetapi dari segi fungsi, perbezaan ini disamakan, kerana peraturan "sel dari sel" terpakai di mana-mana. Struktur supramolekul pada tahap ini membentuk sistem membran dan organel sel (nukleus, mitokondria, dll.).

Kekhususan tahap selular ditentukan oleh pengkhususan sel, kewujudan sel sebagai unit khusus bagi organisma multisel. Pada peringkat selular, terdapat pembezaan dan susunan proses penting dalam ruang dan masa, yang dikaitkan dengan pengurungan fungsi kepada struktur subselular yang berbeza. Sebagai contoh, sel eukariotik telah membangunkan sistem membran dengan ketara (membran plasma, retikulum sitoplasma, kompleks lamellar) dan organel sel (nukleus, kromosom, sentriol, mitokondria, plastid, lisosom, ribosom).

Struktur membran adalah "arena" proses kehidupan yang paling penting, dan struktur dua lapisan sistem membran dengan ketara meningkatkan kawasan "arena". Di samping itu, struktur membran memastikan pemisahan sel dari persekitaran, serta pemisahan ruang bagi banyak molekul biologi dalam sel. Membran sel mempunyai kebolehtelapan yang sangat selektif. Oleh itu, keadaan fizikal mereka membolehkan pergerakan meresap berterusan beberapa molekul protein dan fosfolipid yang terkandung di dalamnya. Selain membran tujuan umum, sel mempunyai membran dalaman yang mengehadkan organel sel.

Dengan mengawal selia pertukaran antara sel dan persekitaran, membran mempunyai reseptor yang melihat rangsangan luar. Khususnya, contoh persepsi rangsangan luar ialah persepsi cahaya, pergerakan bakteria ke sumber makanan, tindak balas sel sasaran kepada hormon, seperti insulin. Sesetengah membran itu sendiri secara serentak menjana isyarat (kimia dan elektrik). "Ciri luar biasa bagi membran ialah penukaran tenaga berlaku pada mereka. Khususnya, fotosintesis berlaku pada membran dalaman kloroplas, manakala fosforilasi oksidatif berlaku pada membran dalaman mitokondria.

Komponen membran sedang bergerak. Dibina terutamanya daripada protein dan lipid, membran dicirikan oleh pelbagai penyusunan semula, yang menentukan kerengsaan sel - harta yang paling penting bagi kehidupan.

tahap tisu diwakili oleh tisu yang menggabungkan sel struktur tertentu, saiz, lokasi dan fungsi yang serupa. Tisu timbul dalam perkembangan sejarah bersama dengan multiselular. Dalam organisma multiselular, ia terbentuk semasa ontogenesis hasil daripada pembezaan sel. Pada haiwan, beberapa jenis tisu dibezakan (epitelium, penghubung, otot, saraf, serta darah dan limfa). Dalam tumbuhan, tisu meristematik, pelindung, asas dan konduktif dibezakan. Pada tahap ini, pengkhususan sel berlaku.

Tahap organ. Diwakili oleh organ organisma. Dalam protozoa, pencernaan, pernafasan, peredaran bahan, perkumuhan, pergerakan dan pembiakan dijalankan oleh pelbagai organel. Organisma yang lebih maju mempunyai sistem organ. Dalam tumbuhan dan haiwan, organ terbentuk kerana bilangan tisu yang berbeza. Vertebrata dicirikan oleh cephalization, yang dilindungi oleh kepekatan pusat yang paling penting dan organ deria di kepala.

Tahap organisma. Tahap ini diwakili oleh organisma itu sendiri - organisma unisel dan multisel yang bersifat tumbuhan dan haiwan. Ciri khusus peringkat organisma ialah pada tahap ini, penyahkodan dan pelaksanaan maklumat genetik, penciptaan ciri struktur dan fungsian yang wujud dalam organisma spesies ini berlaku. Organisma adalah unik kerana bahan genetiknya adalah unik, yang menentukan perkembangan, fungsi, dan hubungannya dengan alam sekitar.

peringkat penduduk. Tumbuhan dan haiwan tidak wujud secara berasingan; mereka dikumpulkan bersama dalam satu populasi. Dengan mencipta sistem supraorganisma, populasi dicirikan oleh kumpulan gen tertentu dan habitat tertentu. Dalam populasi, transformasi evolusi asas juga bermula, dan bentuk penyesuaian dibangunkan.

peringkat spesies. Tahap ini ditentukan oleh spesies tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma yang wujud di alam semula jadi sebagai mata rantai hidup. Komposisi populasi spesies sangat pelbagai. Satu spesies boleh termasuk dari satu hingga beribu-ribu populasi, yang wakilnya dicirikan oleh habitat yang paling pelbagai dan menduduki niche ekologi yang berbeza. Spesies adalah hasil evolusi dan dicirikan oleh perolehan. Spesies yang wujud hari ini tidak seperti spesies yang wujud pada masa dahulu. Spesies juga merupakan unit klasifikasi makhluk hidup.

