Các cấp độ cấu trúc của tổ chức trình bày vật chất sống. Đặc điểm của cấp độ sinh học của tổ chức vật chất

Trang trình bày 7

Sau thất bại của quân phát xít Đức trong trận Stalingrad, bộ chỉ huy phát xít Đức, lên kế hoạch cho chiến dịch mùa hè năm 1943, đã quyết định tiến hành một cuộc tấn công lớn vào mặt trận Xô-Đức nhằm giành lại thế chủ động chiến lược đã mất. Nó được lên kế hoạch thực hiện các cuộc tấn công hội tụ từ các khu vực của các thành phố Orel (từ phía bắc) và Belgorod (từ phía nam). Các nhóm tấn công được cho là sẽ đoàn kết lại ở khu vực Kursk, bao vây quân Hồng quân. Chiến dịch này được gọi là "Thành cổ". Quân Đức tập trung tới 50 sư đoàn (16 xe tăng và cơ giới) 2 lữ đoàn xe tăng, khoảng 900 nghìn người.

Trang trình bày 8

Bộ chỉ huy Liên Xô quyết định tiến hành trận chiến phòng thủ, làm quân địch kiệt sức và đánh bại chúng. Vì mục đích này, một lớp phòng thủ có lớp sâu đã được tạo ra ở cả hai phía của chỗ phình ra Kursk. Khoảng 8 tuyến phòng thủ đã được tạo ra. Quân số của mặt trận miền Trung và Voronezh: Hơn 1 triệu 300 nghìn người Lên tới 20 nghìn súng và súng cối Khoảng 3600 xe tăng Khoảng 2950 máy bay

Trang trình bày 9

Hoạt động phòng thủ Kursk.

Cuộc tấn công của Đức bắt đầu vào ngày 5 tháng 7 năm 1943. Nhưng vì bộ chỉ huy Liên Xô biết thời điểm bắt đầu chiến dịch nên việc chuẩn bị phản công bằng pháo binh và trên không được thực hiện trong vòng 30-40 phút. Quân Đức vẫn đang ngủ, nhưng sự chuẩn bị phản công của Liên Xô đã đánh thức họ. Đã muộn nhưng cuộc tấn công vẫn bắt đầu. Kẻ thù tìm cách đột phá tới Kursk từ phía bắc và phía nam và bao vây quân của Phương diện quân Voronezh và Trung tâm. Gặp phải hàng phòng ngự đã được chuẩn bị từ trước, các sư đoàn xe tăng Đức bị tổn thất đáng kể nhưng không thể chọc thủng được.

Trang trình bày 10

Cuộc tấn công của Đức kết thúc vào ngày 12/7 bằng trận chiến xe tăng gần làng Prokhorovka - trận đánh phản xe tăng lớn nhất trong Thế chiến thứ hai. 1.200 xe tăng của cả hai bên đã tham gia. Mỏ Prokhorovsky đã đi vào lịch sử quân sự Nga cùng với mỏ Kulikovo và Borodino.

Trang trình bày 11

Chiến dịch Oryol và Belgorod-Kharkov.

Sau thất bại trong cuộc tấn công vào Kursk, quân Đức chuyển sang thế phòng ngự nhưng không thể giữ vững vị trí của mình. Cuộc phản công của quân đội Liên Xô đã kết thúc với thắng lợi hoàn toàn. Ở giai đoạn thứ hai của trận chiến, quân đội Liên Xô đã đánh bại các nhóm địch chính. Vào ngày 5 tháng 8, Belgorod và Orel được giải phóng. Để vinh danh chiến thắng này, màn chào mừng bằng pháo binh đầu tiên trong Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại đã được bắn ở Moscow. Vào ngày 23 tháng 8, Kharkov, trung tâm chính trị, kinh tế và chiến lược quan trọng nhất của miền nam đất nước, đã được giải phóng. Trận Kursk kết thúc với việc giải phóng Kharkov.

Cơ quan Y tế và Xã hội Liên bang

Kiểm tra sinh học

Đặc điểm định tính của vật chất sống. Các cấp độ tổ chức của sinh vật.

Thành phần hóa học của tế bào (protein, cấu trúc và chức năng của chúng)

Được hoàn thành bởi một sinh viên

Nhóm 195 năm thứ nhất

bộ phận thư tín

Khoa Dược

Chelyabinsk 2009

Đặc điểm định tính của vật chất sống. Các cấp độ tổ chức của sinh vật

Bất kỳ hệ thống sống nào, dù được tổ chức phức tạp đến đâu, đều bao gồm các đại phân tử sinh học: axit nucleic, protein, polysacarit, cũng như các chất hữu cơ quan trọng khác. Từ cấp độ này, các quá trình quan trọng khác nhau của cơ thể bắt đầu: trao đổi chất và chuyển đổi năng lượng, truyền thông tin di truyền, v.v.

Tế bào của sinh vật đa bào hình thành nên các mô - hệ thống các tế bào có cấu trúc, chức năng tương tự nhau và các chất nội bào liên kết với chúng. Các mô được tích hợp vào các đơn vị chức năng lớn hơn gọi là cơ quan. Nội tạng là đặc điểm của động vật; ở đây chúng là một phần của hệ thống cơ quan (hô hấp, thần kinh, v.v.). Ví dụ, hệ thống tiêu hóa: khoang miệng, hầu họng, thực quản, dạ dày, tá tràng, ruột non, đại tràng, hậu môn. Sự chuyên môn hóa như vậy, một mặt, cải thiện chức năng của toàn bộ cơ thể, mặt khác, đòi hỏi mức độ phối hợp và tích hợp ngày càng tăng của các mô và cơ quan khác nhau.

Tế bào là một đơn vị cấu trúc và chức năng, đồng thời là đơn vị phát triển của mọi sinh vật sống trên Trái đất. Ở cấp độ tế bào, việc truyền thông tin, chuyển đổi chất và năng lượng được kết hợp với nhau.

Đơn vị cơ bản của cấp độ sinh vật là cá thể, được coi là một hệ thống sống trong quá trình phát triển - từ thời điểm bắt đầu cho đến khi kết thúc tồn tại - như một hệ thống sống. Các hệ cơ quan xuất hiện được chuyên môn hóa để thực hiện các chức năng khác nhau.

Một tập hợp các sinh vật cùng loài, được thống nhất bởi một môi trường sống chung, trong đó một quần thể được tạo ra - một hệ thống siêu sinh vật. Trong hệ thống này, các biến đổi tiến hóa cơ bản được thực hiện.

Biogeocenosis là một tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau và độ phức tạp khác nhau của tổ chức với các yếu tố môi trường. Trong quá trình phát triển lịch sử chung của các sinh vật thuộc các nhóm hệ thống khác nhau, các cộng đồng năng động, ổn định được hình thành.

Sinh quyển là tổng thể của tất cả các biogeocenoses, một hệ thống bao gồm tất cả các hiện tượng sống trên hành tinh của chúng ta. Ở cấp độ này, sự lưu thông của các chất và chuyển đổi năng lượng liên quan đến hoạt động sống của tất cả các sinh vật sống diễn ra.

Bảng 1. Các cấp độ tổ chức của vật chất sống

phân tử

Cấp độ tổ chức ban đầu của sinh vật. Đối tượng nghiên cứu là các phân tử axit nucleic, protein, carbohydrate, lipid và các phân tử sinh học khác, tức là. phân tử tìm thấy trong tế bào. Bất kỳ hệ thống sống nào, dù được tổ chức phức tạp đến đâu, đều bao gồm các đại phân tử sinh học: axit nucleic, protein, polysacarit, cũng như các chất hữu cơ quan trọng khác. Từ cấp độ này, các quá trình quan trọng khác nhau của cơ thể bắt đầu: trao đổi chất và chuyển đổi năng lượng, truyền thông tin di truyền, v.v.

Di động

Nghiên cứu về các tế bào hoạt động như các sinh vật độc lập (vi khuẩn, động vật nguyên sinh và một số sinh vật khác) và các tế bào tạo nên các sinh vật đa bào.

Vải vóc

Các tế bào có nguồn gốc chung và thực hiện các chức năng tương tự sẽ tạo thành các mô. Có một số loại mô động vật và thực vật với các đặc tính khác nhau.

Đàn organ

Trong các sinh vật, bắt đầu từ các cơ quan ruột, các cơ quan (hệ cơ quan) được hình thành, thường từ các loại mô khác nhau.

sinh vật

Cấp độ này được đại diện bởi các sinh vật đơn bào và đa bào.

Quần thể-loài

Các sinh vật cùng loài sống cùng nhau ở những khu vực nhất định tạo thành một quần thể. Hiện nay trên Trái đất có khoảng 500 nghìn loài thực vật và khoảng 1,5 triệu loài động vật.

Sinh địa sinh học

Nó được đại diện bởi một tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau, tùy thuộc vào nhau ở mức độ này hay mức độ khác.

Sinh quyển

Hình thức tổ chức cao nhất của sinh vật. Bao gồm tất cả các biogeocenoses liên quan đến trao đổi chất nói chung và chuyển đổi năng lượng.

Mỗi cấp độ này khá cụ thể, có mô hình riêng, phương pháp nghiên cứu riêng. Thậm chí có thể chỉ ra các ngành khoa học tiến hành nghiên cứu của họ ở một cấp độ tổ chức sinh vật nhất định. Ví dụ, ở cấp độ phân tử, các sinh vật sống được nghiên cứu bởi các ngành khoa học như sinh học phân tử, hóa học hữu cơ sinh học, nhiệt động lực học sinh học, di truyền phân tử, v.v. Mặc dù các cấp độ tổ chức của các sinh vật sống có sự khác biệt nhưng chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau và chảy qua nhau, điều này nói lên tính toàn vẹn của tự nhiên sống.

Màng tế bào. Bộ máy bề mặt của tế bào, các bộ phận chính của nó, mục đích của chúng

Tế bào sống là một hạt cơ bản trong cấu trúc của vật chất sống. Đây là hệ thống đơn giản nhất có đầy đủ các đặc tính của sinh vật sống, bao gồm cả khả năng truyền thông tin di truyền. Lý thuyết tế bào được tạo ra bởi các nhà khoa học người Đức Theodor Schwann và Matthias Schleiden. Vị trí chính của nó là tuyên bố rằng tất cả các sinh vật thực vật và động vật đều bao gồm các tế bào có cấu trúc tương tự nhau. Nghiên cứu trong lĩnh vực tế bào học đã chỉ ra rằng tất cả các tế bào đều thực hiện quá trình trao đổi chất, có khả năng tự điều chỉnh và có thể truyền thông tin di truyền. Vòng đời của bất kỳ tế bào nào đều kết thúc bằng sự phân chia và tiếp tục sự sống ở dạng mới hoặc bằng cái chết. Đồng thời, hóa ra các tế bào rất đa dạng; chúng có thể tồn tại dưới dạng sinh vật đơn bào hoặc là một phần của sinh vật đa bào. Tuổi thọ của tế bào có thể không quá vài ngày hoặc có thể trùng với tuổi thọ của cơ thể. Kích thước của các tế bào rất khác nhau: từ 0,001 đến 10 cm. Tế bào hình thành các mô, một số loại mô - cơ quan, nhóm cơ quan có chức năng giải quyết một số vấn đề chung được gọi là hệ thống cơ thể. Tế bào có cấu trúc phức tạp. Nó được ngăn cách với môi trường bên ngoài bằng một lớp vỏ, lỏng lẻo và lỏng lẻo, đảm bảo sự tương tác của tế bào với thế giới bên ngoài, trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin với nó. Sự trao đổi chất của tế bào đóng vai trò là cơ sở cho một trong những đặc tính quan trọng nhất khác của chúng - duy trì sự ổn định và ổn định của các điều kiện môi trường bên trong tế bào. Đặc tính này của tế bào, vốn có trong toàn bộ hệ thống sống, được gọi là cân bằng nội môi. Cân bằng nội môi, nghĩa là sự ổn định của thành phần tế bào, được duy trì nhờ quá trình trao đổi chất, tức là trao đổi chất. Trao đổi chất là một quá trình phức tạp, gồm nhiều giai đoạn, bao gồm việc cung cấp nguyên liệu thô vào tế bào, sản xuất năng lượng và protein từ chúng và loại bỏ các sản phẩm hữu ích, năng lượng và chất thải được sản xuất từ ​​​​tế bào ra môi trường.

