Wissenschaft einer molekularen genetischen Organisation. Molekulare genetische Ebene - Vorträge zu den Konzepten der modernen Naturwissenschaft
Es gibt ein solches Niveau der Live-Angelegenheiten - Ebenen der biologischen Organisation: Molekular, Zellular, Gewebe, Orgel, organisierte, Bevölkerungsarten und Ökosystem.
Molekulare Organisation - Dies ist der Funktionsniveau der Funktion biologischer Makromoleküle - Biopolymere: Nukleinsäuren, Proteine, Polysaccharide, Lipide, Steroide. Beginnen Sie aus dieser Ebene die wichtigsten Lebensprozesse: Metabolismus, Energieumwandlung, Getriebe erbliche Informationen. Dieses Niveau wird untersucht: Biochemie, molekulare Genetik, Molekularbiologie, Genetik, Biophysik.
Zelluläre Ebene - Dies ist der Niveau der Zellen (Zellen von Bakterien, Cyanobakterien, einzelligen Tieren und Algen, einzelligen Pilzen, Zellen von mehrzelligen Organismen). Die Zelle ist eine strukturelle Einheit einer lebenden, funktionalen Einheit, einer Entwicklungseinheit. Dieses Niveau wird von Zytologie, Zytochemie, Zytogenetika, Mikrobiologie untersucht.
Stoffniveau-Organisation. - Dies ist der Niveau, auf dem die Struktur und das Funktionieren von Geweben untersucht werden. Dieses Niveau der Histologie und Histochemie wird untersucht.
Organisationsorganisation - Dies ist das Niveau der Organismen von mehrzelligen Organismen. Erlernen Sie dieses Maß an Anatomie, Physiologie, Embryologie.
Organisababelle Ebene der Organisation - Dies ist das Niveau einzellnerischer, kolonialer und mehrzelligerer Organismen. Die Spezifität des organisatorischen Niveaus ist, dass auf dieser Ebene die Dekodierung und die Umsetzung genetischer Informationen die Bildung von Merkmalen, die den Individuen dieser Art innewohnen. Dieses Niveau wird von Morphologie (Anatomie und Embryologie), Physiologie, Genetik, Paläontologie untersucht.
Population - Dies ist der Niveau des Aggregats von Einzelpersonen - populationen und spezies. Dieses Niveau wird von Systematik, Taxonomie, Ökologie, Biogeographie untersucht, genetik-Populationen. Auf dieser Ebene werden genetisch studiert und umweltmerkmale der Populationenelementar evolutionäre Faktoren Und ihr Einfluss auf das Genpool (Microevolution), das Problem der Erhaltung der Arten.
Ökosystemebene der Organisation - Dies ist das Niveau der Mikrokosysteme, Mesoecosystems, Makroegosysteme. Auf dieser Ebene werden Lebensmittelarten untersucht, Arten von Beziehungen von Organismen und Populationen im Ökosystem, populationen, Dynamik der Bevölkerungsnummern, Bevölkerungsdichte, Ökosystemproduktivität, Sukcession. Diese Ebene studiert Ökologie.
Auch ordnen biosphärengrad-Organisation Live-Angelegenheit. Die Biosphäre ist ein gigantisches Ökosystem, das einen Teil der geografischen Hülle der Erde einnimmt. Dies ist ein Mega-Ökosystem. In der Biosphäre gibt es eine Zirkulation von Substanzen und chemischen Elementen sowie die Umwandlung von Sonnenenergie.
2. Grundlegende Eigenschaften von Live-Materie
Metabolismus (Metabolismus)
Der Metabolismus (Metabolismus) ist ein Satz chemischer Transformationen in lebenden Systemen, die ihren Lebensunterhalt, Wachstum, Reproduktion, Entwicklung, Selbsterhaltung, konstanter Kontakt mit der Umwelt, die Fähigkeit, sich an sie anzupassen, und seine Änderungen sicherzustellen. Bei dem Metabolismusprozess ist die Synthese von Molekülen, die in den Zellen enthalten sind, Spaltung und Synthese; Bildung, Zerstörung und Aktualisierung von zellulären Strukturen und einer interzellulären Substanz. Der Metabolismus basiert auf den miteinander verbundenen Prozessen der Assimilation (Anabolismus) und der Unähnlichkeit (Katabolismus). Assymmimilation - Die Synthese der Synthese komplexer Moleküle von einfach mit Energieausgaben während der Unähnlichkeit (sowie der Anhäufung von Energie, wenn die synthetisierten Substanzen abgeschieden werden). Dissimition - Die Komplexprozesse der Spaltung (anaerobe oder aerobe) komplexe organische Verbindungen, die die Freisetzung der Energie, die für die Ausübung der lebenswichtigen Aktivität des Körpers erforderlich ist, macht. Im Gegensatz zu den Körper der unbelebten Natur ist der Austausch mit der Umwelt für lebende Organismen der Zustand ihrer Existenz. In diesem Fall tritt die Selbsterfahrung auf. Die im Körper auftretenden metabolischen Prozesse werden zu metabolischen Kaskaden und Zyklen mit chemischen Reaktionen kombiniert, die streng in Zeit und Raum bestellt werden. Der vereinbarte Verlauf einer großen Anzahl von Reaktionen in einem kleinen Volumen wird durch die bestellte Verteilung einzelner metabolischer Einheiten in der Zelle (des Grundsatzes der Kompartmentalisierung) erreicht. Die metabolischen Prozesse werden unter Verwendung von Biokatalysatoren reguliert - spezielle Proteine-Enzyme. Jedes Enzym hat eine Substratspezifität, um die Umwandlung von nur einem Substrat zu katalysieren. Die Basis dieser Spezifität ist eine eigentümliche "Anerkennung" des Substrats durch das Enzym. Die enzymatische Katalyse unterscheidet sich von nebiologisch extrem hohe EffizienzInfolgedessen steigt die Geschwindigkeit der entsprechenden Reaktion in 1010 bis 1013 Mal an. Jedes Enzymmolekül kann von mehreren Tausend bis zu mehreren Millionen Operationen pro Minute ausführen, die nicht in dem Prozess der Beteiligung an Reaktionen zerstört werden. Eine weitere charakteristische Unterschied von Enzymen aus nebiologischen Katalysatoren ist, dass Enzyme die Reaktion unter normalen Bedingungen (Atmosphärendruck, Körpertemperatur usw.) beschleunigen können. Alle lebenden Organismen können in zwei Gruppen unterteilt werden - autotrophische und Heterotrophen, gekennzeichnet durch Energiequellen und notwendige Substanzen für ihren Lebensunterhalt. Autotrophische Organismen, die aus anorganischen Substanzen organische Verbindungen unter Verwendung von Solarlichtsenergie (Photosynthese - grüne Pflanzen, Algen, einige Bakterien) oder Energie, die durch Oxidation eines anorganischen Substrats (Chemosynthetik - Grau, Ferrocagekapter und einigen anderen) erhalten werden, können autotrophische Organismen alle synthetisieren Zellkomponenten. Die Rolle von photosynthetischen Autotrophen in der Natur wird bestimmt - der primäre Produzent der organischen Substanz in der Biosphäre, sie gewährleisten die Existenz aller anderen Organismen und der Verlauf der biogeochemischen Zyklen im Zyklus der Substanzen auf der Erde. Heterotrophen (alle Tiere, Pilze, die meisten Bakterien, einige Entriegelungsanlagen) - Organismen, die ihre Existenz in Bezug auf Fertig stellen müssen organische Substanzenah, was als Nahrung betritt, dient als Energiequelle und das notwendige "Baustoff". Das charakteristische Merkmal von Heterotrophen ist die Anwesenheit von Amphibolema, d. H. Der Prozess der Bildung kleiner organischer Moleküle (Monomere) erzeugte beim Verdauungsnahrung (der Verschlechterung des Abbaus komplexer Substrate). Solche Moleküle - Monomere werden verwendet, um ihre eigenen komplexen organischen Verbindungen zusammenzubauen.
Selbstreproduktion (Reproduktion)
Die Fähigkeit, sich zu reproduzieren (reproduzieren Sie sich ähnlich, Selbstreproduktion) bezieht sich auf eine der grundlegenden Eigenschaften von lebenden Organismen. Die Reproduktion ist notwendig, um die Kontinuität des Vorhandenseins von Arten sicherzustellen, weil Die Lebenserwartung eines separaten Organismus ist begrenzt. Die Wiedergabe mit einem Überschuß kompensiert den Verlust aufgrund des natürlichen Sterbses der Individuen und unterstützt somit die Erhaltung des Formulars in einer Reihe von Generationen von Individuen. Im Prozess der Entwicklung lebender Organismen fand die Entwicklung der Methoden der Reproduktion statt. Daher bestehen wir jetzt in zahlreichen und vielfältigen Arten von lebenden Organismen unterschiedliche Form der Reproduktion. Viele Arten von Organismen kombinieren mehrere Zuchtmethoden. Es ist notwendig, zwei, grundsätzlich unterschiedliche Art der Zucht von Organismen hervorzuheben - der Tiegel (primäre und mehr ältere Art von Zucht) und sexuell. Im Prozess eines größten Teils der Reproduktion wird der neue Teil aus einer oder einer Gruppe von Zellen (im multizellulären) des mütterlichen Organismus gebildet. Bei allen Formen nutzloser Reproduktion haben die Nachkommen einen Genotyp (Kombination von Genen) identisch mütterlich. Daher stellt sich alle Nachwuchs eines Elternorganismus als genetisch homogene und Tochtergesellschaften dieselbe Sitte von Zeichen. Mit der sexuellen Reproduktion entwickelt sich der neue Teil von den Zygoten, die von der Fusion zweier spezialisierter Sexualzellen (der Düngungsprozess) erzeugt werden, der von zwei elterlichen Organismen erzeugt wird. Der Kern in der Zygote enthält einen Hybridsatz von Chromosomen, der als Folge der Kombination von Chromosomen der Spinnkerne von Spielen ausgebildet ist. Im Zigota-Kernel wird somit eine neue Kombination von erblichen Ablagerungen (Gene) gleichermaßen an beide Elternteile eingeführt. Eine Entwicklung des Zygota-Kindorganismus hat eine neue Kombination von Zeichen. Mit anderen Worten, während der sexuellen Reproduktion eine kombinierte Formen der erblichen Variabilität von Organismen, die die Anpassung der Arten an die sich ändernden Bedingungen des Mediums gewährleistet und ein wesentlicher Faktor für die Evolution ist. Dies ist der erhebliche Vorteil der sexuellen Reproduktion im Vergleich zum Nutzlogen. Die Fähigkeit, lebende Organismen zur Selbstreproduktion zur Selbstreproduktion zu basieren, basiert auf der einzigartigen Eigenschaft von Nukleinsäuren bis zur Wiedergabe und dem Phänomen der Matrixsynthese, die der Bildung von Nukleinsäuremolekülen und -proteinen zugrunde liegen. Die Selbstreproduktion auf molekularer Ebene bestimmt sowohl die Implementierung des Metabolismus in Zellen als auch die Selbstwiedergabe der Zellen selbst. Die zelluläre Division (Zellwiedergabe) unterliegt der individuellen Entwicklung mehrzelliger Organismen und reproduziert alle Organismen. Die Reproduktion von Organismen bietet Selbstwiedergabe aller Arten, die die Erde bewohnen, was wiederum die Existenz von Biogenocenosen und der Biosphäre verursacht.
Vererbung und Variabilität.