Tahap biocenotik. Ia diwakili oleh biocenoses - komuniti organisma spesies yang berbeza. Dalam komuniti sedemikian, organisma spesies yang berbeza bergantung sedikit sebanyak antara satu sama lain. Dalam perkembangan sejarah, biogeocenoses (ekosistem) telah berkembang, iaitu sistem yang terdiri daripada komuniti organisma yang saling bergantung dan faktor persekitaran abiotik. Ekosistem dicirikan oleh keseimbangan dinamik (mudah alih) antara organisma dan faktor abiotik. Pada tahap ini, kitaran bahan-tenaga yang berkaitan dengan aktiviti penting organisma dijalankan.

Tahap biosfera (global). Tahap ini adalah bentuk organisasi hidup (sistem hidup) tertinggi. Ia diwakili oleh biosfera. Pada tahap ini, semua kitaran jirim-tenaga disatukan menjadi satu kitaran biosfera gergasi tunggal bahan dan tenaga.

Di antara tahap organisasi yang berbeza hidup terdapat kesatuan dialektik, yang hidup disusun mengikut jenis organisasi sistem, yang asasnya ialah hierarki sistem. Peralihan dari satu tahap ke tahap yang lain dikaitkan dengan pemeliharaan mekanisme fungsional yang beroperasi pada tahap sebelumnya, dan disertai dengan penampilan struktur dan fungsi jenis baru, serta interaksi yang dicirikan oleh ciri-ciri baru, iaitu, adalah. dikaitkan dengan kemunculan kualiti baru.

Isu untuk perbincangan

1. Apakah pendekatan metodologi umum untuk memahami intipati kehidupan? Bilakah ia timbul dan mengapa?

2. Adakah mungkin untuk menentukan intipati kehidupan? Jika ya, apakah definisi ini dan apakah asas saintifiknya?

3. Adakah mungkin untuk menimbulkan persoalan substratum kehidupan?

4. Namakan sifat-sifat hidupan. Nyatakan yang mana antara sifat-sifat ini merupakan ciri benda bukan hidup dan yang mana hanya untuk benda hidup.

5. Apakah kepentingan biologi pembahagian hidupan kepada peringkat organisasi? Adakah subbahagian sedemikian mempunyai nilai praktikal?

6. Apakah ciri-ciri umum bagi pelbagai peringkat organisasi hidupan?

7. Mengapakah nukleoprotein dianggap sebagai substrat kehidupan dan dalam keadaan apakah ia memenuhi peranan ini?

kesusasteraan

Setia D. Munculnya kehidupan M.: Mir. 1969. 391 muka surat.

Oparin A.V. Perkara, kehidupan, intelek. M.: Sains. 1977. 204 muka surat

Pekhov A.P. Biologi dan kemajuan saintifik dan teknikal. M: Pengetahuan. 1984. 64 muka surat.

Karcher S. J. Biologi Molekul. Acad. Tekan. 1995. 273pp.

Murphy M. P., O "Neill L. A. (Eds.) What is Life? The Next Fifty Years. Cambridge University Press. 1995. 203 pp.

PERINGKAT ORGANISASI HIDUP

Terdapat molekul, selular, tisu, organ, organisma, populasi, spesies, biocenotik dan peringkat global (biosfera) organisasi hidup. Pada semua peringkat ini, semua sifat ciri makhluk hidup dimanifestasikan. Setiap tahap ini dicirikan oleh ciri yang wujud dalam tahap lain, tetapi setiap tahap mempunyai ciri khusus tersendiri.