Màng tế bào là màng tế bào thực hiện các chức năng sau:

tách nội dung tế bào và môi trường bên ngoài;

điều hòa quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường;

nơi xảy ra một số phản ứng sinh hóa (bao gồm quang hợp, phosphoryl hóa oxy hóa);

sự liên kết của tế bào vào mô.

Các màng được chia thành plasmatic (màng tế bào) và bên ngoài. Đặc tính quan trọng nhất của màng plasma là tính bán thấm, nghĩa là khả năng chỉ cho phép một số chất nhất định đi qua. Glucose, axit amin, axit béo và ion từ từ khuếch tán qua nó và bản thân màng có thể chủ động điều chỉnh quá trình khuếch tán.

Theo dữ liệu hiện đại, màng sinh chất là cấu trúc lipoprotein. Lipid tự động hình thành lớp kép và các protein màng “nổi” trong đó. Màng chứa hàng nghìn loại protein khác nhau: cấu trúc, chất vận chuyển, enzyme và các loại khác. Người ta cho rằng có các lỗ giữa các phân tử protein mà qua đó các chất ưa nước có thể đi qua (lớp lipid kép ngăn cản sự xâm nhập trực tiếp của chúng vào tế bào). Một số phân tử trên bề mặt màng có gắn các nhóm glycosyl, tham gia vào quá trình nhận biết tế bào trong quá trình hình thành mô.

Các loại màng khác nhau có độ dày khác nhau (thường dao động từ 5 đến 10 nm). Tính nhất quán của lớp lipid kép giống như dầu ô liu. Tùy thuộc vào điều kiện bên ngoài (cholesterol là chất điều hòa), cấu trúc của lớp kép có thể thay đổi để trở nên lỏng hơn (hoạt động của màng phụ thuộc vào điều này).

Một vấn đề quan trọng là sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất. Nó cần thiết cho việc cung cấp chất dinh dưỡng vào tế bào, loại bỏ chất thải độc hại và tạo ra các gradient để duy trì hoạt động thần kinh và cơ bắp. Các cơ chế sau đây tồn tại trong việc vận chuyển các chất qua màng:

khuếch tán (khí, phân tử hòa tan trong chất béo truyền trực tiếp qua màng sinh chất); với sự khuếch tán thuận lợi, một chất hòa tan trong nước đi qua màng thông qua một kênh đặc biệt được tạo ra bởi một phân tử cụ thể;

thẩm thấu (khuếch tán nước qua màng bán thấm);

vận chuyển tích cực (chuyển các phân tử từ vùng có nồng độ thấp hơn đến vùng có nồng độ cao hơn, ví dụ, thông qua các protein vận chuyển đặc biệt, cần năng lượng ATP);

Trong quá trình nhập bào, màng hình thành các vết lõm, sau đó chuyển thành túi hoặc không bào. Có hiện tượng thực bào - sự hấp thụ các hạt rắn (ví dụ, bởi bạch cầu trong máu) - và pinocytosis - sự hấp thụ chất lỏng;

quá trình xuất bào là quá trình ngược lại của quá trình nhập bào; Phần còn lại không tiêu hóa được của các hạt rắn và dịch tiết chất lỏng được loại bỏ khỏi tế bào.

Cấu trúc siêu màng có thể nằm phía trên màng sinh chất của tế bào. Cấu trúc của chúng là một đặc điểm phân loại ướt. Ở động vật đây là glycocalyx (phức hợp protein-carbohydrate), ở thực vật, nấm và vi khuẩn là thành tế bào. Thành tế bào của thực vật bao gồm cellulose, nấm - chitin, vi khuẩn - phức hợp protein-polysaccharide murein.

Cơ sở của bộ máy bề mặt tế bào (SAC) là màng tế bào bên ngoài, hay còn gọi là plasmalemma. Ngoài màng sinh chất, PAA còn có phức hợp siêu màng và ở sinh vật nhân chuẩn còn có phức hợp dưới màng.

Thành phần sinh hóa chính của plasmalemma (từ tiếng Hy Lạp plasma - sự hình thành và bổ đề - vỏ, vỏ) là lipid và protein. Tỷ lệ số lượng của chúng ở hầu hết các sinh vật nhân chuẩn là 1: 1, và ở sinh vật nhân sơ, protein chiếm ưu thế trong plasmalemma. Một lượng nhỏ carbohydrate được tìm thấy ở màng tế bào bên ngoài và các hợp chất giống như chất béo có thể được tìm thấy (ở động vật có vú - cholesterol, vitamin tan trong chất béo).

Phức hợp siêu màng của bộ máy bề mặt tế bào được đặc trưng bởi nhiều cấu trúc khác nhau. Ở sinh vật nhân sơ, phức hợp siêu màng trong hầu hết các trường hợp được biểu thị bằng thành tế bào có độ dày khác nhau, cơ sở của nó là phức hợp glycoprotein murein (ở vi khuẩn cổ - pseudomurein). Ở một số vi khuẩn eubacteria, phần bên ngoài của phức hợp siêu màng bao gồm một màng khác có hàm lượng lipopolysaccharide cao. Ở sinh vật nhân chuẩn, thành phần phổ biến của phức hợp siêu màng là carbohydrate - thành phần của glycolipids và glycoprotein của plasmalemma. Do đó, ban đầu nó được gọi là glycocalyx (từ glycos của Hy Lạp - ngọt, carbohydrate và callum Latin - vỏ dày, vỏ). Ngoài carbohydrate, glycocalyx còn bao gồm các protein ngoại vi phía trên lớp bilipid. Các biến thể phức tạp hơn của phức hợp siêu màng được tìm thấy ở thực vật (thành tế bào làm từ cellulose), nấm và động vật chân đốt (lớp vỏ bên ngoài làm bằng chitin).

Phức hợp màng dưới (từ tiếng Latin sub - under) chỉ đặc trưng cho tế bào nhân chuẩn. Nó bao gồm nhiều loại cấu trúc giống như sợi protein: sợi mỏng (từ fibrilla trong tiếng Latin - sợi, sợi), sợi nhỏ (từ tiếng Hy Lạp micros - nhỏ), sợi nhỏ và vi ống (từ bộ xương Hy Lạp - khô). Chúng được kết nối với nhau bằng protein và tạo thành bộ máy cơ xương của tế bào. Phức hợp dưới màng tương tác với các protein plasmalemma, do đó, được liên kết với phức hợp trên màng. Kết quả là PAK là một hệ thống có cấu trúc tích hợp. Điều này cho phép nó thực hiện các chức năng quan trọng đối với tế bào: cách điện, vận chuyển, xúc tác, truyền tín hiệu thụ thể và tiếp xúc.

Thành phần hóa học của tế bào (protein, cấu trúc và chức năng của chúng)

Các quá trình hóa học xảy ra trong tế bào là một trong những điều kiện chính cho sự sống, phát triển và hoạt động của nó.

NGẮT TRANG--

Tất cả các tế bào của thực vật và động vật cũng như vi sinh vật đều có thành phần hóa học giống nhau, điều này cho thấy sự thống nhất của thế giới hữu cơ.

Trong số 109 nguyên tố trong bảng tuần hoàn của Mendeleev, phần lớn đáng kể được tìm thấy trong tế bào. Một số nguyên tố được chứa trong ô với số lượng tương đối lớn, số khác với số lượng nhỏ (Bảng 2).

Bảng 2. Hàm lượng các nguyên tố hóa học trong tế bào

Yếu tố

Số lượng (tính theo%)

Yếu tố

Số lượng (tính theo%)

Ôxy

Vị trí đầu tiên trong số các chất của tế bào là nước. Nó chiếm gần 80% khối lượng tế bào. Nước là thành phần quan trọng nhất của tế bào, không chỉ về số lượng. Nó đóng một vai trò quan trọng và đa dạng trong cuộc sống của tế bào.

Nước quyết định các tính chất vật lý của tế bào - thể tích, độ đàn hồi của nó. Nước có tầm quan trọng rất lớn trong việc hình thành cấu trúc phân tử của các chất hữu cơ, đặc biệt là cấu trúc của protein, cần thiết để thực hiện các chức năng của chúng. Tầm quan trọng của nước như một dung môi là rất lớn: nhiều chất xâm nhập vào tế bào từ môi trường bên ngoài trong dung dịch nước và trong dung dịch nước, các chất thải được loại bỏ khỏi tế bào. Cuối cùng, nước là tác nhân trực tiếp tham gia vào nhiều phản ứng hóa học (phân hủy protein, carbohydrate, chất béo, v.v.).

Vai trò sinh học của nước được xác định bởi đặc thù của cấu trúc phân tử và tính phân cực của các phân tử.

Ngoài nước, các chất vô cơ của tế bào còn có muối. Đối với các quá trình sống, các cation quan trọng nhất có trong muối là K+, Na+, Ca2+, Mg2+ và các anion quan trọng nhất là HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.

Theo quy luật, nồng độ của các cation và anion trong tế bào và trong môi trường sống của nó rất khác nhau. Khi tế bào còn sống, tỷ lệ ion bên trong và bên ngoài tế bào được duy trì ổn định. Sau khi tế bào chết, hàm lượng ion trong tế bào và trong môi trường nhanh chóng được cân bằng. Các ion chứa trong tế bào có tầm quan trọng lớn đối với hoạt động bình thường của tế bào cũng như duy trì phản ứng liên tục trong tế bào. Mặc dù axit và kiềm được hình thành liên tục trong quá trình sống nhưng phản ứng bình thường của tế bào là hơi kiềm, gần như trung tính.

Các chất vô cơ được chứa trong tế bào không chỉ ở trạng thái hòa tan mà còn ở trạng thái rắn. Trong đó, sức bền và độ cứng của mô xương được cung cấp bởi canxi photphat và vỏ nhuyễn thể được cung cấp bởi canxi cacbonat.

Chất hữu cơ chiếm khoảng 20 - 30% thành phần tế bào.

Biopolyme bao gồm carbohydrate và protein. Carbohydrate chứa các nguyên tử carbon, oxy và hydro. Có carbohydrate đơn giản và phức tạp. Đơn giản - monosacarit. Phức tạp - polyme có monome là monosacarit (oligosacarit và polysacarit). Khi số lượng đơn vị monome tăng lên, độ hòa tan của polysacarit giảm và vị ngọt biến mất.