Die Vererbung bietet materielle Kontinuität (Strom von genetischen Informationen) zwischen Generationen von Organismen. Es ist eng mit der Wiedergabe auf molekularen, subflaschen- und zellulärer Ebene verbunden. Genetische Informationen, die die Vielfalt der erblichen Merkmale bestimmt, wird in der molekularen Struktur von DNA (einige Viren in RNA) verschlüsselt. Informationen über die Struktur von synthetisierten Proteinen, Enzym und Strukturen werden in Genen codiert. Der genetische Code ist das "Record" -System von Informationen über die Sequenz von Aminosäuren in synthetisierten Proteinen unter Verwendung einer Nukleotidsequenz im DNA-Molekül. Die Kombination aller Gene des Körpers wird als Genotyp genannt, und die Gesamtheit der Zeichen ist ein Phänotyp. Der Phänotyp hängt sowohl vom Genotyp als auch vom Genotyp und den Faktoren des internen und außenumgebung die die Aktivität von Genen beeinflussen und regelmäßige Prozesse ermitteln. Die Lagerung und Übertragung erblicher Informationen wird in allen Organismen unter Verwendung von Nukleinsäuren durchgeführt, der genetische Code ist ein für alle Lebewesen der Erde, d. H. Er ist universell. Dank der Vererbung von Generation zur Generation werden Anzeichen übermittelt, wodurch der Lebensraum Fitness von Organismen bietet. Wenn sich nur die Kontinuität bestehender Anzeichen und Immobilien in der Wiedergabe von Organismen manifestierten, wären dann auf dem Hintergrund der sich ändernden Bedingungen der äußeren Umgebung das Vorhandensein von Organismen unmöglich, da die notwendige Bedingung für das Leben von Organismen ihre Fitness ist die Bedingungen des Lebensraums. Die Variabilität in der Vielzahl von Organismen, die zur gleichen Sache gehören, erscheint. Die Variabilität kann in einzelnen Organismen während ihrer individuellen Entwicklung oder in der Gruppe von Organismen in einer Reihe von Generationen in der Reproduktion umgesetzt werden. Es gibt zwei Hauptformen der Variabilität, die sich in den Mechanismen des Auftretens unterscheiden, die Art der Änderung der Zeichen und schließlich ist ihre Bedeutung für die Existenz lebender Organismen genotyp (erblich) und Modifikation (nicht behandeln). Die genotypische Variabilität ist mit einer Änderung des Genotyps verbunden und führt zu einer Änderung des Phänotyps. Die genotypische Variabilität kann auf Mutationen (Mutationsvariabilität) oder neue Kombinationen von Genen basieren, die während der Düngung während der sexuellen Reproduktion entstehen. Bei Mutational-Form ist die Änderung zunächst mit Fehlern bei der Replikation von Nukleinsäuren verbunden. So treten neue Gene mit neuen genetischen Informationen auf; Es gibt neue Anzeichen. Und wenn neu aufstrebende Anzeichen für den Körper in bestimmten Bedingungen nützlich sind, "abholen" und sind von der natürlichen Auswahl "fixiert". Somit basiert die erbliche (genotypische) Variabilität auf der Anpassungsfähigkeit von Organismen bis hin zu den Bedingungen der äußeren Umgebung, der Vielfalt der Organismen, Voraussetzungen werden für die positive Evolution erstellt. Mit einer ungekünstelten (Modifikations-) Variabilität gibt es Änderungen des Phänotyps unter der Wirkung externer Umweltfaktoren und nichtänderungsbedingte Genotypen. Modifikationen (Änderungen in Zeichen in der Modifikationsvariabilität) treten in den Grenzen der Reaktionsgeschwindigkeit unter der Steuerung des Genotyps auf. Änderungen werden nicht an die folgenden Generationen übertragen. Der Wert der Modifikationsvariabilität besteht darin, dass es die Anpassungsfähigkeit des Körpers auf die Faktoren der äußeren Umgebung während seines Lebens gewährleistet.
Individuelle Entwicklung von Organismen
Alle lebenden Organismen sind dem Prozess der individuellen Entwicklung - Ontogenese. Traditionell wird unter Ontogenese der Prozess der individuellen Entwicklung eines multizellulären Organismus (als Folge einer sexuellen Reproduktion) aus dem Moment der Bildung von Zygoten bis zum natürlichen Tod von Individuen verstanden. Aufgrund der Aufteilung der Zygoten und anschließenden Zellgenerationen wird ein mehrzelliger Organismus gebildet, der aus einer Vielzahl verschiedener Arten von Zellen, verschiedenen Geweben und Organen besteht. Die Entwicklung des Körpers basiert auf dem "genetischen Programm" (in den Zygota-Chromosom-Genen gelegt) und wird in bestimmten Umgebungsbedingungen durchgeführt, die den Prozess der Implementierung genetischer Informationen während der einzelnen Existenz von Individuen erheblich beeinträchtigen. In den frühen Stadien der individuellen Entwicklung tritt intensives Wachstum aufgrund der Wiedergabe von Molekülen, Zellen und anderen Strukturen und Differenzierung, d. H. Die Entstehung von Unterschieden in der Struktur und der Komplikation der Funktionen. In allen Phasen der Ontogenese sind wesentliche Regeleinflüsse auf die Körperentwicklung verschiedener äußerer Umweltfaktoren (Temperatur, Schwerkraft, Druck, Zusammensetzung von Nahrungsmitteln auf den Gehalt an chemischen Elementen und Vitaminen, eine Vielzahl physikalischer und chemischer Wirkstoffe) ein erhebliches regulatorisches beeinflussen. Die Untersuchung der Rolle dieser Faktoren im Prozess der individuellen Entwicklung von Tieren und einer Person hat enorme praktische Bedeutung, wodurch die anthropogenen Auswirkungen auf die Natur zunehmend erhöht wird. In verschiedenen Bereichen Biologie, Medizin-, Veterinär- und Anderewissenschaften wird die Forschung weithin über die Untersuchung der Prozesse der normalen und pathologischen Entwicklung von Organismen durchgeführt, die die Muster der Ontogenese klären.
Reizbarkeit
Ein unveräußerliches Eigentum von Organismen und alle lebenden Systeme ist gereizt - die Fähigkeit, externe oder innere Reize (Auswirkungen) wahrzunehmen und auf sie angemessen zu reagieren. In Organismen wird die Reizbarkeit von einem Komplex von Veränderungen begleitet, die in den Scheren des Stoffwechsels, des elektrischen Potentials von Zellmembranen, physikochemischen Parametern in Zytoplasmazellen, in Motorreaktionen ausgedrückt wird, und hochorganisierte Tiere sind Änderungen in ihrem Verhalten inhärent.4. Zentrales Dogma. molekularbiologie - Verallgemeinerung der genetischen Informationen, die in der Natur beobachtet wurden: Informationen werden von übermittelt nukleinsäuren zu quadratAber nicht in der entgegengesetzten Richtung. Die Regel wurde formuliert Francis Cryk. im 1958 Jahr und aufgelistet und mit dieser Zeit gesammelten Daten 1970 Jahr. Übergang von genetischen Informationen von Dna. zu RNA und von rna bis quadrat Es ist universell für alle zellulären Organismen ausnahmslos, unterleiht der Biosynthese von Makromolekülen. Die Replikation des Genoms entspricht dem Informationsübergang von DNA → DNA. In der Natur gibt es auch RNA-Übergänge → RNA und RNA → DNA (z. B. einige Viren) sowie Änderung konformationen Proteine \u200b\u200bvom Molekül zum Molekül übertragen.
Universelle Methoden der Übertragung biologischer Informationen
In lebenden Organismen gibt es drei Arten von heterogenem, dh, bestehend aus verschiedenen Polymermonomeren - DNA, RNA und Eiweiß. Die Übertragung von Informationen zwischen ihnen kann 3 x 3 \u003d 9-Verfahren durchgeführt werden. Das zentrale Dogma teilt diese 9 Arten von Informationsübertragung in drei Gruppen:
General - in den meisten lebenden Organismen gefunden;
Special - auftreten in Form von Ausnahme, viren und du mobile Elemente Genome oder in biologischen Bedingungen experiment;
Unbekannte - nicht erkannt.
DNA-Replikation (DNA → DNA)
DNA ist der wichtigste Weg, um Informationen zwischen Generationen von lebenden Organismen zu übertragen, sodass die genaue Verdoppelung (Replikation) der DNA sehr wichtig ist. Die Replikation erfolgt durch den Proteinkomplex, der mutiert chromatin, dann doppelte Spirale. Danach sind Polymerase-DNA und Proteine, die damit verbunden sind, auf jedem der beiden Ketten eine identische Kopie aufgebaut.
Transkription (DNA → RNA)
Transkription - biologischer Prozess, wodurch die in dem DNA-Bereich enthaltenen Informationen in ein synthetisiertes Molekül kopiert werden information RNA.. Transkription wird durchgeführt transkriptionsfaktoren. und RNA-Polymerase. IM eukaryotische Zelle Das primäre Transkription (Pre-Inna) wird häufig bearbeitet. Dieser Prozess wird aufgerufen spleiß.
Sendung (RNA → Protein)
Reife irna ist gelesen ribosomami Im Sendungsprozess. IM prokaryotisch Zellen Die Transkriptions- und Translationsprozesse ist nicht durch räumlich getrennt, und diese Prozesse sind konjugiert. IM eukaryotisch Zellen platzieren Transkription. zellkern vom Ort der Sendung getrennt ( zytoplasma) kernmembran, so irnk. vom Kernel transportiert im Zytoplasma. IRNA wird von einem Ribosom in Form von drei gelesen nukleotide "Wörter." Komplexe initiierungsfaktoren. und dehnungsfaktoren Liefern aminoocyliert. rNA transportieren. Zum IRNK-Ribosomenkomplex.
5. Umgekehrte Transkription. - Dies ist der Prozess der Bildung von zwei Ketten Dna. auf einer einsträngigen Matrix RNA. Dieser Prozess wird aufgerufen inverse. Transkription, da die Übertragung von genetischen Informationen in "umgekehrt" auftritt, relativ zur Transkription, Richtung.
Die Idee der umgekehrten Transkription war zunächst sehr unbeliebt, da widerspricht zentrale Dogma-Molekularbiologiedas nahm an, dass DNA transkribiert in rna und dann Übertragung in Proteinen. Tritt auf, u. retrovirus, z.B, HIV und im Falle von retroTransPOSONOV..
Transduktion. (von lat. transductio - Bewegung) - Übertragungsprozess bakteriell. Dna. von einer Zelle zu einem anderen bakteriophage.. Die Gesamttransduktion wird in der Genetik von Bakterien verwendet das Genom umzuordnen und konstruieren stämme. Die Transduktion ist in der Lage, sowohl mäßige Phagen als auch virulent, der letztere, jedoch zerstört die Bakterienpopulation, sodass keine Transduktion mit ihrer Hilfe vorliegt viel Noch in der Natur oder während der Recherche.
Das DNA-Vektormolekül ist ein DNA-Molekül, das als Träger wirkt. Das Trägermolekül sollte eine Reihe von Funktionen unterscheiden:
Fähigkeit zur autonomen Replikation in der Wirtszelle (häufiger Bakterien oder Hefe)
Das Vorhandensein von selektivem Marker
Verfügbarkeit praktischer Restriktionsstellen
Bakterielle Plasmide wirken am häufigsten in der Rolle der Vektoren.
Für die die Organisation eine klare Hierarchie hat. Es ist diese Eigenschaft und spiegeln die sogenannten Lebensgrade der Lebensorganisation wider. In einem solchen System sind alle Teile klar angeordnet, von der niedrigsten Reihenfolge bis zum höchsten.