Tahap molekul. Tahap ini berada dalam organisasi hidup dan diwakili oleh molekul asid nukleik, protein, karbohidrat, lipid dan steroid yang berada dalam sel dan dipanggil molekul biologi. Pada tahap ini, proses terpenting aktiviti penting (pengekodan dan penghantaran maklumat keturunan, pernafasan, metabolisme dan metabolisme tenaga, kebolehubahan, dll.) dimulakan dan dijalankan. Kekhususan fizikal dan kimia tahap ini terletak pada fakta bahawa komposisi makhluk hidup merangkumi sejumlah besar unsur kimia, tetapi sebahagian besar hidupan diwakili oleh karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. Molekul terbentuk daripada sekumpulan atom, dan sebatian kimia kompleks terbentuk daripada yang terakhir, berbeza dalam struktur dan fungsi. Kebanyakan sebatian ini dalam sel diwakili oleh asid nukleik dan protein, yang makromolekulnya adalah polimer yang disintesis hasil daripada pembentukan monomer dan gabungan yang terakhir dalam susunan tertentu. Selain itu, monomer makromolekul dalam sebatian yang sama mempunyai kumpulan kimia yang sama dan disambungkan menggunakan ikatan kimia antara atom, tidak spesifiknya.

bahagian ical (kawasan). Semua makromolekul adalah universal, kerana ia dibina mengikut pelan yang sama, tanpa mengira spesiesnya. Menjadi universal, mereka pada masa yang sama unik, kerana strukturnya unik. Sebagai contoh, komposisi nukleotida DNA termasuk satu asas nitrogen daripada empat yang diketahui (adenine, guanina, sitosin atau timin), akibatnya mana-mana nukleotida adalah unik dalam komposisinya. Struktur sekunder molekul DNA juga unik.

Kekhususan biologi tahap molekul ditentukan oleh kekhususan fungsi molekul biologi. Sebagai contoh, kekhususan asid nukleik terletak pada fakta bahawa ia menyandikan maklumat genetik untuk sintesis protein. Lebih-lebih lagi, proses ini dijalankan sebagai hasil daripada peringkat metabolisme yang sama. Contohnya, biosintesis asid nukleik, asid amino, dan protein mengikut corak yang sama dalam semua organisma. Pengoksidaan asid lemak, glikolisis, dan tindak balas lain juga bersifat universal.

Kekhususan protein ditentukan oleh urutan spesifik asid amino dalam molekulnya. Urutan ini selanjutnya menentukan sifat biologi spesifik protein, kerana ia adalah elemen struktur utama sel, pemangkin dan pengawal selia tindak balas dalam sel. Karbohidrat dan lipid berfungsi sebagai sumber tenaga yang paling penting, manakala steroid adalah penting untuk mengawal selia beberapa proses metabolik.

Pada peringkat molekul, tenaga ditukar - tenaga sinaran kepada tenaga kimia yang disimpan dalam karbohidrat dan sebatian kimia lain, dan tenaga kimia karbohidrat dan molekul lain - kepada tenaga yang tersedia secara biologi yang disimpan dalam bentuk ikatan makroergik ATP. Akhirnya, di sini tenaga ikatan fosfat makroergik ditukar kepada kerja - mekanikal, elektrik, kimia, osmotik. Mekanisme semua proses metabolik dan tenaga adalah universal.

Molekul biologi juga menyediakan kesinambungan antara molekul dan peringkat seterusnya (selular), kerana ia adalah bahan dari mana struktur supramolekul terbentuk. Tahap molekul ialah "arena" tindak balas kimia yang membekalkan tenaga kepada peringkat selular.

Tahap selular. Tahap organisasi hidup ini diwakili oleh sel yang bertindak sebagai organisasi bebas.

mov (bakteria, protozoa, dll.), serta sel-sel organisma multiselular. Ciri khusus utama tahap ini ialah kehidupan bermula daripadanya. Memandangkan mampu untuk hidup, pertumbuhan dan pembiakan, sel adalah bentuk utama organisasi bahan hidup, unit asas dari mana semua makhluk hidup (prokariot dan eukariota) dibina. Tiada perbezaan asas dalam struktur dan fungsi antara sel tumbuhan dan haiwan. Beberapa perbezaan hanya berkaitan dengan struktur membran mereka dan organel individu. Terdapat perbezaan yang ketara dalam struktur antara sel prokariotik dan sel eukariotik, tetapi dari segi fungsi, perbezaan ini disamakan, kerana peraturan "sel dari sel" terpakai di mana-mana.