Monosacarit là chất rắn, tinh thể không màu, hòa tan cao trong nước và hòa tan rất kém (hoặc hoàn toàn) trong dung môi hữu cơ. Monosacarit bao gồm triose, tetroses, pentose và hexose. Trong số các oligosaccharide, phổ biến nhất là disaccharide (maltose, lactose, sucrose). Polysaccharides thường được tìm thấy nhiều nhất trong tự nhiên (cellulose, tinh bột, chitin, glycogen). Monome của chúng là các phân tử glucose. Chúng hòa tan một phần trong nước, trương nở tạo thành dung dịch keo.

Lipid là chất béo không tan trong nước và các chất giống như chất béo bao gồm glycerol và axit béo có trọng lượng phân tử cao. Chất béo là este của glycerol trihydric và axit béo cao hơn. Chất béo động vật được tìm thấy trong sữa, thịt và mô dưới da. Trong thực vật - trong hạt và quả. Ngoài chất béo, tế bào còn chứa các dẫn xuất của chúng - steroid (cholesterol, hormone và các vitamin tan trong chất béo A, D, K, E, F).

Lipid là:

các yếu tố cấu trúc của màng tế bào và các bào quan của tế bào;

vật liệu năng lượng (1g chất béo khi bị oxy hóa sẽ giải phóng 39 kJ năng lượng);

chất dự phòng;

thực hiện chức năng bảo vệ (ở động vật biển và vùng cực);

ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thần kinh;

nguồn cung cấp nước cho cơ thể (1 kg khi bị oxy hóa sẽ cho 1,1 kg nước).

Axit nucleic. Tên “axit nucleic” xuất phát từ tiếng Latin “hạt nhân”, tức là nhân: Chúng lần đầu tiên được phát hiện trong nhân tế bào. Ý nghĩa sinh học của axit nucleic là rất lớn. Chúng đóng vai trò trung tâm trong việc lưu trữ và truyền các đặc tính di truyền của tế bào, đó là lý do tại sao chúng thường được gọi là chất di truyền. Axit nucleic đảm bảo quá trình tổng hợp protein trong tế bào giống hệt như ở tế bào mẹ và truyền tải thông tin di truyền. Có hai loại axit nucleic - axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA).

Phân tử DNA bao gồm hai sợi xoắn ốc. DNA là một polymer có monome là nucleotide. Nucleotide là các hợp chất bao gồm một phân tử axit photphoric, một carbohydrate deoxyribose và một bazơ nitơ. DNA có bốn loại bazơ nitơ: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T). Mỗi chuỗi DNA là một polynucleotide bao gồm hàng chục nghìn nucleotide. Nhân đôi DNA - sao chép lại - đảm bảo việc truyền thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con.

RNA là một polyme có cấu trúc tương tự một chuỗi DNA nhưng có kích thước nhỏ hơn. Các monome RNA là các nucleotide bao gồm axit photphoric, ribose carbohydrate và một bazơ nitơ. Thay vì thymine, RNA chứa uracil. Ba loại RNA được biết đến: RNA thông tin (i-RNA) - truyền thông tin về cấu trúc của protein từ phân tử DNA; vận chuyển (t-RNA) - vận chuyển axit amin đến nơi tổng hợp protein; ribosome (r-RNA) - được tìm thấy trong ribosome, tham gia vào việc duy trì cấu trúc của ribosome.

Một vai trò rất quan trọng trong năng lượng sinh học của tế bào được thực hiện bởi adenyl nucleotide, chất gắn vào hai gốc axit photphoric. Chất này được gọi là axit adenosine triphosphoric (ATP). ATP là chất tích lũy năng lượng sinh học phổ quát: năng lượng ánh sáng của mặt trời và năng lượng có trong thực phẩm tiêu thụ được lưu trữ trong các phân tử ATP. ATP là một cấu trúc không ổn định; khi ATP chuyển hóa thành ADP (adenosine diphosphate), 40 kJ năng lượng được giải phóng. ATP được sản xuất trong ty thể của tế bào động vật và trong quá trình quang hợp ở lục lạp thực vật. Năng lượng ATP được sử dụng để thực hiện các hoạt động hóa học (tổng hợp protein, chất béo, carbohydrate, axit nucleic), cơ học (chuyển động, hoạt động của cơ), chuyển đổi thành năng lượng điện hoặc ánh sáng (phóng điện của cá đuối gai độc, lươn, côn trùng phát sáng).

Protein là các polyme không tuần hoàn có monome là axit amin. Tất cả các protein đều chứa các nguyên tử carbon, hydro, oxy và nitơ. Nhiều protein cũng chứa các nguyên tử lưu huỳnh. Có những protein cũng chứa các nguyên tử kim loại - sắt, kẽm, đồng. Sự hiện diện của các nhóm axit và bazơ quyết định khả năng phản ứng cao của axit amin. Từ nhóm amino của axit amin này và cacboxyl của axit amin khác, một phân tử nước được giải phóng và các electron được giải phóng tạo thành liên kết peptit: CO-NN (được phát hiện vào năm 1888 bởi Giáo sư A.Ya. Danilevsky), đó là lý do tại sao protein được gọi là polypeptide. Phân tử protein là các đại phân tử. Có rất nhiều axit amin được biết đến. Nhưng chỉ có 20 axit amin được gọi là monome của bất kỳ loại protein tự nhiên nào - động vật, thực vật, vi sinh vật, virus. Họ được gọi là "ma thuật". Việc protein của tất cả các sinh vật được tạo thành từ cùng một axit amin là một bằng chứng khác về sự thống nhất của thế giới sống trên Trái đất.

Cấu trúc của phân tử protein có 4 cấp độ tổ chức:

1. Cấu trúc bậc một là chuỗi polypeptide gồm các axit amin liên kết theo một trình tự nhất định bằng liên kết peptit cộng hóa trị.

2. Cấu trúc bậc hai - chuỗi polypeptide ở dạng xoắn. Vô số liên kết hydro xuất hiện giữa các liên kết peptide của các vòng liền kề và các nguyên tử khác, tạo nên cấu trúc bền vững.

3. Cấu trúc bậc ba - cấu hình đặc trưng cho từng loại protein - dạng cầu. Nó được giữ bởi các liên kết kỵ nước có độ bền thấp hoặc lực bám dính giữa các gốc không phân cực, được tìm thấy trong nhiều axit amin. Ngoài ra còn có các liên kết cộng hóa trị S-S xảy ra giữa các gốc có khoảng cách xa nhau của axit amin cysteine ​​chứa lưu huỳnh.

4. Cấu trúc bậc bốn xảy ra khi một số đại phân tử kết hợp với nhau tạo thành tập hợp. Như vậy, huyết sắc tố trong máu người là tổng hợp của bốn đại phân tử.

Vi phạm cấu trúc tự nhiên của protein được gọi là biến tính. Nó xảy ra dưới tác động của nhiệt độ cao, hóa chất, năng lượng bức xạ và các yếu tố khác.

Vai trò của protein đối với đời sống của tế bào và sinh vật:

xây dựng (cấu trúc) - protein - vật liệu xây dựng của cơ thể (vỏ, màng, bào quan, mô, cơ quan);

chức năng xúc tác - enzyme tăng tốc phản ứng hàng trăm triệu lần;

chức năng cơ xương - protein tạo nên xương và gân; chuyển động của roi, lông chuyển, co cơ;

chức năng vận chuyển - huyết sắc tố;

bảo vệ - kháng thể máu trung hòa các chất lạ;

chức năng năng lượng - khi protein bị phân hủy, 1 g giải phóng 17,6 kJ năng lượng;

điều hòa và nội tiết tố - protein là một phần của nhiều hormone và tham gia điều hòa các quá trình sống của cơ thể;

thụ thể - protein thực hiện quá trình nhận biết có chọn lọc từng chất và sự gắn kết của chúng với các phân tử.

Trao đổi chất trong tế bào. Quang hợp. Hóa tổng hợp

Điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại của bất kỳ sinh vật nào là dòng chất dinh dưỡng liên tục và sự giải phóng liên tục các sản phẩm cuối cùng của các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào. Các chất dinh dưỡng được sinh vật sử dụng làm nguồn cung cấp nguyên tử của các nguyên tố hóa học (chủ yếu là nguyên tử cacbon), từ đó mọi cấu trúc được xây dựng hoặc tái tạo. Ngoài chất dinh dưỡng, cơ thể còn nhận được nước, oxy và muối khoáng.

Các chất hữu cơ đi vào tế bào (hoặc được tổng hợp trong quá trình quang hợp) sẽ được phân hủy thành các khối xây dựng - monome và được gửi đến tất cả các tế bào của cơ thể. Một số phân tử của các chất này được sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ cụ thể vốn có trong một sinh vật nhất định. Tế bào tổng hợp protein, lipid, carbohydrate, axit nucleic và các chất khác thực hiện các chức năng khác nhau (xây dựng, xúc tác, điều hòa, bảo vệ, v.v.).

Một phần khác của các hợp chất hữu cơ phân tử thấp đi vào tế bào sẽ hình thành ATP, các phân tử chứa năng lượng trực tiếp để thực hiện công. Năng lượng cần thiết cho quá trình tổng hợp tất cả các chất cụ thể của cơ thể, duy trì tổ chức có trật tự cao, vận chuyển tích cực các chất trong tế bào, từ tế bào này sang tế bào khác, từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể, để truyền các xung thần kinh, chuyển động của sinh vật, duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định (ở chim và động vật có vú) và cho các mục đích khác.

Trong quá trình chuyển đổi các chất trong tế bào, các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất được hình thành có thể gây độc cho cơ thể và bị loại bỏ khỏi cơ thể (ví dụ: amoniac). Do đó, tất cả các sinh vật sống liên tục tiêu thụ một số chất từ ​​môi trường, biến đổi chúng và thải ra sản phẩm cuối cùng vào môi trường.

Tiếp tục
--NGẮT TRANG--

Tập hợp các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể được gọi là trao đổi chất hoặc trao đổi chất. Tùy thuộc vào hướng chung của các quá trình, quá trình dị hóa và đồng hóa được phân biệt.

Dị hóa (phân tán) là một tập hợp các phản ứng dẫn đến sự hình thành các hợp chất đơn giản từ các hợp chất phức tạp hơn. Phản ứng dị hóa bao gồm, ví dụ, phản ứng thủy phân polyme thành monome và phân hủy monome thành carbon dioxide, nước, amoniac, tức là phản ứng chuyển hóa năng lượng, trong đó xảy ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và tổng hợp ATP.

Đồng hóa (đồng hóa) là một tập hợp các phản ứng để tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp từ những chất đơn giản hơn. Điều này bao gồm, ví dụ, cố định nitơ và sinh tổng hợp protein, tổng hợp carbohydrate từ carbon dioxide và nước trong quá trình quang hợp, tổng hợp polysacarit, lipid, nucleotide, DNA, RNA và các chất khác.

Sự tổng hợp các chất trong tế bào của sinh vật sống thường được gọi là quá trình chuyển hóa nhựa, sự phân hủy các chất và quá trình oxy hóa của chúng, kèm theo sự tổng hợp ATP, được gọi là chuyển hóa năng lượng. Cả hai loại trao đổi chất này tạo thành nền tảng cho hoạt động sống của bất kỳ tế bào nào, và do đó là bất kỳ sinh vật nào, và có liên quan chặt chẽ với nhau. Một mặt, tất cả các phản ứng trao đổi nhựa đều đòi hỏi tiêu tốn năng lượng. Mặt khác, để thực hiện các phản ứng chuyển hóa năng lượng, việc tổng hợp liên tục các enzyme là cần thiết vì tuổi thọ của chúng rất ngắn. Ngoài ra, các chất dùng cho hô hấp được hình thành trong quá trình chuyển hóa nhựa (ví dụ, trong quá trình quang hợp).