Die Lebensdauer der Lebensorganisation sind ein hierarchisches System mit Verbindungsaufträgen, das nicht nur die Art der Biosysteme, sondern auch ihre allmählichen Komplikationen in Bezug auf einander anzeigt. Bisher ist es üblich, acht Hauptstufen zuzuteilen.
Darüber hinaus werden folgende Organisationen zugewiesen:
1. Das Mikrosystem ist eine Art Doperationsstadium, das molekulare und subzelluläre Ebenen umfasst.
2. Das Mesosystem ist der folgende Organisationsschritt. Dazu gehören zelluläre, Stoff-, Organs, systemische und organisene Ebenen der lebenden Organisation.
Es gibt auch Makrosysteme, die eine Aufsichtsgeselligkeit von Ebenen darstellen.
Es ist auch erwähnenswert, dass jedes Level seine eigenen Eigenschaften hat, die unten diskutiert werden.
Life Organisation der Bottororganismen
Es ist üblich, zwei Hauptschritte zuzuteilen:
1. Die molekulare Ebene der lebenden Organisation - ist das Arbeitsgrad und die Organisation biologischer Makromoleküle, einschließlich Proteinen, nukleinsäuren, Lipide und Polysaccharide. Es ist hier, dass die wichtigsten Prozesse der wichtigsten Tätigkeit eines Organismus beginnen - zelluläre Atmung, die Umwandlung von Energie sowie der Übertragung von genetischen Informationen.
2. Subzellenebene - Hier kann die Organisation von Zellorganellen einschließen, von denen jeder eine wichtige Rolle bei der Existenz einer Zelle erfüllt.
Organizative Ebenen der lebenden Organisation
Diese Gruppe umfasst diese Systeme, die die ganzheitliche Arbeit des gesamten Organismus sicherstellen. Es ist üblich, Folgendes zuzuordnen:
1. Zelluläre Ebene Organisation des Lebens.. Es ist kein Geheimnis, dass es sich um die Zelle handelt, die eine strukturelle Einheit dieser Ebene ist, die mit zytologischem, cytochemischen, zytogenetischem und
2. Stoffebene. Dieser Fokus liegt auf der Struktur, den Besonderheiten und der Funktionsweise verschiedener Arten von Stoffen, von denen tatsächlich Organe aus Organen bestehen. Die Studien dieser Strukturen sind in der Histologie und der Histochemie tätig.
3. Orgelebene. Gekennzeichnet durch ein neues Organisationsniveau. Hier werden einige Gewebegruppen kombiniert, die eine ganzheitliche Struktur mit spezifischen Funktionen bilden. Jeder Körper ist Teil eines lebenden Organismus, kann aber nicht selbständig außerhalb existieren. Dieses Niveau wird von solchen Wissenschaften als Physiologie, Anatomie und einiger Embryologie untersucht.
Organisierbares Niveaues sind sowohl einzellige als auch multizelluläre Organismen. Immerhin ist jeder Organismus ein ganzheitliches System, in dem alle wichtigen Prozesse für die wichtige Tätigkeit sind. Darüber hinaus werden die Prozesse der Düngung, Entwicklung und das Wachstum sowie das Altern eines separaten Organismus berücksichtigt. Die Studie dieses Niveaus ist in solchen Wissenschaften wie Physiologie, Embryologie, Genetik, Anatomie, Paläontologie tätig.
Überschnittsvielfalt der lebenden Organisation
Es gibt keine Organismen und ihre strukturellen Teile, sondern ein gewisser Satz von Lebewesen.
1. Bevölkerungsniveau. Die Haupteinheit hier ist die Bevölkerung - ein Satz von Organismen einer bestimmten Art, die ein klar eingeschränktes Territorium intensiviert. Alle Einzelpersonen können miteinander kostenlos kreuzen. In der Untersuchung dieses Niveauss, der teilnehmenden Wissenschaften wie Systematik, Ökologie, Bevölkerungsgenetik, Biogeographie, Taxonomie.
2. Ökosystemebene - Die nachhaltige Gemeinschaft unterschiedlicher Populationen wird berücksichtigt, deren Vorhandensein miteinander verbunden ist und davon abhängt klimabedingungen und so weiter. Hauptsächlich ein solches Organisationsniveau studieren
3. Biosphärengrad - Dies ist die höchste Form der lebenden Organisation, die ein globaler Komplex von Biogenosten des gesamten Planeten ist.
Evolutionstheorie.
Methodische Anweisungen zum Laborunterricht
für Studenten der agronomischen Fakultät
Miasskoye.
Methodische Richtlinien für die Durchführung von Laborklassen sind für Studierende der agronomischen Fakultät der Studierenden in Richtung 35.03.04 "Agronomie", 35.03.07 "Technologie der Produktion und Verarbeitung von landwirtschaftlichen Produkten" in Vollzeit- und Korrespondenzformen von Schulung, um die Disziplin "Evolution-Theorie" zu beherrschen.
Compiler:
Matveev E. yu. - Cand. Biol. Wissenschaften (Institut für Agroökonologie - Niederlassung von Fsbea in Juragu)
© South Ural State agraruniversität., 2016
© Institut für Agroökonomie, 2016
Struktur und Bewertung des Berichts über die Laborstunde .................. .4
Eigenschaften und Ebenen der Living-Materie-Organisation .................................. .5
Modellierung Evolution ................................................ ............ 24.
Evolutionäre Ansichten von Wissenschaftlern .............................................. ...... ..26.
Evolutionärtheorien von J. B. Lamarka und CH. Darwin ............................ 79
Die Hauptstufen der Entwicklung der Bio-Welt .................................. 90
Evolution von Organismen als Anpassungen ....................................... 108
Genetische Grundlagen der Evolution .............................................. ........1.118.
Faktoren der Makroevolution .............................................. .............. ..128.
Struktur und Bewertung des Laborberichtsberichts
Der Laborstundenbericht wird verwendet, um die Entwicklung der Entwicklung des Studenten des Bildungsprogramms zu den Themen der Disziplin zu bewerten. Der Bericht wird von der Schätzung "geändert" bewertet, "nicht gutgeschrieben" (Tabelle 1).
Tabelle 1 - Berichtsschätzungskriterien
1 das Thema Laborklassen
2 abgeschlossene Aufgaben
3 Antworten auf kontrollfragen
Eigenschaften und Ebenen der lebenden Materie
Einführung
Die organische Welt ist ein alleinstehendes Ganzes, da es ein System von miteinander verbundenen Teilen darstellt (in dem die Existenz einiger Organismen von anderen abhängt) und gleichzeitig diskreter (besteht aus separaten Einheiten - Organismen oder Einzelpersonen). Jeder lebende Organismus ist auch diskretiert, da es aus einzelnen Organen, Geweben, Zellen besteht, aber gleichzeitig jede der Organe mit einer bestimmten Autonomie, wirkt als Teil des Ganzen. Jede Zelle besteht aus Organoiden, dient jedoch als Ganzes. Erbinformationen ergeben von Genen, aber keiner der Gene über die gesamte Aggregation hinaus bestimmt die Entwicklung eines Merkmals und so weiter.
Verschiedene Organisation der Organisation von Bio-Welt sind mit Diskretänität verbunden, die als diskrete Zustände biologischer Systeme bestimmt werden können, die durch die Eigenschaften von Münzstücken, Vernetzung, spezifischen Mustern gekennzeichnet sind. Gleichzeitig ist jedes neue Niveau von besonderen Eigenschaften und Mustern des ersteren, niedrigen Niveaus gekennzeichnet, da jeder Organismus einerseits aus Elementen besteht, und andererseits ist es ein Element, das Teil von ist ein makrobiologisches System. Auf allen Ebenen des Lebens manifestieren sich seine Attribute als Ermessenheit und Integrität, Strukturorganisation, Stoffwechsel, Energie und Informationen. Die Existenz des Lebens auf allen Ebenen wird durch die Struktur mit niedriger Ebene vorbereitet und bestimmt. Die Art des zellulären Niveaus der Organisation wird durch molekulare und subzelluläre Ebenen bestimmt, organisiert - zellulär, Gewebe usw.
Die strukturelle Ebene der Organisation des Lebens sind äußerst vielfältig, jedoch von all ihrer Vielfalt die molekularen genetischen, ontogenetischen, Bevölkerungsarten und Biosphäre.
Molekularer genetischer Lebensstandard des Lebens
Für einen normalen Lebenszyklus erfordert jeder Organismus einen bestimmten Satz grundlegender chemischer Elemente. Dieses Set enthält drei Gruppen von Elementen: Makroelemente, Spurenelemente und uflische Elemente.
Zu Makroelementen, die als Organogenien genannt werden, umfassen vier Elemente - Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Diese Elemente bilden den Großteil der organischen Substanz der Zelle (95-99%).
Makroelemente umfassen auch Kalium, Natrium, Calcium, Magnesium, Phosphor, Schwefel, Chlor und Bügeleisen, deren Menge davon in der Zelle von den Zehntel bis zu den Hundertstel der Prozent (1,9%) reicht.
Micralegants werden solche Elemente bezeichnet, die in lebenden Geweben in sehr geringen Konzentrationen vorhanden sind (0,001% bis 0,000001%). Diese Gruppe umfasst: Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Vanadium, Bor, Aluminium, Silizium, Molybdän, Jod (0,01%). Besonders in biologisch aktiven Substanzen enthalten - Enzyme, Vitamine, Hormone.
Ultramische Elemente - Elemente, deren Inhalt der in der Zelle in der Zelle 0,000001% nicht überschreitet. Diese Gruppe macht Gold, Uran, Radium usw.
Für den normalen Lebensunterhalt braucht somit ein Live-Zellen 24 natürliche chemische Elemente, von denen jeder seinen eigenen Zweck aufweist, 80 Elemente in Zellen erfasst.
Die wichtigsten organischen Substanzen der Zelle sind Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren, Proteine, Nukleinsäuren.
Kohlenhydrate umfassen Kohlenstoffverbindungen, die in drei Gruppen von Sacchariden unterteilt sind. Kohlenhydrate spielen eine wichtige Rolle im Leben der Organismen: Sie sind der Bestandteil des Bindegewebes von Wirbeltieren, sorgen für die Blutgerinne, die Restaurierung von beschädigten Geweben, bilden die Wände von Pflanzen, Bakterien, Pilzen usw.
Lipide sind eine Vielzahl von Gruppen von wasserabweisenden Verbindungen, die meisten Lipiden sind die anspruchsvollen Alkoholester, Glycerin und Fettsäuren, das heißt, Fette. Fette dienen als Energiequelle und Wasser für die Zelle und den Körper insgesamt, sondern beteiligen sich außerdem an der Thermoregulation des Körpers, wodurch eine wärmeisolierende Fettschicht erzeugt wird. Andere Arten von Lipiden führen aus schutzfunktion, Eintritt in das äußere Skelett der Insekten, die Federn und Wolle abdecken.
Aminosäuren werden als Verbindungen bezeichnet, die eine Carboxylgruppe und eine Aminogruppe haben. Insgesamt befinden sich mehr als 170 Aminosäuren in der Natur. In Zellen führen sie die Funktion des Baustoffs für Proteine \u200b\u200baus. In Proteinen werden jedoch nur 20 Aminosäuren gefunden. Die meisten Aminosäuren werden von Pflanzen und Mikroorganismen hergestellt. Einige Tiere haben jedoch keinen Teil der für die Aminosäurersynthese benötigten Enzyme, sodass sie einige Aminosäuren mit Lebensmitteln erhalten sollten. Solche Säuren sind unverzichtbar. Für eine Person sind acht Säuren unverzichtbar, und vier weitere Ersetzungen sind nur bedingt. Die wichtigste Eigenschaft von Aminosäuren ist ihre Fähigkeit, die Vollständigkeit der Bildung von Polymerketten - Polypeptide und Proteine \u200b\u200bzu reagieren.