Kekhususan tahap selular ditentukan oleh pengkhususan sel, kewujudan sel sebagai unit khusus organisma multisel. Pada peringkat selular, terdapat pembezaan dan susunan proses penting dalam ruang dan masa, yang dikaitkan dengan pengurungan fungsi kepada struktur subselular yang berbeza. Sebagai contoh, sel eukariotik telah membangunkan sistem membran dengan ketara (membran plasma, retikulum sitoplasma, kompleks lamellar) dan organel sel (nukleus, kromosom, sentriol, mitokondria, plastid, lisosom, ribosom). Struktur membran adalah "arena" proses kehidupan yang paling penting, dan struktur dua lapisan sistem membran dengan ketara meningkatkan kawasan "arena". Di samping itu, struktur membran menyediakan pemisahan spatial bagi banyak molekul biologi dalam sel, dan keadaan fizikalnya membolehkan pergerakan meresap berterusan beberapa molekul protein dan fosfolipid yang terkandung di dalamnya. Oleh itu, membran adalah sistem yang komponennya sedang bergerak. Mereka dicirikan oleh pelbagai penyusunan semula, yang menentukan kerengsaan sel - harta yang paling penting untuk hidup.

tahap tisu. Tahap ini diwakili oleh tisu yang menggabungkan sel struktur tertentu, saiz, lokasi dan fungsi yang serupa. Tisu timbul dalam perkembangan sejarah bersama dengan multiselular. Dalam organisma multiselular, ia terbentuk semasa ontogenesis hasil daripada pembezaan sel. Pada haiwan, beberapa jenis tisu dibezakan (epitelium, penghubung, otot, darah, saraf dan pembiakan). Perlumbaan

bayang-bayang membezakan tisu meristematik, pelindung, asas dan konduktif. Pada tahap ini, pengkhususan sel berlaku.

Tahap organ. Diwakili oleh organ organisma. Dalam tumbuhan dan haiwan, organ terbentuk kerana bilangan tisu yang berbeza. Dalam protozoa, pencernaan, pernafasan, peredaran bahan, perkumuhan, pergerakan dan pembiakan dijalankan oleh pelbagai organel. Organisma yang lebih maju mempunyai sistem organ. Vertebrata dicirikan oleh cephalization, yang terdiri daripada kepekatan pusat saraf yang paling penting dan organ deria di kepala.

Tahap organisma. Tahap ini diwakili oleh organisma itu sendiri - organisma unisel dan multisel yang bersifat tumbuhan dan haiwan. Ciri khusus peringkat organisma ialah pada peringkat ini penyahkodan dan pelaksanaan maklumat genetik, penciptaan ciri struktur dan fungsi yang wujud dalam organisma spesies tertentu berlaku.

peringkat spesies. Tahap ini ditentukan oleh spesies tumbuhan dan haiwan. Pada masa ini, terdapat kira-kira 500 ribu spesies tumbuhan dan kira-kira 1.5 juta spesies haiwan, yang wakilnya dicirikan oleh pelbagai jenis habitat dan menduduki niche ekologi yang berbeza. Spesies juga merupakan unit klasifikasi makhluk hidup.

peringkat penduduk. Tumbuhan dan haiwan tidak wujud secara berasingan; mereka bersatu dalam populasi yang dicirikan oleh kumpulan gen tertentu. Dalam spesies yang sama, boleh ada dari satu hingga beribu-ribu populasi. Transformasi evolusi asas dijalankan dalam populasi, bentuk penyesuaian baru sedang dibangunkan.

Tahap biocenotik. Ia diwakili oleh biocenoses - komuniti organisma spesies yang berbeza. Dalam komuniti sedemikian, organisma spesies yang berbeza bergantung sedikit sebanyak antara satu sama lain. Dalam perkembangan sejarah, biogeocenoses (ekosistem) telah berkembang, iaitu sistem yang terdiri daripada komuniti organisma yang saling bergantung dan faktor persekitaran abiotik. Ekosistem mempunyai keseimbangan bendalir antara organisma dan faktor abiotik. Pada tahap itu, kitaran bahan-tenaga yang berkaitan dengan aktiviti penting organisma dijalankan.

Tahap global (biosfera). Tahap ini adalah bentuk organisasi hidup (sistem hidup) tertinggi. Ia diwakili oleh biosfera. Pada tahap ini, semua kitaran jirim-tenaga disatukan menjadi satu kitaran biosfera gergasi tunggal bahan dan tenaga.