Quang hợp là quá trình hình thành chất hữu cơ từ carbon dioxide và nước dưới ánh sáng với sự tham gia của các sắc tố quang hợp (diệp lục ở thực vật, bacteriochlorophyll và bacteriorhodopsin ở vi khuẩn). Trong sinh lý thực vật hiện đại, quang hợp thường được hiểu là chức năng quang tự dưỡng - một tập hợp các quá trình hấp thụ, biến đổi và sử dụng năng lượng của lượng tử ánh sáng trong các phản ứng thu năng lượng khác nhau, bao gồm cả quá trình chuyển đổi carbon dioxide thành các chất hữu cơ.

Quang hợp là nguồn năng lượng sinh học chính; sinh vật tự dưỡng quang hợp sử dụng nó để tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ; sinh vật dị dưỡng tồn tại nhờ năng lượng được lưu trữ bởi sinh vật tự dưỡng dưới dạng liên kết hóa học, giải phóng nó trong quá trình hô hấp và lên men. Năng lượng mà con người thu được bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí tự nhiên, than bùn) cũng được lưu trữ trong quá trình quang hợp.

Quang hợp là đầu vào chính của carbon vô cơ vào chu trình sinh học. Tất cả oxy tự do trong khí quyển đều có nguồn gốc sinh học và là sản phẩm phụ của quá trình quang hợp. Sự hình thành bầu không khí oxy hóa (thảm họa oxy) đã thay đổi hoàn toàn trạng thái bề mặt trái đất, tạo ra sự hô hấp và sau đó, sau khi hình thành tầng ozone, đã cho phép sự sống đến được đất liền.

Tổng hợp hóa học là một phương pháp dinh dưỡng tự dưỡng trong đó nguồn năng lượng để tổng hợp các chất hữu cơ từ CO2 là phản ứng oxy hóa các hợp chất vô cơ. Loại sản xuất năng lượng này chỉ được sử dụng bởi vi khuẩn. Hiện tượng hóa tổng hợp được phát hiện vào năm 1887 bởi nhà khoa học người Nga S.N. Vinogradsky.

Cần lưu ý rằng năng lượng giải phóng trong phản ứng oxy hóa các hợp chất vô cơ không thể được sử dụng trực tiếp trong quá trình đồng hóa. Đầu tiên, năng lượng này được chuyển thành năng lượng của các liên kết năng lượng vĩ mô của ATP và chỉ sau đó được sử dụng cho quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

Sinh vật hóa tự dưỡng:

Vi khuẩn sắt (Geobacter, Gallionella) oxy hóa sắt hóa trị hai thành sắt sắt.

Vi khuẩn lưu huỳnh (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) oxy hóa hydro sunfua thành lưu huỳnh phân tử hoặc muối axit sunfuric.

Vi khuẩn nitrat hóa (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) oxy hóa amoniac, được hình thành trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, thành axit nitơ và axit nitric, tương tác với các khoáng chất trong đất, tạo thành nitrit và nitrat.

Vi khuẩn thionic (Thiobacillus, Acidithiobacillus) có khả năng oxy hóa thiosulfate, sulfite, sulfide và lưu huỳnh phân tử thành axit sulfuric (thường làm giảm đáng kể độ pH của dung dịch), quá trình oxy hóa khác với quá trình oxy hóa của vi khuẩn lưu huỳnh (đặc biệt, ở vi khuẩn thionic không tích tụ lưu huỳnh nội bào). Một số đại diện của vi khuẩn thionic là những vi khuẩn ưa axit cực mạnh (có khả năng tồn tại và sinh sản khi độ pH của dung dịch giảm xuống 2), có khả năng chịu được nồng độ cao của kim loại nặng và oxy hóa kim loại và sắt màu (Acidithiobacillus ferrooxidans) và lọc kim loại nặng từ quặng .

Vi khuẩn hydro (Hydrogenophilus) có khả năng oxy hóa hydro phân tử và là loài ưa nhiệt vừa phải (phát triển ở nhiệt độ 50°C)

Các sinh vật tổng hợp hóa học (ví dụ, vi khuẩn lưu huỳnh) có thể sống trong các đại dương ở độ sâu lớn, ở những nơi mà hydro sunfua thoát ra khỏi các vết nứt trên vỏ trái đất vào trong nước. Tất nhiên, lượng tử ánh sáng không thể xuyên qua nước ở độ sâu khoảng 3-4 km (ở độ sâu này hầu hết các vùng rạn nứt đại dương đều nằm). Vì vậy, sinh vật tổng hợp hóa học là sinh vật duy nhất trên trái đất không phụ thuộc vào năng lượng của ánh sáng mặt trời.

Mặt khác, amoniac, được sử dụng bởi vi khuẩn nitrat hóa, được giải phóng vào đất khi thực vật hoặc động vật thối rữa. Trong trường hợp này, hoạt động sống còn của chất tổng hợp hóa học gián tiếp phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời, vì amoniac được hình thành trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ thu được từ năng lượng mặt trời.

Vai trò của chất tổng hợp hóa học đối với mọi sinh vật là rất lớn, vì chúng là mắt xích không thể thiếu trong chu trình tự nhiên của các nguyên tố quan trọng nhất: lưu huỳnh, nitơ, sắt, v.v. Chất tổng hợp hóa học cũng rất quan trọng với tư cách là người tiêu dùng tự nhiên các chất độc hại như amoniac và hydro sunfua. Vi khuẩn nitrat hóa có tầm quan trọng rất lớn, chúng làm giàu đất bằng nitrit và nitrat - chủ yếu ở dạng nitrat mà cây hấp thụ nitơ. Một số chất hóa tổng hợp (đặc biệt là vi khuẩn lưu huỳnh) được sử dụng để xử lý nước thải.

Theo ước tính hiện đại, sinh khối của “sinh quyển dưới lòng đất”, đặc biệt là nằm dưới đáy biển và bao gồm vi khuẩn cổ oxy hóa metan kỵ khí tổng hợp hóa học, có thể vượt quá sinh khối của phần còn lại của sinh quyển.

Giảm phân. Đặc điểm của phân chia thứ nhất và thứ hai của bệnh teo cơ. Ý nghĩa sinh học. Sự khác biệt giữa giảm phân và nguyên phân

Sự hiểu biết về thực tế rằng tế bào mầm là đơn bội và do đó phải được hình thành bằng cơ chế phân chia tế bào đặc biệt là kết quả của các quan sát, điều gần như lần đầu tiên cho thấy rằng nhiễm sắc thể chứa thông tin di truyền. Năm 1883, người ta phát hiện ra rằng nhân của trứng và tinh trùng của một loại giun chỉ chứa hai nhiễm sắc thể, trong khi trứng được thụ tinh đã có bốn nhiễm sắc thể. Do đó, lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể có thể giải thích nghịch lý lâu đời rằng vai trò của cha và mẹ trong việc xác định các đặc điểm của con cái thường có vẻ giống nhau, bất chấp sự khác biệt rất lớn về kích thước của trứng và tinh trùng.

Một ý nghĩa quan trọng khác của khám phá này là tế bào giới tính phải được hình thành do một kiểu phân chia hạt nhân đặc biệt, trong đó toàn bộ bộ nhiễm sắc thể được chia chính xác làm đôi. Kiểu phân chia này được gọi là meiosis (một từ gốc Hy Lạp có nghĩa là "giảm bớt". Tên của một loại phân chia tế bào khác, nguyên phân, xuất phát từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "sợi chỉ"; việc lựa chọn tên này dựa trên kiểu phân chia giống như sợi chỉ). sự xuất hiện của các nhiễm sắc thể khi chúng ngưng tụ trong quá trình phân chia hạt nhân - quá trình này xảy ra trong cả quá trình nguyên phân và giảm phân) Hoạt động của các nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân, khi số lượng của chúng giảm đi, hóa ra lại phức tạp hơn những gì chúng ta nghĩ trước đây. Do đó, các đặc điểm quan trọng nhất của sự phân chia vi khuẩn chỉ được thiết lập vào đầu những năm 30 nhờ một số lượng lớn các nghiên cứu kỹ lưỡng kết hợp tế bào học và di truyền học.

Ở lần phân chia giảm nhiễm đầu tiên, mỗi tế bào con thừa hưởng hai bản sao của một trong hai thể tương đồng và do đó chứa một lượng DNA lưỡng bội.

Sự hình thành nhân giao tử đơn bội xảy ra do sự phân chia lần thứ hai của giảm phân, trong đó các nhiễm sắc thể xếp hàng ở xích đạo của trục chính mới và không cần sao chép DNA nữa, các nhiễm sắc thể chị em được tách ra khỏi nhau, như trong quá trình nguyên phân bình thường, hình thành tế bào có bộ DNA đơn bội.

Do đó, bệnh teo cơ bao gồm hai lần phân chia tế bào sau một giai đoạn nhân đôi của nhiễm sắc thể, do đó mỗi tế bào đi vào bệnh teo cơ sẽ tạo ra bốn tế bào đơn bội.

Đôi khi quá trình phân bào diễn ra bất thường và các cá thể tương đồng không thể tách rời nhau - hiện tượng này được gọi là sự không phân ly của nhiễm sắc thể. Một số tế bào đơn bội được hình thành trong trường hợp này nhận được số lượng nhiễm sắc thể không đủ, trong khi những tế bào khác có được các bản sao bổ sung của chúng. Từ những giao tử như vậy, phôi khiếm khuyết được hình thành, hầu hết đều chết.

Trong kỳ đầu của sự phân chia giảm phân đầu tiên, trong quá trình liên hợp (khớp thần kinh) và phân tách nhiễm sắc thể, những thay đổi hình thái phức tạp xảy ra ở chúng. Phù hợp với những thay đổi này, tiên tri được chia thành năm giai đoạn liên tiếp:

leptoten;

hợp tử;

pachytene;

nhà ngoại giao;

diakinesis.

Hiện tượng nổi bật nhất là sự bắt đầu gần đúng của các nhiễm sắc thể trong hợp tử, khi một cấu trúc chuyên biệt gọi là phức hợp khớp thần kinh bắt đầu hình thành giữa các cặp nhiễm sắc thể chị em trong mỗi nhiễm sắc thể hai hóa trị. Thời điểm liên hợp hoàn toàn của các nhiễm sắc thể được coi là thời điểm bắt đầu của pachytene, thường kéo dài vài ngày; sau khi tách các nhiễm sắc thể, giai đoạn ngoại giao bắt đầu, khi chiasmata lần đầu tiên xuất hiện.

Sau khi kết thúc kỳ đầu dài I, hai quá trình phân chia hạt nhân không có giai đoạn tổng hợp DNA tách biệt sẽ đưa quá trình giảm phân kết thúc. Các giai đoạn này thường chiếm không quá 10% tổng thời gian cần thiết cho quá trình phân bào và chúng có cùng tên với các giai đoạn nguyên phân tương ứng. Phần còn lại của lần phân chia đầu tiên của bệnh teo cơ được chia thành metaphase I, anaphase I và telophase I. Đến cuối lần phân chia đầu tiên, bộ nhiễm sắc thể bị giảm đi, chuyển từ tứ bội sang lưỡng bội, giống như trong nguyên phân và hai tế bào được hình thành từ một ô. Sự khác biệt mang tính quyết định là trong lần phân chia giảm phân đầu tiên, mỗi tế bào nhận được hai nhiễm sắc thể chị em nối với nhau ở tâm động và trong quá trình nguyên phân, hai nhiễm sắc thể riêng biệt sẽ xâm nhập.