Proteine \u200b\u200bsind das Hauptbaumaterial für die Zelle. Sie sind komplexe Biopolymere, deren Elemente monomere Ketten sind, die aus verschiedenen Kombinationen von zwanzig Aminosäuren bestehen. In der lebenden Zelle der Proteine \u200b\u200bmehr als andere organische Verbindungen (bis zu 50% trockene Masse).
Die meisten Proteine \u200b\u200bführen die Funktion von Katalysatoren (Enzyme) aus. Auch Proteine \u200b\u200bspielen die Rolle der Träger; Beispielsweise überträgt Hämoglobin Sauerstoff aus der Lunge in das Gewebe. Muskulöse Kontraktionen und intrazelluläre Bewegungen - das Ergebnis der Wechselwirkung von Proteinmolekülen, deren Funktion ist, um die Bewegung zu koordinieren. Es gibt Proteine \u200b\u200b- Antikörper, deren Funktion der Körperschutz von Viren, Bakterien usw. ist. Aktivität nervöses System Hängt von Proteinen ab, mit denen Informationen aus der Umgebung gesammelt und gespeichert werden. Proteine, die Hormone genannt werden, steuern das Wachstum von Zellen und ihrer Aktivität.
Heute ist der molekulare Basen des Metabolismus in der Zelle ziemlich gut untersucht.
Es gibt drei Haupttypen des Metabolismus (Metabolismus):
Katabolismus oder Dissimilation - der Prozess des Spreizes komplexer organischer Verbindungen, begleitet von der Freisetzung chemischer Energie in einem Bruch von chemischen Bindungen. Diese Energie wird in den Phosphatbindungen von ATP (Adenosin-Trifosphorsäure) inhibiert.
Amphobolen ist der Prozess der Bildung während des Katabolismus von kleinen Molekülen, die dann an dem Bau von komplexeren Molekülen teilnehmen.
Anabolismus oder Assimilation - ein umfangreiches System von Prozessen der Biosynthese komplexer Moleküle mit ATP-Energieausgaben.
Es gibt mehrere Mechanismen für Variabilität molekulare Ebene. Das Wichtigste von ihnen ist der Mechanismus der Genmutation - die sofortige Umwandlung der Gene selbst im Chromosom unter dem Einfluss von externe Faktoren. Die Faktoren, die Mutation (Mutagenam) verursachen, sind: Strahlung, toxisch chemische Komponentensowie Viren. Mit diesem Mechanismus ändert sich das Verfahren für den Standort der Gene im Chromosom nicht.
Ein weiterer Variabilitätsmechanismus ist die Rekombination von Genen. Diese Schaffung neuer Kombinationen von Genen in einem bestimmten Chromosom. Gleichzeitig ändern sich die Gene selbst nicht, sondern bewegen sich von einem Stück Chromosom zu einem anderen oder ist der Austausch von Genen zwischen den beiden Chromosomen. Ein solcher Prozess erfolgt während der sexuellen Reproduktion aus höheren Organismen. Gleichzeitig gibt es keine Änderung der Gesamtmenge an genetischen Informationen, es bleibt unverändert. Dieser Mechanismus erklärt, warum Kinder ihren Eltern nur teilweise ähnlich sind - sie erben Zeichen von beiden elterlichen Organismen, die zufällig kombiniert werden.
Ein weiterer Variabilitätsmechanismus wurde nur in den 1950er Jahren entdeckt. Dies ist eine nichtklassische Rekombination von Genen, bei denen eine allgemeine Erhöhung des Volumens an genetischer Information aufgrund der Einbeziehung der Zellen neuer genetischer Elemente in das Gen besteht. Am häufigsten werden diese Elemente in die Zellviren eingeführt. Heute wurden mehrere Arten von transmissiven Genen gefunden. Unter ihnen sind Plasmide, die eine zweikettige Ring-DNA sind. Wegen einer langen Verwendung jeglicher Drogen kommt es, süchtig zu diesen Arzneimitteln, süchtig zu diesen Medikamenten, und sie hören auf zu handeln. Pathogene Bakterien, gegen die unser Arzneimittel gültig ist, sind mit Plasmiden verbunden, die diesen Bakterien der Medikamentenbeständigkeit verleihen, und die Bakterien hören auf, es zu bemerken.
Migration von genetischen Elementen können sowohl strukturelle Umstrukturierungen in Chromosomen als auch Genmutationen verursachen. Die Möglichkeit, solche Elemente von einer Person zu verwenden, führte zu dem Entstehung neuer wissenschaftswissenschaftlicher Gentechnik, deren Zweck, neue Formen von Organismen mit den angegebenen Eigenschaften zu schaffen. Gleichzeitig werden neue, nicht natürliche Kombination von Genen mit genetischen und biochemischen Methoden erstellt. Dafür wird DNA modifiziert, die für die Herstellung von Protein mit den gewünschten Eigenschaften codiert ist. Alle modernen Biotechnologie basieren darauf.
Aufhegenetisches Niveau
Dieses Niveau entstand infolge der Bildung von lebenden Organismen. Die Haupteinheit des Lebens dieser Ebene ist eine separate Person und ein elementares Phänomen - Ontogenese. Ein biologischer Teil kann sowohl einkündlich als auch ein mehrzelliger Organismus sein, aber in jedem Fall stellt es ein ganzheitliches, selbstwiegender System dar.
Ontogenese ist der Prozess der individuellen Entwicklung des Körpers von der Geburt durch konsistente morphologische, physiologische und biochemische Änderungen des Todes, dem Prozess der Umsetzung erblicher Information. Derzeit wurde eine einzelne Theorie der Ontogenese nicht erstellt, da die Ursachen und Faktoren, die die individuelle Entwicklung des Körpers bestimmen, nicht etabliert sind.
Zellular Niveau. Heute wurde die Wissenschaft zuverlässig etabliert, dass die kleinste unabhängige Einheit der Struktur, das Funktionieren und die Entwicklung eines lebenden Organismus eine Zelle ist, was ein elementarisches biologisches System ist, das sich für Selbstreproduktion, Selbstreproduktion und Entwicklung in der Lage ist, das ist, das mit ausgestattet ist alle Anzeichen eines lebenden Organismus. Zelluläre Strukturen zugrunde, die der Struktur eines beliebigen lebenden Organismus zugrunde liegen, egal wie viel und schwierig ist seine Struktur. Die Wissenschaft, die den lebenden Käfig studiert, wird Zytologie genannt. Es studiert die Struktur der Zellen, ihres Funktionierens der beiden elementaren lebenden Systeme, erforscht das Gerät an die Bedingungen des Mediums usw. Auch die Zytologie studiert die Merkmale spezialisierter Zellen, der Bildung ihrer Sonderfunktionen und der Entwicklung bestimmter zellulärer Strukturen. So kann eine moderne Zytologie als Physiologie der Zelle bezeichnet werden.
Die Eröffnung der Existenz von Zellen und deren Forschung trat am Ende des 19. Jahrhunderts auf, als das erste Mikroskop erfunden wurde. Zum ersten Mal wurde die Zelle 1665 vom englischen Wissenschaftler ROBERT DUCKY beschrieben, als er einen Stau des Staues betrachtete. Da sein Mikroskop nicht sehr perfekt war, war das, was er sah, tatsächlich die Wände der toten Zellen. Es dauerte fast zweihundert Jahre, so dass die Biologen verstehen, dass die Hauptrolle nicht die Wände der Zelle gespielt wird, sondern auch der interne Inhalt. Unter den Vorläufern der Zelltheorie sollte auch Antonia van Levenguk (1632-1723) bezeichnet werden, der bewiesen hat, dass die Gewebe vieler Pflanzenorganismen aus Zellen gebaut werden.
T. Svanny und M. Shleden 1838 wurde eine Zelltheorie geschaffen, die in der Biologie des 19. Jahrhunderts zur größten Veranstaltung wurde. Es war diese Theorie, dass entscheidende Beweise für die Einheit aller Tierwelt als Grundlage für die Entwicklung von Embryologie, Histologie, Physiologie, Evolutionstheorie, dienten, sowie ein Verständnis der individuellen Entwicklung von Organismen. Die Zytologie hat einen mächtigen Impuls aus der Schaffung von Genetik und Molekularbiologie. Danach wurden neue Zellkomponenten geöffnet - Membran, Ribosomen, Lysosomen usw.
Nach modernen Darstellungen können Zellen sowohl unabhängige Organismen (zum Beispiel am einfachsten) als auch in der Zusammensetzung von mehrzelligen Organismen, in denen Sexuszellen vorhanden sind, die zur Zucht und somatischen Zellen (Körperzellen) dienen. Somatische Zellen unterscheiden sich in Struktur und Funktionen - es gibt nervös, Knochen, Muskeln, Sekretierzellen. Zellabmessungen können von 0,1 μm (einigen Bakterien) bis 155 mm (Straußenei in der Schale) variieren. In einem lebenden Organismus gibt es Milliarden verschiedener Zellen (bis zu 1015), deren Form der Bizarre sein kann (Spinne, Stern, Schneeflocke usw.).
Alle Zellen bestehen aus drei Hauptteilen: Plasmamembran, die den Übergang einer Substanz aus der Umgebung in die Zelle und den Zellen steuern; Cytoplasma mit einer Vielzahl von Struktur und Zellkern, die genetische Informationen enthält. Darüber hinaus enthalten alle Tiere und einige Pflanzenzellen Zentrioles - zylindrische Strukturen, die Zellmittel bilden. Die Pflanzenzellen haben auch eine Zellwand (Hülle) und Plastistik - spezialisierte Zellstrukturen, die oft ein Pigment enthalten, von dem die Farbe der Zelle abhängt.
Zellen wachsen und vermehren sich, indem sie in zwei Tochtergesellschaften teilen. Es gibt zwei Möglichkeiten, Zellen zu teilen. Mitose ist eine solche Aufteilung eines Zellkerns, bei dem zwei Nebenkerne mit einem Satz von Chromosomen ausgebildet sind, identisch mit dem Elternzellensatz. In diesem Fall werden die Tochterzellen einen vollständigen Satz von Chromosomen übertragen, die genetische Informationen tragen. Nach Diskrepanzen wird die Tochter von DNA in Chromosomen umgewandelt, wodurch die Struktur charakteristisch dieses Körpers bildet. Diese Reproduktionsmethode ist für alle Zellen, mit Ausnahme des Genitals, charakteristisch.
Meiose ist die Aufteilung des Zellkerns mit der Bildung von vier Tochterkern, von denen jeder die Hälfte der Chromosomen enthält als der anfängliche Kern. Dieser zelluläre Teilungsmechanismus in der Natur findet sich nur bei der Vorbereitung auf die sexuelle Reproduktion in der Bildung von Genitalzellen (Spielen). Beim Verschmelzen von Spielen im Befruchtungsprozess ertönt es wieder ein diploider Satz von Chromosomen. Diese Reproduktionsmethode ist nur für Genitalzellen gekennzeichnet.
Multicolot-Organismen entwickeln sich auch aus einer Zelleier, aber im Prozess seiner Abteilung von Zellen werden jedoch modifiziert, was zum Erscheinungsbild vieler unterschiedlicher Zellen führt - Muskeln, Nerven, Blut usw. Unterschiedliche Zellen synthetisieren verschiedene Proteine. In jeder Zelle des multizellulären Organismus gibt es jedoch vollständige genetische Informationen, um alle für diesen Körper notwendigen Proteinen aufzubauen.