Terdapat perpaduan dialektik antara pelbagai peringkat organisasi hidup. Kehidupan disusun mengikut jenis organisasi sistemik, yang asasnya adalah hierarki sistem. Peralihan dari satu tahap ke tahap yang lain dikaitkan dengan pemeliharaan mekanisme fungsional yang beroperasi pada tahap sebelumnya, dan disertai dengan penampilan struktur dan fungsi jenis baru, serta interaksi yang dicirikan oleh ciri-ciri baru, iaitu, a kualiti baru muncul.

Tahap organisasi hidupan liar

Peruntukkan 8 peringkat.

Setiap peringkat organisasi dicirikan oleh struktur tertentu (kimia, selular atau organisma) dan sifat yang sepadan.

Setiap peringkat seterusnya semestinya mengandungi semua yang sebelumnya.

Mari kita lihat setiap peringkat secara terperinci.

8 peringkat organisasi hidupan liar

1. Tahap molekul organisasi alam hidup

• : bahan organik dan bukan organik,
• (metabolisme): proses disimilasi dan asimilasi,
• penyerapan dan pembebasan tenaga.

Tahap molekul mempengaruhi semua proses biokimia yang berlaku di dalam mana-mana organisma hidup - daripada unisel kepada multisel.

ini tahap sukar untuk dipanggil "hidup". Ia agak tahap "biokimia" - oleh itu ia adalah asas untuk semua peringkat lain organisasi alam semula jadi.

Oleh itu, dialah yang membentuk asas klasifikasi kepada kerajaan-kerajaan yang nutrien adalah yang utama dalam badan: dalam haiwan -, dalam kulat - kitin, dalam tumbuhan ia -.

Sains yang mengkaji organisma hidup pada tahap ini:

2. Tahap selular organisasi hidupan liar

Termasuk sebelumnya - tahap molekul organisasi.

Pada tahap ini, istilah "" sudah muncul sebagai "sistem biologi terkecil yang tidak boleh dibahagikan"

• Metabolisme dan tenaga sel tertentu (berbeza bergantung pada kerajaan mana organisma itu tergolong);
• Organoid sel;
• Kitaran hidup - asal, pertumbuhan dan perkembangan serta pembahagian sel

Sains belajar tahap selular organisasi:

Genetik dan embriologi mengkaji tahap ini, tetapi ini bukan objek utama kajian.

3. Tahap tisu organisasi:

Termasuk 2 tahap sebelumnya - molekul Dan selular.

Tahap ini boleh dipanggil multiselular"- kerana kain itu pengumpulan sel dengan struktur yang serupa dan melaksanakan fungsi yang sama.

Sains - Histologi

4. Organ(tekanan pada suku kata pertama) tahap organisasi kehidupan

• Dalam organ unisel, ini adalah organel - terdapat organel biasa - ciri semua atau sel prokariotik, terdapat yang berbeza.
• Dalam organisma multisel, sel-sel struktur dan fungsi yang sama digabungkan menjadi tisu, dan masing-masing, menjadi badan, yang, seterusnya, digabungkan menjadi sistem dan mesti berinteraksi secara harmoni antara satu sama lain.

Tahap tisu dan organ organisasi - kaji sains:

5. Tahap organisma

Termasuk semua peringkat sebelumnya: molekul, selular,tahap tisu dan organ.

Pada tahap ini, Alam Hidup dibahagikan kepada kerajaan - haiwan, tumbuhan dan kulat.

Ciri-ciri tahap ini:

• Metabolisme (kedua-duanya pada peringkat organisma dan pada peringkat selular juga)
• Struktur (morfologi) badan
• Pemakanan (metabolisme dan tenaga)
• homeostasis
• pembiakan
• Interaksi antara organisma (persaingan, simbiosis, dll.)
• Interaksi dengan persekitaran

Sains:

6. Tahap populasi-spesies organisasi kehidupan

Termasuk molekul, selular,tahap tisu, organ dan badan.

Jika beberapa organisma adalah serupa secara morfologi (dengan kata lain, mempunyai struktur yang sama), dan mempunyai genotip yang sama, maka mereka membentuk satu spesies atau populasi.

Proses utama pada tahap ini ialah:

• Interaksi organisma antara satu sama lain (persaingan atau pembiakan)
• mikroevolusi (perubahan organisma di bawah pengaruh keadaan luaran)