Hơn nữa, sau một kỳ giữa II ngắn, trong đó nhiễm sắc thể không nhân đôi, sự phân chia thứ hai nhanh chóng xảy ra - tiên tri II, anaphase II và telophase II. Kết quả là, từ mỗi tế bào lưỡng bội đã bước vào quá trình phân bào, bốn nhân đơn bội được hình thành.

Giảm phân bao gồm hai lần phân chia tế bào liên tiếp, lần đầu tiên kéo dài gần như toàn bộ quá trình phân bào và phức tạp hơn nhiều so với lần thứ hai.

Sau khi kết thúc quá trình phân chia vi khuẩn đầu tiên, màng được hình thành trở lại ở hai tế bào con và bắt đầu một kỳ trung gian ngắn. Tại thời điểm này, các nhiễm sắc thể có phần bị khử xoắn, nhưng ngay sau đó chúng ngưng tụ lại và bắt đầu kỳ đầu II. Vì không có quá trình tổng hợp DNA xảy ra trong giai đoạn này nên có vẻ như ở một số sinh vật, nhiễm sắc thể truyền trực tiếp từ bộ phận này sang bộ phận tiếp theo. Kỳ đầu II ở tất cả các sinh vật đều ngắn: lớp vỏ nhân bị phá hủy khi một trục chính mới được hình thành, sau đó, theo sau là metaphase II, anaphase II và telophase II. Giống như trong quá trình nguyên phân, các sợi kinetochore được hình thành ở các nhiễm sắc thể chị em, kéo dài từ tâm động theo các hướng ngược nhau. Ở tấm metaphase, hai sắc tố chị em được giữ lại với nhau cho đến kỳ sau, khi chúng tách ra do sự tách biệt đột ngột của kinetochores của chúng. Do đó, sự phân chia thứ hai của bệnh teo cơ tương tự như quá trình nguyên phân bình thường, sự khác biệt đáng kể duy nhất là có một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể chứ không phải hai, như trong nguyên phân.

Quá trình giảm phân kết thúc bằng sự hình thành các lớp vỏ hạt nhân xung quanh bốn hạt nhân đơn bội được hình thành trong telophase II.

Nói chung, giảm phân tạo ra bốn tế bào đơn bội từ một tế bào lưỡng bội. Trong quá trình giảm phân giao tử, giao tử được hình thành từ các tế bào đơn bội thu được. Loại bệnh teo cơ này là đặc trưng của động vật. Giảm phân giao tử có liên quan chặt chẽ đến quá trình tạo giao tử và thụ tinh. Trong quá trình phân bào hợp tử và bào tử, các tế bào đơn bội thu được sẽ tạo ra các bào tử hoặc động bào tử. Những loại bệnh teo cơ này là đặc trưng của sinh vật nhân chuẩn bậc thấp, nấm và thực vật. Giảm phân bào tử có liên quan chặt chẽ đến quá trình hình thành bào tử. Vì vậy, giảm phân là cơ sở tế bào học của sinh sản hữu tính và vô tính (bào tử).

Ý nghĩa sinh học của bệnh teo cơ là duy trì số lượng nhiễm sắc thể không đổi trong quá trình sinh sản. Ngoài ra, do trao đổi chéo, sự tái tổ hợp xảy ra - sự xuất hiện của các tổ hợp mới về khuynh hướng di truyền trong nhiễm sắc thể. Giảm phân cũng mang lại sự biến đổi tổ hợp - sự xuất hiện của các tổ hợp mới về khuynh hướng di truyền trong quá trình thụ tinh tiếp theo.

Quá trình giảm phân được kiểm soát bởi kiểu gen của sinh vật, dưới sự kiểm soát của hormone giới tính (ở động vật), phytohormone (ở thực vật) và nhiều yếu tố khác (ví dụ: nhiệt độ).

Có thể xảy ra các loại ảnh hưởng sau đây của một số sinh vật này lên các sinh vật khác:

tích cực - một sinh vật được hưởng lợi từ sự thiệt hại của sinh vật khác;

tiêu cực - cơ thể bị tổn hại do điều gì khác;

trung tính - cái kia không ảnh hưởng đến cơ thể dưới bất kỳ hình thức nào.

Do đó, các lựa chọn sau đây cho mối quan hệ giữa hai sinh vật có thể thực hiện được tùy theo loại ảnh hưởng của chúng đối với nhau:

Chủ nghĩa tương sinh - trong điều kiện tự nhiên, các quần thể không thể tồn tại nếu không có nhau (ví dụ: sự cộng sinh của nấm và tảo trong địa y).

Hợp tác nguyên thủy - mối quan hệ là tùy chọn (ví dụ: mối quan hệ giữa cua và hải quỳ, hải quỳ bảo vệ cua và sử dụng nó làm phương tiện di chuyển).

Chủ nghĩa hội sinh - một quần thể được hưởng lợi từ mối quan hệ, trong khi quần thể kia không nhận được lợi ích cũng như tác hại.

Sống thử - một sinh vật sử dụng một sinh vật khác (hoặc nhà của nó) làm nơi cư trú mà không gây hại cho sinh vật sau.

Ăn tự do - một sinh vật ăn thức ăn thừa của sinh vật khác.

Tính trung lập - cả hai quần thể không ảnh hưởng lẫn nhau dưới bất kỳ hình thức nào.

Amensalism, kháng sinh - một quần thể này ảnh hưởng tiêu cực đến quần thể khác, nhưng bản thân nó không chịu ảnh hưởng tiêu cực.

Ăn thịt là hiện tượng một sinh vật ăn các cơ quan và mô của sinh vật khác mà không có mối quan hệ cộng sinh.

Cạnh tranh - cả hai quần thể đều ảnh hưởng tiêu cực lẫn nhau.

Thiên nhiên biết rất nhiều ví dụ về mối quan hệ cộng sinh mà từ đó cả hai bên đều được hưởng lợi. Ví dụ, sự cộng sinh giữa cây họ đậu và vi khuẩn đất Rhizobium là cực kỳ quan trọng đối với chu trình nitơ trong tự nhiên. Những vi khuẩn này - còn được gọi là vi khuẩn cố định đạm - định cư trên rễ cây và có khả năng “cố định” nitơ, nghĩa là phá vỡ liên kết bền chặt giữa các nguyên tử nitơ tự do trong khí quyển, giúp nó có thể kết hợp nitơ vào các hợp chất mà cây trồng có thể tiếp cận được, chẳng hạn như amoniac. Trong trường hợp này, lợi ích chung là hiển nhiên: rễ là môi trường sống của vi khuẩn và vi khuẩn cung cấp cho cây những chất dinh dưỡng cần thiết.

Ngoài ra còn có rất nhiều ví dụ về sự cộng sinh có lợi cho một loài và không mang lại bất kỳ lợi ích hay tác hại nào cho loài khác. Ví dụ, ruột người là nơi sinh sống của nhiều loại vi khuẩn, sự hiện diện của chúng là vô hại đối với con người. Tương tự, những loài thực vật có tên là bromeliads (bao gồm dứa) sống trên cành cây nhưng lấy chất dinh dưỡng từ không khí. Những cây này sử dụng cây để hỗ trợ mà không làm mất chất dinh dưỡng.

Giun dẹp. Hình thái, hệ thống, đại diện chính. Chu kỳ phát triển. Các con đường lây nhiễm. Phòng ngừa

Giun dẹp là một nhóm sinh vật, trong hầu hết các phân loại hiện đại, có cấp độ ngành, hợp nhất một số lượng lớn động vật không xương sống giống giun nguyên thủy không có khoang cơ thể. Ở dạng hiện đại, nhóm này rõ ràng là cận ngành, nhưng tình trạng nghiên cứu hiện tại không thể phát triển một hệ thống phát sinh gen nghiêm ngặt thỏa đáng, và do đó các nhà động vật học theo truyền thống tiếp tục sử dụng tên này.

Các đại diện nổi tiếng nhất của giun dẹp là planaria (Turbellaria: Tricladida), sán lá gan và sán mèo (sán lá), sán dây bò, sán dây lợn, sán dây rộng, echinococcus (sán dây).

Câu hỏi về vị trí hệ thống của cái gọi là loài turbellarian đường ruột (Acoela) hiện đang được tranh luận, vì vào năm 2003 người ta đã đề xuất phân biệt chúng thành một ngành độc lập.

Cơ thể đối xứng hai bên, với đầu và đuôi được xác định rõ ràng, hơi dẹt theo hướng lưng bụng, ở những đại diện lớn thì dẹt mạnh. Khoang cơ thể chưa phát triển (trừ một số giai đoạn trong vòng đời của sán dây, sán lá). Khí được trao đổi trên toàn bộ bề mặt cơ thể; cơ quan hô hấp và mạch máu vắng mặt.

Bên ngoài cơ thể được bao phủ bởi biểu mô một lớp. Ở giun có lông hoặc giun turbellarian, biểu mô bao gồm các tế bào mang lông mao. Sán lá, monogeneans, cestodes và sán dây thiếu biểu mô có lông trong phần lớn thời gian sống của chúng (mặc dù tế bào có lông có thể được tìm thấy ở dạng ấu trùng); phần vỏ của chúng được thể hiện bằng cái gọi là phần vỏ, trong một số nhóm mang các vi lông nhung hoặc móc chitinous. Giun dẹp có vỏ được phân loại là Neodermata.

Dưới biểu mô có một túi cơ, bao gồm nhiều lớp tế bào cơ không biệt hóa thành các cơ riêng lẻ (sự biệt hóa nhất định chỉ được quan sát thấy ở vùng hầu họng và cơ quan sinh dục). Các tế bào của lớp cơ bên ngoài được định hướng theo chiều ngang, trong khi các tế bào của lớp cơ bên trong được định hướng dọc theo trục trước-sau của cơ thể. Lớp ngoài gọi là lớp cơ tròn, lớp trong gọi là lớp cơ dọc.

Trong tất cả các nhóm, ngoại trừ cestodes và sán dây, đều có hầu dẫn đến ruột hoặc, như ở nhóm được gọi là turbellarians đường ruột, đến nhu mô tiêu hóa. Ruột bị đóng kín và chỉ giao tiếp với môi trường thông qua việc mở miệng. Một số loài turbellarian lớn đã được ghi nhận là có lỗ hậu môn (đôi khi là nhiều lỗ), nhưng đây là ngoại lệ chứ không phải là quy luật. Ở dạng nhỏ ruột thẳng, ở dạng lớn (planaria, sán) nó có thể phân nhánh nhiều. Họng nằm trên bề mặt bụng, thường ở giữa hoặc gần đầu sau của cơ thể, ở một số nhóm nó lệch về phía trước. Sán dây hình cestode và không có ruột.

Hệ thống thần kinh thuộc loại được gọi là trực giao. Hầu hết đều có sáu thân dọc (hai thân ở mặt lưng và bụng và hai thân ở hai bên), được nối với nhau bằng các khớp ngang. Cùng với trực giao, có một đám rối thần kinh dày đặc ít nhiều nằm ở các lớp ngoại vi của nhu mô. Một số đại diện cổ xưa nhất của giun có lông chỉ có đám rối thần kinh.