Je nach Art der Zelle sind alle Organismen in zwei Gruppen unterteilt:
Procarniot - Zellen ohne Kernel. DNA-Moleküle sind nicht von einer Kernmembran umgeben und sind nicht in Chromosomen organisiert. Dazu gehören Bakterien.
EUKROTES - Zellen, die Kernel enthalten. Darüber hinaus haben sie mitochondria - Organellen, in denen der Oxidationsprozess im Gange ist. Eukariotes umfassen die einfachsten, Pilze, Pflanzen und Tiere, sodass sie einstückig und vielfältig sein können.
Untersuchung eines lebenden Käfigs, welchen Wissenschaftler auf die Existenz zweier Haupttypen ihrer Ernährung aufmerksamungen, wodurch alle Organismen in zwei Arten geteilt wurden:
Auto-fließende Organismen - Sie brauchen kein organisches Essen und können aufgrund der Assimilation von Kohlendioxid (Bakterien) oder der Photosynthese (Anlagen) leben, d. H. Sie selbst produzieren die Nährstoffe, die sie brauchen;
Heterotrophische Organismen sind alle Organismen, die nicht ohne Bio-Lebensmittel verzichten können.
Mehrzellige Organismen. Alle multizelligen Organismen sind in drei Königreiche unterteilt: Pilze, Pflanzen und Tiere. Ihre lebenswichtige Tätigkeit sowie die Arbeit der einzelnen Teile von mehrzelligen Organismen werden von der Physiologie untersucht. Diese Wissenschaft berücksichtigt die Wirkungsmechanismen verschiedener Funktionen eines lebenden Organismus, ihrer Verbindung zwischen sich, der Regulation und Anpassung an eine externe Umwelt, Herkunft und Bildung im Prozess der Evolution und der individuellen Entwicklung von Einzelpersonen. Tatsächlich ist dies der Prozess der Ontogenese - die Entwicklung des Körpers von der Geburt zu Tode, in der Wachstum auftritt, die Bewegung einzelner Strukturen, Differenzierung und Komplikation des Körpers. Dieser Prozess wird auf der Grundlage des berühmten biogenetischen Gesetzes beschrieben, das von Ernst Geckel (1834-1919), dem Autor des Begriffs "Ontogenesis" formuliert wurde, beschrieben.
Das biogenetische Gesetz behauptet, dass die Ontogenese in einer kurzen Form die Phylogenese wiederholt, d. H. Ein separater Körper in seiner individuellen Entwicklung in der abgekürzten Form ist alle Entwicklungsstadien seiner Art. Somit ist die Ontogenese eine Realisierung von erblichen Informationen, die in einer Keimzelle codiert ist, sowie die Überprüfung der Kohärenz aller Organismensysteme während seiner Arbeit und des Werkzeugs in die Umwelt.
Alle multizelligen Organismen bestehen aus Organen und Geweben.
Stoffe sind eine Gruppe körperlich kombinierter Zellen und interzelluläre Substanzen, die in Struktur und Funktion ähnlich sind. Ihr Studium ist das Thema der Histologie. Gewebe können sowohl von derselben als auch aus verschiedenen spezialisierten Zellen ausgebildet sein. Zum Beispiel baute ein Tier aus den gleichen Zellen ein flaches Epithel und aus verschiedenen Zellen - Muskeln, nervösem, Bindegewebe.
Die Organe sind relativ große Funktionsteile des Körpers, die eine spezifische Funktion ausführen, die aus Zellen verschiedener Typen bestehen und durch den allgemeinen Mechanismus des Körpers gesteuert werden. Die Organe sind wiederum Teil von größeren Einheiten - Organismensysteme. Unter ihnen unterscheiden sich nervös, verdaulich, kardiovaskulär, Atemwege und andere Systeme. Jedes dieser Systeme enthält bestehende Organe und Hierarchie der Kontrollmechanismen.
Tatsächlich kann ein lebender Organismus als Komplex von physiologischen Systemen dargestellt werden, die ihre Homöostase und Anpassung sorgen. Es ist als Folge der Wechselwirkung des Genotyps (der Kombination von Genen eines Organismus) mit einem Phänotyp (einem Komplex externer Anzeichen des Körpers, der während seiner individuellen Entwicklung gebildet ist) gebildet wird. Somit ist der Körper ein stabiles System von internen Organen und Gewebe, die in der äußeren Umgebung vorhanden sind. Da jedoch die allgemeine Theorie der Ontogenese noch nicht erstellt wurde, haben viele Prozesse, die während der Entwicklung des Körpers auftreten, noch nicht ihre vollständige Erklärung erhalten.
9.1. StrukturbiologischwissenBiologiewiedie Wissenschaft
Derzeit ist Biologie die dynamischste Entwicklung der Wissenschaft - die Wissenschaft des Lebens und der Tierwelt. Die Hauptaufgaben der Biologie sollen eine wissenschaftliche Definition des Lebens ergeben, zeigen den grundlegenden Unterschied zwischen den Lebensunterhaltsmitteln, um die Besonderheiten der biologischen Form des Vorhandenseins von Materie herauszufinden. Die Entwicklung von biologischem Wissen führt zu einer allmählichen Umwandlung von Ideen über die Essenz des Lebens, der Einheit von kosmischen und biologische Evolution., Wechselwirkung biologisch und sozial im Mensch usw. Neue biologische Daten werden durch das Bild der Welt geändert, das seit langem von der Physik gebildet wurde. Man kann sagen, dass heute die Entdeckung in der Biologie die Entwicklung aller Naturwissenschaften ermittelt. Deshalb ist das moderne wissenschaftliche Bild der Welt ohne biologisches Wissen unmöglich. Darüber hinaus wird Biologie zur Grundlage, auf der neue ideologische Prinzipien gebildet werden, was das Selbstbewusstsein einer Person bestimmt.
In der modernen Wissenschaft. biologiees ist definiert als ein Satz von Lebendigkeit, der Vielfalt der bestehenden und bestehenden lebenden Organismen, deren Struktur und Funktionen, Herkunft, Verbreitung und Entwicklung, Verbindungen miteinander und unbelebte Natur.
Dementsprechend untersucht Biologie sowohl allgemeine als auch private Lebensgesetze in all ihren Manifestationen (Metabolismus, Reproduktion, Vererbung, Variabilität, Anpassungsfähigkeit usw.).
Die moderne Biologie ist dynamisch und ändert sich vor Wissen. Die avalancheartige Anhäufung neuer experimenteller Daten erfolgt manchmal vor ihrer theoretischen Interpretation und Erklärung. Schnell in der Biologie wachsen
disziplinarprüfung an der Kreuzung mit anderen Naturwissenschaften. Daher gibt es in der Struktur von biologischem Wissen heute mehr als 50 Privatwissenschaften: Botanik, Zoologe, Genetik, Molekularbiologie, Anatomie, Morphologie, Zytologie, Biophysik, Biochemie, Paläontologie, Embryologie, Ökologie usw. Diese vielfältige wissenschaftliche Disziplinen ist hauptsächlich auf die Komplexität des Hauptziels der biologischen Forschung - lebender Materie zurückzuführen.
Die Struktur der Biologie als Wissenschaft kann aus Sicht von Objekten, Eigenschaften, Organigfern der Organisation von Wohnen, Grundstufen und biologischen Paradigmen betrachtet werden.
Nach den Objekten der Studie ist Biologie in Virologie, Bakteriologie, Botanik, Zoolologie, Anthropologie unterteilt.
Nach Angaben der Eigenschaften und Manifestationen des Lebens gibt es folgende Klassifizierung biologischer Disziplinen: embryologie -wissenschaft studiert Keimung (Embryonische) Entwicklung von Organismen; physiologie -wissenschaft zum Funktionieren von Organismen; morpho.logik -wissenschaft auf der Struktur lebender Organismen; molekularbiologie -wissenschaft des Lebensstils der Gemeinden der Gemüse- und Tierwelt, ihre Beziehungen zur Umwelt; genetik -wissenschaft der Vererbung und Variabilität.
In Bezug auf die Organisation von lebenden Organismen zuweisen: anatomie- Wissenschaft über die makroskopische Struktur von Tieren und Mann; histologie -wissenschaft auf der Struktur von Stoffen; zytologie -wissenschaft auf der Struktur lebender Zellen.
In seiner Entwicklung hat die Biologie einen langen und schwierigen Weg bestanden, der die drei größten Stadien umfasst, die sich grundsätzlich in ihrer Grundidee unterscheiden: 1) der Zeitraum der Systematik, 2) der Evolutionsperiode und 3) die Biologieperiode des Microomyr. Die markierten Perioden haben keine klaren Zeitlimits zwischen sich sowie nicht nur scharfe Übergänge. Da Biologie noch nicht das Niveau der theoretischen Verallgemeinerungen erreicht hat und kein eigenes wissenschaftliches Bild der Welt hat, existiert er in drei "Hypostasen" - naturalistische, physikochemische und evolutionäre Biologie. Jeder von ihnen erschien in der relevanten Entwicklung der biologischen Wissenschaft.
Zeitraumsystematik. Naturalistischbiologie
Wie jede Naturwissenschaft begann Biology als beschreibende (phänomenologische) Wissenschaft verschiedener Formen, Arten unddie Beziehungen der lebenden Welt. Die Hauptaufgabe bestand darin, die Natur in ihrem natürlichen Zustand zu studieren. Dafür wurden die Phänomene der Tierwelt beschrieben und systematisiert. Es war in dieser Zeit, dass die naturalistische Zeit
der Umzug in Richtung Leben lernen. Der Beginn des wissenschaftlichen Ansatzes war die ständig wachsende Totalität des praktischen Wissens, das von der Person, die die Person in der Umgebung mit der Umwelt erhielt. Neben dem Akkumulieren von Wissen war es notwendig, sowohl die Objekte zu systematisieren, die Gegenstand der praktischen Interessen einer Person waren. Die Idee der Systematik stammt in der Antike. Der erste Systematizizer der Wissenschaft war Aristoteles, der das eigentliche Material sammelte, das sich zu seiner Zeit angesammelt hat, und machte den ersten Versuch, Tiere und Pflanzen auf der Grundlage des Konzepts der Zweckmäßigkeit zu klassifizieren.
Die Systematisierung von biologischem Wissen, er widmete sich eine Reihe von Werken: "Tiergeschichte", "an den Tieren Tieren", "beim Auftreten von Tieren". In ihnen teilte sich Aristoteles das Tierreich in zwei Gruppen: Blut und Blut ohne Blut. Unter dem Blut markierte er hervor: Vierbeinige Vivioren, Vögel, vierbeinige und strenge Eiern und räumliche Romane und Fische. Dementsprechend geteiltes Blut teilt auf: weiche (jagd) weichhäutige Multi-Up (Crayfish), vielseitige Segische und Muschelspülen (Mollusks und see-Igel.). Darüber hinaus gibt Aristotele eine Reihe von Gruppen zwischen diesen beiden zugewiesen. Mann Aristoteles nahm einen Platz an der Spitze der Bluttiere (Anthropozentrismus).
Dank der Werke von Aristotelen erwarb chaotische Kenntnisse der Wildtiere einen relativ bestellten Charakter, und dieser Umstand ist der Ansicht, dass die Bildung von Biologie als Wissenschaft in diesen fernen Zeiten begann. Die Ideen von Aristotelen genossen eine unbestreitbare Autorität bis zur neuen Zeit, nur dann wurden sie inspiziert.
Der Aufstieg der biologischen Wissenschaften trat nur im 13. Jahrhundert auf. und ist mit der Epoche der großen geografischen Entdeckungen verbunden, die die Wissenschaft mit vielen neuen Tatsachen angereichert, die auf neu offenen Ländern gesammelt wurden. Diese Fakten forderten ihre Systematisierung und Klassifizierung, die in den Werken des schwedischen Wissenschaftlers K. Linnei vorgeschlagen wurde. In seiner Arbeit konnte "Natursystem" eine schlanke Hierarchie aller Tiere und Pflanzen entwickeln.
Im Herzen von Linneis Systematik, die die Ansicht lügen, werden enge Arten in die Geburt, ähnliche Arbeit - in den Abläufen und Ablösungen - in Klassen zusammengefasst. Darüber hinaus führten die Zeilen eine genaue Terminologie ein, um Pflanzen und Tiere zu beschreiben. Er besitzt auch die Einführung einer binären (doppelten) Nomenklatur: die Bezeichnung jeder Art von zwei Bedingungen - der Name der Gattung und der Art von Latein. Lines ermittelte die Beziehung zwischen verschiedenen systematischen Gruppen - Klassen, Ablösungen, Geburten, Arten und Unterarten, die die Namen der Taxa deutlich hervorheben und ihre hierarchischen KOODs zeigen.
Neben der Systematisierung und Klassifizierung der organischen Welt in den Jahrhunderten von XVIII-XIX. Auf dem Gebiet der traditionellen Biologie erschien immer noch
eine Reihe von grundlegenden Arbeiten, die von den Klassikern des biologischen Denkens berücksichtigt werden. Dies ist die 44-traurige Arbeit des französischen Wissenschaftlers J. Buffon und seine Mitautoren "Naturgeschichte", das berühmte "Lebensdauer der Tiere" A. Brema und die Arbeit von E. Geckel auf der Morphologie von Organismen.
Die naturalistische Biologie hat seinen Wert an unserem Tag nicht verloren. Die Studie der Flora und Fauna unseres Planeten wird fortgesetzt, neue Arten werden geöffnet und beschrieben. Trotz der Tatsache, dass die moderne Biologie eine große Anzahl von Tieren und Gemüseorganismen analysieren und klassifizieren konnte, konnte dennoch dies nicht tun gesamte Beschreibung Die ganze natürliche Welt. Es wird angenommen, dass nur zwei Drittel der vorhandenen Arten noch beschrieben werden, d. H. 1,2 Millionen Tiere, 5000 Tausend Pflanzen, Hunderttausende von Pilze, etwa 3 Tausend Bakterien usw. Die Ökologie wird immer wichtiger - Wissenschaft, die die Beziehung zwischen Organismen sowohl untereinander als auch mit einem Lebensraum erkunden. Diese Wissenschaft erschien im Rahmen der traditionellen Biologie, hält die Natur als Ganzes an und erfordert eine sorgfältige, humane Beziehung.
Zeitraummikrowelld.. Physikus- chemischbiologie
Mit all den Vorteilen der naturalistischen Biologie mit ihrem ganzheitlichen Ansatz auf das Studium der Natur musste Biologie noch die Mechanismen, Phänomene und Prozesse auf verschiedenen Lebensgängen und lebenden Organismen verstehen. Daher haben die traditionellen beschreibenden Biologie-Wissenschaftler gezwungen, zur Untersuchung der Anatomie und der Physiologie von Pflanzen und Tieren, den Prozessen des Lebens von Organismen im Allgemeinen und ihren einzelnen Körperinnen zu gehen, und fordern dann stärkelt, das Leben an zellulärem zu studieren molekulare genetische Ebenen.
Die Grundlagen anatomischer und physiologischer Kenntnisse wurden in der Antike gelegt und sind mit den Werken von Hippokratisch, Herofila, Claudia Galen und ihren Schülern verbunden. Die wahre Entwicklung dieses Bereichs der Biologie begann jedoch nur in einer neuen Zeit. In den XVI-XVII-Jahrhunderten. Dank R. Guka, N. wuchs, ya. Gelmont, M. Malpigi, die mit einem Mikroskop durchgeführt wurde, wurde von der Anatomie von Pflanzen entwickelt, die Zell- und Gewebespiegel der Anlagenorganisation eröffnet wurden. Ein Experiment dringt in Biologie ein, künstliche Hybridisierung, die die Remote-Voraussetzungen für das Auftreten von Genetik herauslegen.
Es ist wichtig zu wissen, dass Biologie in einer neuen Zeit alle breiteren Zeiten die Methoden anderer verwendet naturwissenschaften - fortgeschrittene Physik und Chemie. In der Wissenschaft drang also die Idee ein, dass alle Lebensphänomene der Gesetze der Physik und der Chemie gehorchen und mit ihrer Hilfe erklärt werden können. Somit verwendet Biology alle Ideen
dukiaismus. Zuerst war es nur ein methodischer Ansatz, sondern aus dem 19. Jahrhundert. Es war möglich, über die Geburt einer physikochemischen Biologie zu sprechen, das Leben in molekularer und supemolekulärer Ebene untersucht. Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts, der die Methoden der Physik- und Chemie in ihrem Studium benutzten, spielten eine wichtige Rolle bei der Genehmigung des neuen Bildes der Biologie. L. Paster, i.m. SECHENOV, I.P. Pavlov, I.i. Mechikikov et al. Es ist auch notwendig, die Gründer der Zelltheorie von M. Shleiden zu nennen, und T. Svanna, der 1838 veröffentlicht wurde, um eine lebende Zelle zu lernen. Ihre Theorie führte zu der Entstehung von Zytologie - die Wissenschaft einer lebenden Zelle.
Eine weitere Studie der Zellstruktur verursachte die Geburt der Genetik - die Wissenschaft der Vererbung und der Variabilität. Im xx. Jahrhundert Die molekulare Genetik erschien, was die Biologie auf ein neues Niveau der Lebensanalyse brachte, und es näher mit Physik und Chemie näher brachte. Es war möglich, die genetische Rolle von Nukleinsäuren zu verstehen, wobei die molekularen Mechanismen der genetischen Wiedergabe und der Proteinbiosynthese geöffnet wurden, sowie molekulargenetische Variabilitätsmechanismen der Variabilität, studierten Metabolismus auf molekularer Ebene. Gleichzeitig schufen die Entdeckung in der Physik und der Chemie, die kontinuierliche Verbesserung der physikalischen und chemischen Forschungsmethoden und deren Antrag in der Biologie die Fähigkeit, sich an die Untersuchung einer Vielzahl von biologischen Problemen zu nähern.
Aus Sicht der Chemie sind lebende Organismen offene Systeme, ständig Substanz und Energie mit der Umgebung austauschen. Gleichzeitig erhalten sie zusammen mit Lebensmitteln eine große Anzahl von organischen und mineralischen Verbindungen, die an den biochemischen Reaktionen des Körpers beteiligt sind, und dann in Form von Zerfallsprodukten in der Umwelt angezeigt werden. Baumaterial für lebende Zellen sind Makromoleküle - Proteine, Fette, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren. Die im Körper auftretende hormonelle Regelung stellt auch ein chemisches Reaktionssystem dar.
Die Kombination von Biologie mit Chemie gab den Beginn einer neuen Wissenschaftsbiochemie, die die Struktur und Eigenschaften von Biomolekülen gleichzeitig mit ihrem Stoffwechsel in lebendigen Geweben und Organen studiert. Mit anderen Worten, die Biochemie analysiert Änderungen in Biomolekülen in einem lebenden Organismus. Biochemiker gelang es, herauszufinden, wie Energie in der Zelle übertragen wird, entschlüsselt die metabolischen Mechanismen (Metabolismus), um die Rolle von Membranen, Ribosomen und anderen intrazellulären Strukturen festzulegen. Es waren die Biochemiker, die die Struktur entschlüsselten und die Funktionen von Proteinen und Nukleinsäuren ermittelten, wodurch die Grundlagen der molekularen Genetik legten. Die Empfehlungen der Biochemiker genießen heute Medizin, Apotheke, Landwirtschaft.
Da die moderne Chemie auf Physik basiert, versuchen Wissenschaftler, biologische Phänomene und Prozesse zu erklären
körperliche Muster. Infolgedessen wurde 1950 eine neue Wissenschaft in Biologie und Physik an der Kreuzung der Biochemie - Biophysik geboren. Biophysik, wenn man in Anbetracht eines biologischen Phänomens, der Zassen, ist es etwas elementarer, der für ein Verständnis von Handlungen zugänglich ist und ihre physischen Eigenschaften untersucht. Somit wurden die Mechanismen der Muskelkontraktion, der Nervenimpuls, die Geheimnisse der Photosynthese und die enzymatische Katalyse erklärt.
Mit Hilfe von Biochemie und Biophysik konnten Wissenschaftler Wissen über die Struktur und Funktionen des Körpers kombinieren. Aber weder diese Wissenschaften noch physikochemische Biologie als Ganzes kann die Hauptfrage der Biologie beantworten - die Frage des Ursprungs und der Essenz des Lebens.
Evolutionärzeitraum. Evolutionärbiologie
Die Idee der Entwicklung der Wildtiere durchdrungen Biologie nur im 19. Jahrhundert, obwohl die Voraussetzungen der Evolutionsbiologie in der Antike gebildet wurden. Also, im Herzen der Systematik des Alive, liegt Aristoteles die Idee der Treppe der Wesen: Er legte die Organismen aus einem einfachen bis komplexen, während er auf die Spitze der Pyramide der Tierwelt platzierte. Von dieser Idee war es notwendig, nur einen Schritt in Richtung der Idee der Evolution als Entwicklung der Tierwelt durch ständige Komplikation zu machen.
Der Beginn der evolutionären Entwicklungsperiode der Biologie wurde in den Werken des französischen Biologens J. B. Lamarka gefunden, der vorgeschlagen wurde die erste evolutionäre Theorie.Sie wurde in seinem Buch "Die Philosophie der Zoologie", veröffentlicht, die 1809 veröffentlicht wurde, sprach zuerst unter dem Einfluss der Umwelt und der Übertragung von erworbenen Anzeichen auf Nachkommen. Lamark in seiner Theorie stützte sich jedoch auf eine Reihe falscher anfänglicher Bestimmungen, aufgrund der er das Problem der Beziehung zwischen den internen und äußeren Evolutoren nicht lösen konnte.
Wesentlicher Beitrag zur Entwicklung der Biologie in dieser Zeit gemacht katastrophentheorieder Autor wurde der französische Wissenschaftler J. Kuvye. Er fuhr von den Ideen fort, dass die natürlichen Kräfte, die jetzt in der Vergangenheit wirken und dominiert haben, effizient voneinander unterscheiden. Daher könnte in der Vergangenheit globale natürliche Katastrophen, die den ruhigen Fluss geologischer und biologischer Prozesse auf der Erde unterbrochen, regelmäßig auftreten. Infolge dieser globalen Katastrophen hat sich nicht nur das Erscheinungsbild der Erde, sondern auch seine organische Welt fast vollständig geändert. Die Gründe für diese Katastrophen-Wissenschaft können nicht etabliert werden, aber es kann geschlossen werden, dass es die Katastrophe war, die zum Erscheinungsbild immer komplexer werdender organischer Formen führte.