Một số dạng đã phát triển các mắt đơn giản nhạy cảm với ánh sáng, không có khả năng nhìn vật thể, cũng như các cơ quan cân bằng (tế bào hình trụ), tế bào xúc giác (giác quan) và các cơ quan cảm giác hóa học.

Quá trình điều hòa thẩm thấu được thực hiện với sự trợ giúp của protonephridia - các kênh phân nhánh kết nối thành một hoặc hai kênh bài tiết. Việc giải phóng các sản phẩm trao đổi chất độc hại xảy ra bằng chất lỏng được bài tiết qua protonephridia hoặc thông qua sự tích tụ trong các tế bào nhu mô chuyên biệt (tế bào atrocytes), đóng vai trò là “chồi lưu trữ”.

Đại đa số đại diện là loài lưỡng tính, ngoại trừ sán lá máu (sán máng) - chúng rất độc tính. Trứng sán lá có màu vàng nhạt đến nâu sẫm và có nắp ở một trong các cực. Khi kiểm tra, trứng được tìm thấy trong tá tràng, phân, nước tiểu và đờm.

Vật chủ trung gian đầu tiên của sán lá là các loài nhuyễn thể, vật chủ thứ hai là cá và động vật lưỡng cư. Vật chủ cuối cùng là các loài động vật có xương sống khác nhau.

Vòng đời (sử dụng ví dụ về polymouth) cực kỳ đơn giản: một ấu trùng chui ra từ trứng, rời khỏi cá, sau một thời gian ngắn lại bám vào cá và biến thành một con giun trưởng thành. Sán lá có chu kỳ phát triển phức tạp hơn, thay đổi 2-3 vật chủ.

Kiểu gen. Bộ gen. Kiểu hình. Các yếu tố quyết định sự phát triển của kiểu hình. Tính trội và tính lặn. Tương tác giữa các gen trong việc xác định tính trạng: tính trạng trội, biểu hiện trung gian, đồng trội

Kiểu gen là một tập hợp các gen của một sinh vật nhất định, không giống như các khái niệm về bộ gen và nhóm gen, nó đặc trưng cho một cá thể chứ không phải một loài (một điểm khác biệt khác giữa kiểu gen và bộ gen là việc đưa vào khái niệm “bộ gen” của không phải sinh vật). -các trình tự mã hóa không nằm trong khái niệm “kiểu gen”). Cùng với các yếu tố môi trường, nó quyết định kiểu hình của sinh vật.

Thông thường, kiểu gen được nói đến trong bối cảnh của một gen cụ thể; ở các cá thể đa bội, nó biểu thị sự kết hợp các alen của một gen nhất định. Hầu hết các gen xuất hiện ở kiểu hình của sinh vật, nhưng kiểu hình và kiểu gen khác nhau ở những điểm sau:

1. Theo nguồn thông tin (kiểu gen được xác định bằng cách nghiên cứu DNA của một cá thể, kiểu hình được ghi lại bằng cách quan sát hình dáng bên ngoài của sinh vật).

2. Kiểu gen không phải lúc nào cũng tương ứng với cùng một kiểu hình. Một số gen chỉ xuất hiện ở kiểu hình trong những điều kiện nhất định. Mặt khác, một số kiểu hình, chẳng hạn như màu lông của động vật, là kết quả của sự tương tác của một số gen.

Bộ gen - tổng số tất cả các gen của một sinh vật; bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh của nó.

Được biết, DNA, chất mang thông tin di truyền ở hầu hết các sinh vật và do đó, tạo thành nền tảng của bộ gen, không chỉ bao gồm các gen theo nghĩa hiện đại của từ này. Hầu hết DNA của tế bào nhân chuẩn được biểu thị bằng các chuỗi nucleotide không mã hóa (“dư thừa”) không chứa thông tin về protein và RNA.

Do đó, bộ gen của một sinh vật được hiểu là tổng số DNA của bộ nhiễm sắc thể đơn bội và từng yếu tố di truyền ngoại bào có trong một tế bào riêng lẻ của dòng mầm của một sinh vật đa bào. Kích thước bộ gen của các sinh vật thuộc các loài khác nhau khác nhau đáng kể và thường không có mối tương quan giữa mức độ phức tạp tiến hóa của một loài sinh học và kích thước bộ gen của nó.

Kiểu hình là tập hợp các đặc điểm vốn có của một cá nhân ở một giai đoạn phát triển nhất định. Kiểu hình được hình thành trên cơ sở kiểu gen, qua trung gian là một số yếu tố môi trường. Ở sinh vật lưỡng bội, gen trội xuất hiện ở kiểu hình.

Kiểu hình là tập hợp các đặc điểm bên ngoài và bên trong của một sinh vật có được nhờ quá trình phát sinh cá thể (sự phát triển cá thể)

Mặc dù định nghĩa có vẻ nghiêm ngặt nhưng khái niệm kiểu hình vẫn có một số điểm không chắc chắn. Đầu tiên, hầu hết các phân tử và cấu trúc được mã hóa bởi vật liệu di truyền đều không thể nhìn thấy được ở hình dáng bên ngoài của sinh vật, mặc dù chúng là một phần của kiểu hình. Ví dụ như nhóm máu của con người. Do đó, định nghĩa mở rộng về kiểu hình nên bao gồm các đặc điểm có thể được phát hiện bằng các thủ tục kỹ thuật, y tế hoặc chẩn đoán. Một phần mở rộng xa hơn, triệt để hơn có thể bao gồm hành vi học được hoặc thậm chí ảnh hưởng của sinh vật đến môi trường và các sinh vật khác.

Kiểu hình có thể được định nghĩa là việc “thực hiện” thông tin di truyền đối với các yếu tố môi trường. Theo phép tính gần đúng đầu tiên, chúng ta có thể nói về hai đặc điểm của kiểu hình: a) số hướng loại bỏ đặc trưng cho số lượng các yếu tố môi trường mà kiểu hình nhạy cảm - kích thước của kiểu hình; b) “khoảng cách” loại bỏ đặc trưng cho mức độ nhạy cảm của kiểu hình với một yếu tố môi trường nhất định. Cùng với nhau, những đặc điểm này quyết định sự phong phú và phát triển của kiểu hình. Kiểu hình càng đa chiều và càng nhạy cảm thì kiểu hình càng xa kiểu gen thì càng phong phú. Nếu chúng ta so sánh một loại virus, một loại vi khuẩn, một con giun đũa, một con ếch và một con người, thì mức độ phong phú về kiểu hình trong chuỗi này sẽ tăng lên.

Một số đặc điểm của kiểu hình được xác định trực tiếp bởi kiểu gen, chẳng hạn như màu mắt. Những người khác phụ thuộc nhiều vào sự tương tác của sinh vật với môi trường của nó - ví dụ, các cặp song sinh giống hệt nhau có thể khác nhau về chiều cao, cân nặng và các đặc điểm thể chất cơ bản khác mặc dù mang cùng một gen.

Phương sai kiểu hình (được xác định bằng phương sai kiểu gen) là điều kiện tiên quyết cơ bản của chọn lọc và tiến hóa tự nhiên. Toàn bộ sinh vật để lại (hoặc không để lại) con cái, do đó chọn lọc tự nhiên ảnh hưởng gián tiếp đến cấu trúc di truyền của quần thể thông qua sự đóng góp của các kiểu hình. Không có kiểu hình khác nhau thì không có sự tiến hóa. Đồng thời, các alen lặn không phải lúc nào cũng được phản ánh trong các đặc điểm của kiểu hình mà được bảo tồn và có thể truyền sang con cái.

Các yếu tố phụ thuộc vào sự đa dạng về kiểu hình, chương trình di truyền (kiểu gen), điều kiện môi trường và tần suất thay đổi ngẫu nhiên (đột biến) được tóm tắt trong mối quan hệ sau:

kiểu gen + môi trường bên ngoài + những thay đổi ngẫu nhiên → kiểu hình.

Khả năng một kiểu gen hình thành các kiểu hình khác nhau trong quá trình phát sinh bản thể, tùy thuộc vào điều kiện môi trường, được gọi là chuẩn mực phản ứng. Nó đặc trưng cho sự tham gia của môi trường trong việc thực hiện đặc tính. Chỉ tiêu phản ứng càng rộng thì ảnh hưởng của môi trường càng lớn và ảnh hưởng của kiểu gen đến quá trình phát sinh bản thể càng ít. Thông thường, điều kiện môi trường sống của một loài càng đa dạng thì mức độ phản ứng của nó càng rộng.

Tiếp tục
--NGẮT TRANG--

Tính trạng trội (dominance) là một dạng quan hệ giữa các alen của một gen, trong đó một gen (chiếm ưu thế) ngăn chặn (che đậy) sự biểu hiện của gen kia (tính trạng lặn) và từ đó quyết định sự biểu hiện tính trạng ở cả gen đồng hợp tử trội và gen dị hợp tử .

Với sự thống trị hoàn toàn, kiểu hình của dị hợp tử không khác biệt với kiểu hình của đồng hợp tử trội. Rõ ràng, ở dạng thuần túy, sự thống trị hoàn toàn là cực kỳ hiếm hoặc hoàn toàn không xảy ra.

Với sự thống trị không hoàn toàn, các dị hợp tử có kiểu hình trung gian giữa các kiểu hình của đồng hợp tử trội và lặn. Ví dụ, khi lai các dòng thuần chủng của mõm chó và nhiều loài thực vật có hoa khác có hoa màu tím và trắng, các cá thể thế hệ đầu tiên có hoa màu hồng. Ở cấp độ phân tử, lời giải thích đơn giản nhất cho hiện tượng trội không hoàn toàn có thể chỉ là sự giảm gấp đôi hoạt động của một enzyme hoặc protein khác (nếu alen trội tạo ra protein chức năng và alen lặn tạo ra protein khiếm khuyết). Có thể có các cơ chế thống trị không hoàn toàn khác.

Trong trường hợp trội không hoàn toàn, sự phân chia giống nhau theo kiểu gen và kiểu hình sẽ theo tỷ lệ 1: 2: 1.

Với đồng trội, trái ngược với trội không hoàn toàn, ở các dị hợp tử, các đặc điểm mà mỗi alen chịu trách nhiệm xuất hiện đồng thời (hỗn hợp). Một ví dụ điển hình về đồng trội là sự di truyền nhóm máu ABO ở người. Tất cả con của những người có kiểu gen AA (nhóm thứ hai) và BB (nhóm thứ ba) sẽ có kiểu gen AB (nhóm thứ tư). Kiểu hình của chúng không phải là trung gian giữa các kiểu hình của bố mẹ chúng, vì cả hai chất gây ngưng kết (A và B) đều hiện diện trên bề mặt hồng cầu. Khi hiện tượng đồng trội xảy ra, không thể gọi một trong các alen trội và alen lặn còn lại; những khái niệm này mất đi ý nghĩa của chúng: cả hai alen đều ảnh hưởng đến kiểu hình như nhau. Ở cấp độ RNA và các sản phẩm protein của gen, rõ ràng, phần lớn các trường hợp tương tác alen của các gen là đồng trội, bởi vì mỗi alen trong số hai alen ở dị hợp tử thường mã hóa một RNA và/hoặc một sản phẩm protein, và cả protein hoặc RNA. có mặt trong cơ thể.