Eine echte Revolution in der Biologie hängt 1859 mit dem Erscheinungsbild zusammen theorie der Evolution C. Darwin,der "Ursprung der Arten durch natürliche Auswahl", beschrieben im Buch. Evolutionäre Theorie von Dar
weine sind auf drei Postkörpern gebaut: Variabilität, Vererbung und natürliche Auswahl. Variabilität von Darwin ist die Fähigkeit von Organismen, neue Immobilien und Anzeichen zu erwerben und aus verschiedenen Gründen zu wechseln. Es ist die Variabilität, die der erste und der Hauptglied der Evolution ist. Die Vererbung ist die Fähigkeit, lebende Organismen, ihre Eigenschaften und Anzeichen anschließende Generationen zu übertragen. Die natürliche Auswahl ist das Ergebnis des Kampfes um das Bestehen und die Überlebensbekämpfung und die erfolgreiche Reproduktion der am meisten angepassten Organismen. Unter der Aktion einer natürlichen Auswahl einer Gruppe von Individuen aus der Erzeugung zur Erzeugung sammeln sich verschiedene adaptive Anzeichen an und dadurch erwerben sie so signifikante Unterschiede, die sie in neue Typen verwandeln. Leider wurden die Bestimmungen zu Vererbung und Variabilität, die auch in dieser Theorie enthalten waren, viel schlechter entworfen. Dies gaben Gründe für ernsthafte Kritik an der darwinischen Evolutionstheorie, die sich am Ende des XIX - frühen XX Jahrhunderts umdrehte.
Moderne (synthetische) Theorie der Evolutiones erschien nur am Ende der 20er Jahre. XX Jahrhundert Sie war die Synthese von Genetik und Darwinismus. Seit dieser Zeit wurde es möglich, über die evolutionäre Biologie als Plattform zu sprechen, auf der die Synthese heterogenes biologisches Wissen auftritt. Die heutige Evolutionäre Biologie ist das Ergebnis der Kombination von zwei Wissenströmen: evolutionäre Lehre und Wissen, das von anderen biologischen Wissenschaften auf den Prozessen und Evolutionsmechanismen gewonnen wird. Im xx. Jahrhundert. Der Inhalt der Evolutionsbiologie ist ständig erweitert. Es wird durch Daten von Genetik, Molekularbiologie, Zytologie, Paläontologie ergänzt. Viele Wissenschaftler glauben, dass es sich um eine evolutionäre Biologie handelt, die in der Lage ist, die Grundlage der theoretischen Biologie zu werden, die der Hauptzweck der XXI-Biologen ist.
9.2. Strukturellstufenweiseorganisationenleben
Das Leben zeichnet sich durch eine dialektische Einheit von Gegensätzen aus: Es ist gleichzeitig null und diskret. Die organische Welt ist ein einziges Ganzes, da es ein System von miteinander verbundenen Teilen darstellt (das Vorhandensein einiger Organismen hängt von anderen ab) und gleichzeitig disoritär, da sie aus einzelnen Einheiten - Organismen oder Einzelpersonen besteht. Jeder lebende Organismus ist wiederum diskret, da es aus einzelnen Organen, Geweben, Zellen besteht, aber gleichzeitig jede der Organe, die bestimmte Autonomie besitzt, wirkt als Teil des Ganzen. Jede Zelle besteht aus Organoiden, dient jedoch als Ganzes. Erbinformationen werden von Genen durchgeführt, aber
keiner der Gene außerhalb der gesamten Bevölkerung bestimmt die Entwicklung eines Merkmals usw.
Die unterschiedlichen Ebenen der organischen Weltorganisationen sind mit dem Ermessensgrad des Lebens verbunden, der als diskrete Zustände von biologischen Systemen definiert werden kann, die durch Verunreinigungen, Vernetzung und spezifische Muster gekennzeichnet sind. Gleichzeitig hat jedes neue Niveau die besonderen Eigenschaften und Muster der ersteren, unteren Ebene, da jeder Körper einerseits aus Elementen besteht, und andererseits ist es ein Element, das Teil eines makrobiologischen Teils ist System.
Auf allen Ebenen des Lebens manifestieren sich seine Attribute als Ermessenheit und Integrität, Strukturorganisation, Stoffwechsel, Energie und Informationen. Die Existenz des Lebens mit höherer Ebene der Organisation wird durch die Struktur mit niedrigem Niveau erstellt und bestimmt; Insbesondere wird die Art des zellulären Niveaus durch molekulare und subzelluläre, organisierte - zelluläre, Gewebewerte usw. bestimmt.
Die strukturelle Ebene der lebenden Organisation sind äußerst vielfältig, aber gleichzeitig sind die wichtigsten, zellulären, ontogenetischen, Bevölkerungsarten, Bioceneth, BioGeocetic und Biosphäre grundlegend.
Molekular- genetischniveau
Der molekulare genetische Lebensstandard des Lebens ist das Funktionieren von Biopolymeren (Proteine, Nukleinsäuren, Polysaccharide) und anderen wichtigen organischen Verbindungen, die den wichtigsten Prozessen von Organismen zugrunde liegen. Auf dieser Ebene ist die elementare Struktureinheit Gen und der Träger der erblichen Informationen in allen lebenden Organismen - DNA-Molekül. Die Umsetzung erblicherinformationen erfolgt mit der Beteiligung von RNA-Molekülen. Aufgrund der Tatsache, dass die Lagerung, Änderungen und die Implementierung erblicherinformationen mit molekularen Strukturen verbunden sind, wird dieses Niveau als molekular-, aber genetisch genannt.
Die wichtigsten Aufgaben der Biologie auf dieser Ebene sind die Untersuchung von Mechanismen zum Übertragen von Geninformationen, Vererbung und Variabilität, einer Studie von evolutionären Prozessen, Herkunft und Wesen des Lebens.
Alle lebenden Organismen in ihrer Zusammensetzung sind einfache anorganische Moleküle: Stickstoff, Wasser, Kohlendioxid. Davon während der chemischen Evolution erschien ein einfaches organisches Verbindungen wiederum Baustoff für größere Moleküle. So erschienen die Makromoleküle - gigantisch
polymere, gebaut aus einer Vielzahl von Monomeren. Es gibt drei Arten von Polymeren: Polysaccharide, Proteine \u200b\u200bund Nukleinsäuren. Monomere dienen jeweils Monosaccharide, Aminosäuren und Nukleotide.
Proteineund Nukleinsäuren sind "informative" Moleküle, da in ihrer Struktur eine wichtige Rolle von der Sequenz von Monomeren abgespielt wird, die sehr unterschiedlich sein kann. Polysaccharide (Stärke, Glykogen, Cellulose) spielen die Rolle einer Energiequelle und Baumaterial für die Synthese größerer Moleküle.
Proteine \u200b\u200bsind Makromoleküle, die sehr lange Ketten aus Aminosäuren - organische (carboxylische) Säuren sind, die in der Regel ein oder zwei Aminogruppen (-NH 2) enthalten.
In Aminosäurelösungen ist es möglich, Eigenschaften beider Säuren und Basen anzuzeigen. Dies macht sie zu einer Art Puffer auf dem Weg gefährlicher physikalisch-chemischer Veränderungen. In den lebenden Zellen und Geweben treten über 170 Aminosäuren auf, aber es gibt nur 20 ihrer Proteine. Es ist die Reihenfolge der miteinander verbundenen Aminosäuren, die miteinander verbunden sind, die mit den Peptidbindungen1 die primäre Struktur von Proteinen bildet. BELKOV macht über 50% der gesamten trockenen Masse der Zellen aus.
Die meisten Proteine \u200b\u200bführen die Funktion von Katalysatoren (Enzyme) aus. In ihrer räumlichen Struktur gibt es aktive Zentren in Form, ein bestimmtes Form zu vertiefen. Moleküle fallen in solche Zentren, deren Umwandlung von diesem Protein katalysiert wird. Darüber hinaus spielen Proteine \u200b\u200bdie Rolle von Trägern; Beispielsweise überträgt Hämoglobin Sauerstoff aus der Lunge in das Gewebe. Muskulöse Kontraktionen und intrazelluläre Bewegungen - das Ergebnis der Wechselwirkung von Proteinmolekülen, deren Funktion ist, um die Bewegung zu koordinieren. Das Antikörperproteinmerkmal ist der Schutz des Körpers von Viren, Bakterien usw. Die Aktivität des Nervensystems hängt von den Proteinen ab, mit denen Informationen aus der Umgebung gesammelt und gespeichert werden. Proteine, genannte Hormone, steuern das Wachstum von Zellen und ihrer Aktivität.
Nukleinsäuren.Die Prozesse der lebenswichtigen Tätigkeit von lebenden Organismen bestimmt die Wechselwirkung von zwei Arten von Makromolekülen - Proteine \u200b\u200bund DNA. Genetische Informationen des Körpers werden in DNA-Molekülen gelagert, die als Träger von erblichen Informationen für die nächste Generation dienen und die Biosynthese von Proteinen bestimmt, die fast alle biologischen Prozesse steuern. Deshalb nuk-
1 Peptidkommunikation ist chemische Kommunikation -CO-NH-.
lyinovinsäuren gehört zum gleichen wichtigen Ort im Körper sowie Proteine.
Sowohl Proteine \u200b\u200bals auch Nukleinsäuren haben eine sehr wichtige Eigenschaft - molekulare Diasymmetrie (Asymmetrie) oder molekulare Chiralität. Diese Eigenschaft des Lebens war in den 40-50er Jahren offen. XIX-Jahrhundert L. Pasteur während der Untersuchung der Struktur der Substanzen von Substanzen von biologischen Ursprungssalzen - Salze von Traubensäure. In seinen Experimenten entdeckte Paster, dass nicht nur Kristalle, sondern auch ihre wässrigen Lösungen den polarisierten Lichtstrahl ablenken können, d. H. sind optisch aktiv. Später bekamen sie einen Namen optische Isomere.Bei Lösungen von nicht biologischem Ursprung ist diese Eigenschaft nicht vorhanden, die Struktur ihrer Moleküle ist symmetrisch.
Heute werden die Ideen von Pasteur bestätigt, und es gilt als bewährt, dass die molekulare Chiralität (von Griechisch. CheIR - Hand) nur inhärent ist, nur lebende Materie und ist seine unveräußerliche Eigenschaft. Die Substanz des nicht lebenden Ursprungs ist symmetrisch in dem Sinne, dass Moleküle das Licht links und rechts polarisieren, es immer gleichermaßen gleich. Und in der Substanz biologischer Herkunft gibt es immer eine Abweichung von diesem Gleichgewicht. Proteine \u200b\u200bsind aus Aminosäuren, polarisierendem Licht nur nach links (L-Konfiguration) aufgebaut. Nukleinsäuren bestehen aus Zuckern, polarisierendem Licht nur nach rechts (D-Konfiguration). Somit ist die Chiralität die Asymmetrie von Molekülen, ihre Inkompatibilität mit seiner Spiegelreflexion, wie rechts und linker moderner Name Diese Liegenschaft. Es ist interessant zu bemerken, dass, wenn sich eine Person plötzlich in seine Spiegelreflexion umgewandelt hätte, dann wäre alles in Ordnung, solange er Gemüse oder tierischen Ursprungs essen würde, die er einfach nicht verdauen konnte.
Nukleinsäuren- Dies sind komplexe organische Verbindungen, die phosphorhaltige Biopolymere (Poly-Nukleotide) sind.
Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren - DEOXYRIBONUCH-LEIN-Säure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Seine Nukleinsäuren (von Lat. Nucleus - Kernel) waren auf die Tatsache, dass sie zum ersten Mal in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts von den Kernel von Leukozyten zugeteilt wurden. Schweizer Biochemiker F. Misher. Später wurde gefunden, dass sich Nukleinsäuren nicht nur im Kern befinden können, sondern auch im Zytoplasma und seinen Organoiden. DNA-Moleküle bilden zusammen mit Hyston-Proteinen eine Chromosomensubstanz.