Các yếu tố môi trường, sự tương tác của chúng

Yếu tố môi trường là điều kiện sống ảnh hưởng đến cơ thể. Môi trường bao gồm tất cả các vật thể và hiện tượng mà sinh vật có mối quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp.

Cùng một yếu tố môi trường nhưng có ý nghĩa khác nhau đối với đời sống của các sinh vật cùng sống. Ví dụ, chế độ muối của đất đóng vai trò chính trong dinh dưỡng khoáng của thực vật nhưng lại không ảnh hưởng đến hầu hết các động vật trên cạn. Cường độ chiếu sáng và thành phần quang phổ của ánh sáng cực kỳ quan trọng đối với đời sống của thực vật quang dưỡng và trong đời sống của các sinh vật dị dưỡng (nấm và động vật thủy sinh), ánh sáng không có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của chúng.

Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh vật theo những cách khác nhau. Chúng có thể hoạt động như chất kích thích gây ra những thay đổi thích ứng trong chức năng sinh lý; như những chất hạn chế khiến một số sinh vật nhất định không thể tồn tại trong những điều kiện nhất định; như những chất điều chỉnh xác định những thay đổi về hình thái và giải phẫu ở sinh vật.

Người ta thường phân biệt giữa các yếu tố môi trường sinh học, nhân tạo và phi sinh học.

Nhân tố sinh học là tập hợp các yếu tố môi trường gắn liền với hoạt động sống của sinh vật. Chúng bao gồm các yếu tố phytogenic (thực vật), động vật (động vật), vi sinh vật (vi sinh vật).

Yếu tố con người là tất cả những yếu tố gắn liền với hoạt động của con người. Chúng bao gồm vật lý (sử dụng năng lượng hạt nhân, di chuyển bằng tàu hỏa và máy bay, ảnh hưởng của tiếng ồn và độ rung, v.v.), hóa học (sử dụng phân khoáng và thuốc trừ sâu, ô nhiễm vỏ trái đất do chất thải công nghiệp và giao thông; hút thuốc, uống rượu và ma túy, sử dụng quá nhiều thuốc), yếu tố sinh học (thực phẩm; sinh vật mà con người có thể là môi trường sống hoặc nguồn dinh dưỡng), yếu tố xã hội (liên quan đến mối quan hệ giữa con người và cuộc sống trong xã hội).

Các yếu tố phi sinh học là tất cả nhiều yếu tố liên quan đến các quá trình trong tự nhiên vô tri. Chúng bao gồm khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất), edaphogen (thành phần cơ học, độ thoáng khí, mật độ đất), địa hình (địa hình, độ cao so với mực nước biển), hóa học (thành phần khí của không khí, thành phần muối của nước, nồng độ, độ axit), vật lý (tiếng ồn, từ trường, độ dẫn nhiệt, độ phóng xạ, bức xạ vũ trụ).

Khi các yếu tố môi trường hoạt động độc lập, chỉ cần sử dụng khái niệm “yếu tố giới hạn” để xác định tác động chung của một phức hợp các yếu tố môi trường lên một sinh vật nhất định là đủ. Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế, các yếu tố môi trường có thể tăng cường hoặc làm suy yếu tác động của nhau.

Có tính đến sự tương tác của các yếu tố môi trường là một vấn đề khoa học quan trọng. Có thể phân biệt ba loại tương tác chính của các yếu tố:

phụ gia - sự tương tác của các yếu tố là tổng đại số đơn giản về tác động của từng yếu tố khi hoạt động độc lập;

hiệp lực - tác động chung của các yếu tố sẽ nâng cao hiệu quả (nghĩa là hiệu quả khi chúng tác động cùng nhau lớn hơn tổng đơn giản các tác động của từng yếu tố khi hoạt động độc lập);

đối kháng - tác động chung của các yếu tố làm suy yếu tác động (nghĩa là tác động của tác động chung của chúng nhỏ hơn tổng đơn giản các tác động của từng yếu tố).

Danh sách tài liệu được sử dụng

Gilbert S. Sinh học phát triển. - M., 1993.

Green N., Stout W., Taylor D. Sinh học. - M., 1993.

Nebel B. Khoa học môi trường. - M., 1993.

Carroll R. Cổ sinh vật học và sự tiến hóa của động vật có xương sống. - M., 1993.

Leninger A. Hóa sinh. - M., 1974.

Slyusarev A.A. Sinh học với di truyền nói chung. - M., 1979.

Watson D. Sinh học phân tử của gen. - M., 1978.

Chebyshev N.V., Supryaga A.M. Động vật nguyên sinh. - M., 1992.

Chebyshev N.V., Kuznetsov S.V. Sinh học tế bào. - M., 1992.

Yarygin V.N. Sinh vật học. - M., 1997.

Sinh học tự nhiên Aristotle: -Chia thế giới động vật thành hai nhóm: nhóm có máu và nhóm không có máu. - Con người đứng trên huyết thống (nhân loại). K. Linnaeus: -phát triển hệ thống phân cấp hài hòa của tất cả các loài động vật và thực vật (loài - chi - bộ - lớp), - đưa ra thuật ngữ chính xác để mô tả thực vật và động vật.

Sinh học tiến hóa Câu hỏi về nguồn gốc và bản chất của sự sống. J. B. Lamarck đề xuất lý thuyết tiến hóa đầu tiên vào năm 1809. J. Cuvier đề xuất lý thuyết về thảm họa. Thuyết tiến hóa Charles Darwin năm 1859 Thuyết tiến hóa năm 1859 Thuyết tiến hóa hiện đại (tổng hợp) (thể hiện sự tổng hợp giữa di truyền học và học thuyết Darwin).

Cấp độ di truyền phân tử Mức độ hoạt động của các polyme sinh học (protein, axit nucleic, polysacarit), v.v., làm nền tảng cho quá trình sống của sinh vật. Đơn vị cấu trúc cơ bản là gen. Chất mang thông tin di truyền là phân tử ADN.

Axit nucleic Các hợp chất hữu cơ phức tạp là các polyme sinh học chứa phốt pho (polynucleotide). Các loại: Axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA). Thông tin di truyền của một sinh vật được lưu trữ trong các phân tử DNA. Chúng có đặc tính không đối xứng phân tử (không đối xứng) hoặc chirality phân tử - chúng hoạt động về mặt quang học.

DNA bao gồm hai sợi xoắn thành một chuỗi xoắn kép. RNA chứa 4-6 nghìn nucleotide riêng lẻ, DNA - hàng nghìn. Gen là một phần của phân tử DNA hoặc RNA.

Cấp độ tế bào Ở cấp độ này, sự phân định không gian và trật tự của các quá trình quan trọng xảy ra do sự phân chia chức năng giữa các cấu trúc cụ thể. Đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của mọi sinh vật sống là tế bào. Lịch sử sự sống trên hành tinh của chúng ta bắt đầu từ cấp độ tổ chức này.

Tất cả các sinh vật sống bao gồm các tế bào và các sản phẩm trao đổi chất của chúng. Các tế bào mới được hình thành bằng cách phân chia các tế bào có sẵn. Tất cả các tế bào đều giống nhau về thành phần hóa học và sự trao đổi chất. Hoạt động của toàn bộ sinh vật bao gồm hoạt động và sự tương tác của từng tế bào.

Vào những năm 1830. Nhân tế bào đã được phát hiện và mô tả. Tất cả các tế bào đều bao gồm: 1) màng sinh chất, điều khiển sự vận chuyển các chất từ ​​môi trường vào tế bào và ngược lại; 2) tế bào chất có cấu trúc đa dạng; 3) nhân tế bào, chứa thông tin di truyền.

Cấp độ sinh vật (sinh vật) Sinh vật là một hệ thống sống đơn bào hoặc đa bào tích hợp có khả năng tồn tại độc lập. Ontogen là quá trình phát triển cá thể của một sinh vật từ khi sinh ra cho đến khi chết, quá trình hiện thực hóa thông tin di truyền.

Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài chiếm giữ một lãnh thổ nhất định, tự sinh sản trong một thời gian dài và có nguồn gen chung. Loài là tập hợp các cá thể giống nhau về cấu trúc và đặc tính sinh lý, có chung nguồn gốc, có thể tự do giao phối và sinh ra con cái hữu thụ.

Cấp độ biogeocenosis Biogeocenosis, hay hệ sinh thái (hệ sinh thái) là một tập hợp các yếu tố sinh học và phi sinh học được kết nối với nhau bằng sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin, trong đó có thể diễn ra sự lưu thông của các chất trong tự nhiên.

Biogeocenosis là một hệ thống tự điều chỉnh không thể thiếu bao gồm: 1) nhà sản xuất (nhà sản xuất) xử lý trực tiếp vật chất vô tri (tảo, thực vật, vi sinh vật); 2) người tiêu dùng bậc nhất - vật chất và năng lượng có được thông qua việc sử dụng các sinh vật sản xuất (động vật ăn cỏ); 3) người tiêu dùng bậc hai (động vật ăn thịt, v.v.); 4) sinh vật ăn xác thối (hoại sinh và hoại sinh), ăn động vật chết; 5) sinh vật phân hủy là nhóm vi khuẩn và nấm phân hủy tàn dư chất hữu cơ.

“Sinh quyển và nền văn minh” - Yếu tố phi sinh học. Các khái niệm cơ bản về sinh thái. Yếu tố môi trường. Động vật ăn cỏ. Nhà khoa học người Mỹ. Sách của V.I. Vernadsky "Sinh quyển". Hoạt động của con người. Hiệu ứng nhà kính. Hốc sinh thái. Các yếu tố hạn chế. Giới hạn dưới của sinh quyển. Nước dư thừa. Eduard Suess. Tự dưỡng. Yếu tố nhân sinh. Sự tiêu thụ nước. Tăng trưởng dân số. Vị trí của khung nhìn trong không gian. Tính chất bù đắp.

“Khái niệm về sinh quyển” - Phản ứng của con người trước những thay đổi của sinh quyển. Bệnh sốt rét. Sự phát triển của sinh quyển. Vật chất sống trong sinh quyển. Phim cuộc sống dưới đại dương. Chân dung Jean-Baptiste Lamarck. Tảo Sargassum. Làm thế nào các nhà triết học đại diện cho noosphere Sự phân hủy các chất hữu cơ và vô cơ. Một ví dụ về sự can thiệp thất bại của con người Noosphere. Sinh vật sống. Thành phần hóa học đặc biệt. Chu trình nitơ. Thành phần của sinh quyển. Rạn nứt. Vi khuẩn k an khí.

“Sinh quyển là hệ sinh thái toàn cầu” - Sinh quyển là hệ sinh thái và hệ sinh thái toàn cầu. Bản chất vô sinh. Môi trường sống của sinh vật trên Trái đất. Con người như một cư dân của sinh quyển. Vỏ Trái Đất. Chu kỳ sinh học. Nhân tố môi trường. Sinh vật sống. Nhân loại. Sinh quyển như một hệ thống sinh học toàn cầu. Đặc điểm của cấp độ sinh quyển của vật chất sống.

“Sinh quyển là lớp vỏ sống của Trái đất” - Thiên nhiên vô tri. Sự xuất hiện của những cư dân cổ xưa trên hành tinh của chúng ta. Sinh vật sống. Đá. Lớp phủ thực vật. Ấm. Sinh quyển. Trái đất. Cây xanh. Sinh vật.

“Thành phần và cấu trúc của sinh quyển” - Ranh giới của sinh quyển. Trạng thái tiến hóa. Vernadsky. Yếu tố hạn chế. Thủy quyển. Vỏ đất. Vật chất sống. Thạch quyển. Tầng ozone. Noosphere. Cấu trúc của sinh quyển. Sinh quyển. Bầu không khí.

“Nghiên cứu sinh quyển” - Vi khuẩn, bào tử và phấn hoa. Sự tương tác. Nguồn gốc sự sống trên Trái Đất. Tuổi của hành tinh Trái đất là bao nhiêu. Khả năng tồn tại. Tất cả các sinh vật được hợp nhất thành 4 vương quốc của thiên nhiên sống. Sự đa dạng của sinh vật. 40 nghìn cách đây nhiều năm con người hiện đại đã xuất hiện. Có bao nhiêu loại nấm? Ranh giới của sinh quyển. Hãy tự kiểm tra. Sinh quyển cung cấp những gì cho thủy quyển? Trò chơi "Sinh quyển". Sự đa dạng của sinh vật trên Trái đất.

Trang trình bày 2

• Sinh học là khoa học về sự sống và thiên nhiên sống.
• Nhiệm vụ chính là đưa ra định nghĩa khoa học về sự sống, chỉ ra sự khác biệt cơ bản giữa vật sống và vật không sống, đồng thời tìm ra những đặc điểm cụ thể về hình thức tồn tại sinh học của vật chất.
• Đối tượng chính của nghiên cứu sinh học là vật chất sống.

Trang trình bày 3

Trang trình bày 4

CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN SINH HỌC

• thời kỳ hệ thống - sinh học tự nhiên;
• thời kỳ tiến hóa - sinh học vật lý và hóa học;
• Thời kỳ sinh học của thế giới vi mô là sinh học tiến hóa.

Trang trình bày 5

sinh học tự nhiên

Aristote:

Ông chia vương quốc động vật thành hai nhóm: nhóm có máu và nhóm không có máu.

Con người đứng trên máu động vật (thuyết nhân loại).

K. Linnaeus:

• đã phát triển một hệ thống phân cấp hài hòa của tất cả các loài động vật và thực vật (loài - chi - bộ - lớp),
• giới thiệu thuật ngữ chính xác để mô tả thực vật và động vật.

Trang trình bày 6

Sinh lý hóa học

Hiểu cơ chế của các hiện tượng và quá trình xảy ra ở các cấp độ khác nhau của sự sống và sinh vật sống.

Các lý thuyết mới đã xuất hiện:

• lý thuyết tế bào,
• tế bào học,
• di truyền học,
• hóa sinh,
• lý sinh học.

Trang trình bày 7

Sinh học tiến hóa

• Câu hỏi về nguồn gốc và bản chất của sự sống.
• J. B. Lamarck đề xuất thuyết tiến hóa đầu tiên vào năm 1809.
• J. Cuvier - lý thuyết về thảm họa.
• Thuyết tiến hóa của Charles Darwin năm 1859
• Thuyết tiến hóa hiện đại (tổng hợp) (thể hiện sự tổng hợp giữa di truyền học và học thuyết Darwin).

Trang trình bày 8

Thuyết tiến hóa của Darwin

• sự biến thiên
• sự di truyền
• chọn lọc tự nhiên

Trang trình bày 9

Các cấp độ cấu trúc của tổ chức sự sống

• Cấp độ tế bào
• Cấp độ quần thể-loài
• Cấp độ sinh học
• Cấp độ sinh địa chất
• Cấp độ sinh quyển

Trang trình bày 10

Cấp độ di truyền phân tử

• Mức độ hoạt động của các polyme sinh học (protein, axit nucleic, polysacarit), v.v., làm cơ sở cho quá trình sống của sinh vật.
• Đơn vị cấu trúc cơ bản - gen
• Chất mang thông tin di truyền là phân tử ADN.

Trang trình bày 11

Mục tiêu: nghiên cứu các cơ chế truyền thông tin di truyền, tính di truyền và tính biến đổi, nghiên cứu các quá trình tiến hóa, nguồn gốc và bản chất của sự sống.

Trang trình bày 12

• Đại phân tử là những phân tử polymer khổng lồ được tạo thành từ nhiều monome.
• Polyme: polysaccharides, protein và axit nucleic.
• Monome cho chúng là monosacarit, axit amin và nucleotide.

Trang trình bày 13

• Polysaccharides (tinh bột, glycogen, cellulose) là nguồn năng lượng và vật liệu xây dựng để tổng hợp các phân tử lớn hơn.
• Protein và axit nucleic là các phân tử “thông tin”.

Trang trình bày 14

Sóc

• Các đại phân tử là chuỗi axit amin rất dài.
• Hầu hết các protein thực hiện chức năng của chất xúc tác (enzym).
• Protein đóng vai trò là chất vận chuyển.

Trang trình bày 15

Axit nucleic

• Các hợp chất hữu cơ phức tạp là các polyme sinh học chứa phốt pho (polynucleotide).
• Các loại: Axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA).
• Thông tin di truyền của một sinh vật được lưu trữ trong các phân tử DNA.
• Chúng có đặc tính không đối xứng phân tử (không đối xứng) hoặc chirality phân tử - chúng hoạt động về mặt quang học.

Trang trình bày 16

• DNA bao gồm hai sợi xoắn thành một chuỗi xoắn kép.
• RNA chứa 4-6 nghìn nucleotide riêng lẻ, DNA - 10-25 nghìn.
• Gen là một phần của phân tử DNA hoặc RNA.

Trang trình bày 17

Cấp độ tế bào

• Ở cấp độ này, sự phân định không gian và trật tự của các quá trình sống xảy ra do sự phân chia chức năng giữa các cấu trúc cụ thể.
• Đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của mọi sinh vật sống là tế bào.
• Lịch sử sự sống trên hành tinh của chúng ta bắt đầu từ cấp độ tổ chức này.

Trang trình bày 18

Tế bào là một hạt sự sống tự nhiên, giống như một nguyên tử là một hạt tự nhiên của vật chất không có tổ chức.

Trang trình bày 19

• Tế bào là một hệ thống sinh học cơ bản có khả năng tự đổi mới, tự sinh sản và phát triển.
• Khoa học nghiên cứu tế bào sống được gọi là tế bào học.
• Tế bào được mô tả lần đầu tiên bởi R. Hooke vào năm 1665.

Trang trình bày 20

• Tất cả các sinh vật sống bao gồm các tế bào và các sản phẩm trao đổi chất của chúng.
• Các tế bào mới được hình thành bằng cách phân chia các tế bào có sẵn.
• Tất cả các tế bào đều giống nhau về thành phần hóa học và sự trao đổi chất.
• Hoạt động của toàn bộ sinh vật bao gồm hoạt động và sự tương tác của từng tế bào.

Trang trình bày 21

Vào những năm 1830. Nhân tế bào đã được phát hiện và mô tả.

Tất cả các tế bào bao gồm:

• màng sinh chất, nơi kiểm soát sự vận chuyển các chất từ ​​môi trường vào tế bào và quay trở lại;
• tế bào chất có cấu trúc đa dạng;
• nhân tế bào, nơi chứa thông tin di truyền.

Trang trình bày 22

Cấu trúc của tế bào động vật

Trang trình bày 23

• Tế bào có thể tồn tại dưới dạng sinh vật độc lập hoặc là một phần của sinh vật đa bào.
• Một cơ thể sống được hình thành bởi hàng tỷ tế bào khác nhau (lên tới 1015).
• Các tế bào của tất cả các sinh vật sống đều giống nhau về thành phần hóa học.

Trang trình bày 24

Tùy thuộc vào loại tế bào, tất cả các sinh vật được chia thành hai nhóm:

1) sinh vật nhân sơ - tế bào thiếu nhân, chẳng hạn như vi khuẩn;

2) sinh vật nhân chuẩn - tế bào chứa nhân, chẳng hạn như động vật nguyên sinh, nấm, thực vật và động vật.

Trang trình bày 25

Mức độ sinh vật (sinh vật)

• Sinh vật là một hệ thống sống đơn bào hoặc đa bào tích hợp có khả năng tồn tại độc lập.
• Ontogen là quá trình phát triển cá thể của một sinh vật từ khi sinh ra cho đến khi chết, quá trình hiện thực hóa thông tin di truyền.

Trang trình bày 26

• Sinh lý học là khoa học về hoạt động và phát triển của các sinh vật sống đa bào.
• Quá trình ontogeny được mô tả trên cơ sở định luật di truyền sinh học do E. Haeckel xây dựng.

Trang trình bày 27

Cơ thể là một hệ thống ổn định gồm các cơ quan nội tạng và mô tồn tại ở môi trường bên ngoài.

Trang trình bày 28

Cấp độ quần thể-loài

• Nó bắt đầu bằng việc nghiên cứu mối quan hệ và tương tác giữa các tập hợp cá thể cùng loài có một nhóm gen duy nhất và chiếm giữ một lãnh thổ duy nhất.
• Đơn vị cơ bản là dân số.

Trang trình bày 29

Cấp độ quần thể vượt ra ngoài cá thể sinh vật và do đó được gọi là cấp độ tổ chức siêu sinh vật.

Trang trình bày 30

• Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài chiếm giữ một lãnh thổ nhất định, tự sinh sản trong một thời gian dài và có nguồn gen chung.
• Loài là tập hợp các cá thể giống nhau về cấu trúc và đặc tính sinh lý, có chung nguồn gốc, có thể tự do giao phối và sinh ra con cái hữu thụ.

Biogeocenosis, hay hệ sinh thái (hệ sinh thái) là một tập hợp các yếu tố sinh học và phi sinh học được kết nối với nhau bằng sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin, trong đó có thể diễn ra sự lưu thông của các chất trong tự nhiên.

Trang trình bày 35

Biogeocenosis là một hệ thống tự điều chỉnh không thể thiếu bao gồm:

• người sản xuất (nhà sản xuất) trực tiếp xử lý vật chất không sống (tảo, thực vật, vi sinh vật);
• người tiêu dùng bậc nhất - vật chất và năng lượng thu được thông qua việc sử dụng các nhà sản xuất (động vật ăn cỏ);
• người tiêu dùng bậc hai (động vật ăn thịt, v.v.);
• động vật ăn xác thối (hoại sinh và hoại sinh), ăn động vật chết;
• chất phân hủy là một nhóm vi khuẩn và nấm phân hủy phần còn lại của chất hữu cơ.

Trang trình bày 36

Cấp độ sinh quyển

• Cấp độ tổ chức sự sống cao nhất, bao trùm mọi hiện tượng sự sống trên hành tinh của chúng ta.
• Sinh quyển là vật chất sống của hành tinh (tổng thể của tất cả các sinh vật sống trên hành tinh, bao gồm cả con người) và môi trường được biến đổi bởi nó.

Trang trình bày 37

• Sinh quyển là một hệ sinh thái duy nhất.
• Nghiên cứu hoạt động của hệ thống này, cấu trúc và chức năng của nó là nhiệm vụ quan trọng nhất của sinh học.
• Sinh thái học, sinh học và hóa sinh học nghiên cứu những vấn đề này.

Trang trình bày 38

Mỗi cấp độ tổ chức của vật chất sống đều có những đặc điểm riêng, do đó, trong bất kỳ nghiên cứu sinh học nào cũng có một cấp độ nhất định dẫn đầu.

Xem tất cả các slide