In der Mitte des XX-Jahrhunderts Amerikanischer Biochemiker J. Watson und Englisch Biophysiker F. Creek enthüllte die Struktur des DNA-Moleküls. Röntgen-Beugungsstudien haben gezeigt, dass DNA aus zwei in einer doppelten Helix verdrehten Ketten besteht. Die Rolle der Kettenketten wird von Sakharo Phosphatgruppen gespielt, und die Basen von Purinen und Pyrimidinen werden von Jumper serviert. Jeder Jumper wird von zwei an den beiden gegenüberliegenden Ketten befestigten Basen gebildet, und wenn eine Basis einen Ring aufweist, dann ist der andere zwei. Somit werden komplementäre Paare gebildet: AA-T und Mr. Dies bedeutet, dass die Sequenz von Basen einer Kette die Basisfolge in einer anderen komplementären Kette des Moleküls eindeutig bestimmt.
Das Gen ist ein Teil des DNA-Moleküls oder RNA (in einigen Viren). RNA enthält 4-6 Tausend einzelne Nukleotide, DNA - 10-25 Tausend. Wenn Sie die DNA einer menschlichen Zelle in einem kontinuierlichen Faden herausziehen könnten, wäre seine Länge 91 cm.
Trotzdem trat die Geburt der molekularen Genetik etwas früher auf, als Amerikaner J. Bidl und E. Titum eine direkte Verbindung zwischen dem Zustand der Gene (DNA) und der Synthese von Enzymen (Proteine) eingerichtet. Es dauerte dann, dass die berühmte Erklärung erschien: "Ein Gen ist ein Protein." Es wurde später herausgefunden, dass die Hauptfunktion von Genen die Kodierung der Proteinsynthese ist. Danach konzentrierten sich Wissenschaftler auf die Frage, wie das genetische Programm aufgezeichnet wurde und wie sie in der Zelle implementiert ist. Dazu war es notwendig, herauszufinden, wie nur vier Basen die Reihenfolge der gesamten zwanzig Aminosäuren in den Proteinmolekülen kodieren können. Der Hauptbeitrag zur Lösung dieses Problems wurde von dem berühmten Physiker Theorist Gamov Mitte der 1950er Jahre erstellt.
Gemäß seiner Annahme wird eine Kombination aus drei DNA-Nukleotiden verwendet, um eine Aminosäure zu codieren. Diese elementare Einheit der Vererbung, die eine Aminosäure kodiert, wurde benannt codon.1961 wurde die Hypothese von Gamov von der Forschung F. wein bestätigt. So wurde somit durch den molekularen Mechanismus zum Lesen genetischer Informationen aus dem DNA-Molekül in der Synthese von Proteinen entschlüsselt.
In der Wohnzelle gibt es Organellen - Ribosomen, die die primäre DNA-Struktur "lesen" und das Protein entsprechend den in der DNA aufgezeichneten Informationen synthetisieren. Jedes Troika-Nukleotid wird in Übereinstimmung mit einem der 20 möglichen Aminosäuren eingesetzt. Es ist so, dass die primäre DNA-Struktur die Sequenz von Aminosäuren eines synthetisierten Proteins bestimmt, den genetischen Code des Körpers (Zellen) fixiert.
Genetischer Code aller Lebewesen, ob es sich um eine Pflanze, ein Tier oder ein Bakterium handelt, das gleiche. Eine solche Besonderheit des genetischen Codes, zusammen mit der Ähnlichkeit der Aminosäurezusammensetzung aller Proteine, testifiziert
auf der biochemischen Einheit des Lebens, der Ursprung aller Lebewesen auf der Erde von einem einzigen Vorfahren.
Der DNA-Wiedergabemechanismus wurde ebenfalls entschlüsselt. Es besteht aus drei Teilen: Replikation, Transkription und Sendung.
Reproduzieren- Dies ist die Verdoppelung von DNA-Molekülen. Der Replikationsumfang ist das einzigartige Eigentum von DNA zur Selbstkopie, das es ermöglicht, die Zelle in zwei identisch zu teilen. Wenn die DNA-Replikate, bestehend aus zwei verdrehten molekularen Ketten, dreht sich. Es werden zwei molekulare Fäden gebildet, von denen jeder als Matrix für die Synthese eines neuen Threads dient, komplementär zum Original. Danach ist die Zelle aufgeteilt, und in jeder Zelle wird ein DNA-Thread alt sein, und der zweite ist neu. Die Verstöße gegen die Reihenfolge von Nukleotiden in der DNA-Schaltung führt zu erblichen Veränderungen in den Körpermutationen.
Transkription- Dies ist die Übertragung von DNA-Code durch die Bildung des od-neuen Informations-RNA-Moleküls auf einem der DNA-Threads. Und-rNA ist eine Kopie des Teils des DNA-Moleküls, das aus einer oder einer Gruppe benachbarter Gene besteht, die Informationen über die Struktur von Proteinen tragen.
Übertragung -es ist eine Proteinsynthese, die auf dem genetischen Code und--RNA in speziellen Organoidzellen basiert - Ribosomen, in denen Transport-RNA (T-RNA) Aminosäuren liefert.
In den späten 1950er Jahren. Die russischen und französischen Wissenschaftler gleichzeitig wurde eine Hypothese auf die Tatsache vorgelegt, dass Unterschiede in der Häufigkeit des Auftretens und des Verfahrens für den Standort von Nukleotiden in DNA in verschiedenen Organismen spezifisch für Arten sind. Diese Hypothese ermöglichte die Entwicklung des Lebens und der Natur der Speziation auf molekularer Ebene.
Es gibt mehrere Variabilitätsmechanismen auf molekularer Ebene. Das Wichtigste von ihnen ist der bereits erwähnte Mechanismus der Genmutation - direkttransformationneudas Hotel liegt im Chromosom, unter dem Einfluss externer Faktoren. Die Faktoren, die zur Mutation (Mutagenam) verursachen, sind Strahlung, toxische chemische Verbindungen sowie Viren. In diesem Fall ändert sich der Mechanismus der Variabilität, die Reihenfolge der Erzeugung von Genen im Chromosom nicht.
Ein weiterer Variabilitätsmechanismus - rekombination von Genen.Diese Schaffung neuer Kombinationen von Genen in einem bestimmten Chromosom. Gleichzeitig ändert sich die molekulare Base des Gens nicht selbst, und seine Bewegung erfolgt von einem Abschnitt des Chromosoms an einem anderen oder der Austausch von Genen zwischen den beiden Chromosomen. Die Genov-Rekombination findet statt, wenn sie bei den höchsten Organismen sexuell reproduziert werden. Gleichzeitig gibt es keine Änderung der Gesamtmenge an genetischen Informationen, es bleibt unverändert. Dieser Mechanismus erklärt, warum Kinder ihren Eltern nur teilweise ähnlich sind -
sie erben Anzeichen von beiden elterlichen Organismen, die zufällig kombiniert werden.
Ein weiterer Variabilitätsmechanismus - neklissische Rekombination von G.november- wurde nur in den 1950er Jahren eröffnet. Bei der nichtklassischen Rekombination von Genen erfolgt eine allgemeine Erhöhung der Menge an genetischen Informationen aufgrund der Einbeziehung neuer genetischer Elemente in das Gengen. Am häufigsten werden neue Elemente in einen Viruskäfig eingeführt. Heute wurden mehrere Arten von transmissiven Genen gefunden. Unter ihnen sind Plasmide, die eine zweikettige Ring-DNA sind. Wegen einer langen Verwendung jeglicher Drogen kommt es, sucht nach einer langen Verwendung von Drogen, wonach sie aufhören, Drogenauswirkungen zu haben. Pathogene Bakterien, gegen die unser Arzneimittel gültig ist, sind mit Plasmies verbunden, die Bakterien der Medizin ergibt, und sie hören auf, es zu bemerken.
Migration von genetischen Elementen können sowohl strukturelle Umstrukturierungen in Chromosomen als auch Genmutationen verursachen. Die Möglichkeit, solche Elemente von einer Person zu verwenden, führte zu dem Entstehung neuer wissenschaftswissenschaftlicher Gentechnik, deren Zweck, neue Formen von Organismen mit den angegebenen Eigenschaften zu schaffen. Somit ist mit Hilfe genetischer und biochemischer Methoden neue, nicht natürliche Kombination von Genen gebaut. Dafür wird DNA mit den gewünschten Eigenschaften kodierenden Proteinproduktion geändert. Dieser Mechanismus unterliegt allen modernen Biotechnologie.
Mit Hilfe von rekombinanter DNA können Sie eine Vielzahl von Genen synthetisieren und in Klone (Kolonien identischer Organismen) zur Richtproteinsynthese eindringen. Also wurde 1978 Insulin synthetisiert - Protein für die Behandlung von Diabetes mellitus. Das richtige Gen wurde in Plasmid eingeführt und in ein herkömmliches Bakterium eingeführt.
Genetik arbeitet an der Schaffung von sicheren Impfstoffen aus viralen Infektionen, da traditionelle Impfstoffe ein geschwächtes Virus sind, das eine Antikörperproduktion verursachen sollte, so dass ihre Einführung mit einem gewissen Risiko verbunden ist. Mit dem Gentechnik können Sie eine DNA mit der Oberflächenschicht des Virus codieren. In diesem Fall wird die Immunität produziert, aber die Infektion des Körpers ist ausgeschlossen.
Heute wird in der Gentechnik die Frage der Erhöhung der Lebenserwartung und der Möglichkeit der Unsterblichkeit durch Ändern des menschlichen Genteuprogramms berücksichtigt. Es ist möglich, dies zu erreichen, indem die Schutznuzymfunktionen der Zelle erhöht werden, wobei die DNA-Moleküle aus verschiedenen Schäden, die sowohl mit den Stoffwechselstörungen als auch der Wirkung der Umgebung verbunden sind, zu schützen. Darüber hinaus gelang es den Wissenschaftlern, das Anti-Aging-Pigment zu öffnen und ein spezielles Medikament zu schaffen, das Zellen davon ausstellte. In experimenten mit.
shami wurde eine Erhöhung der Länge ihres Lebens erhalten. Wissenschaftler konnten auch feststellen, dass die Telomere zum Zeitpunkt der Abteilung von Zellen reduziert werden - spezielle chromosomale Strukturen an den Enden der Zellchromosomen. Tatsache ist, dass, wenn DNA eine spezielle Substanz - Polymerase repliziert - auf die DNA-Spirale, wodurch die Kopie davon entfernt wird. Die Polymerase-DNA beginnt jedoch nicht von Anfang an, sondern verlässt jedes Mal eine unpopuläre Spitze. Daher wird mit jedem nachfolgenden Kopieren die DNA-Spirale auf Kosten der Endbereiche verkürzt, die keine Informationen oder Telomer tragen. Sobald die Telomere während nachfolgenden Kopien erschöpft sind, beginnt ein Teil der DNA zu reduziert, was genetische Informationen trägt. Dies ist der Prozess der Alterungszellen. Im Jahr 1997 wurde in den USA und Kanada ein Experiment durchgeführt, ein Experiment auf künstlicher Dehnung telomere. Dazu wird ein neu offenes Zellenzymtelomerase verwendet, das Telomeregus fördert. Die so erhaltenen Zellen haben die Fähigkeit zur Abwicklung des Auflösungs und des Haltens seiner normalen funktionellen Eigenschaften und ohne Umdrehen in Krebszellen gesammelt.
In letzter Zeit wurden die Erfolge von Gengenaugen auf dem Gebiet der Klonierung - genaue Reproduktion eines Live-Objekts in einer bestimmten Menge an Kopien von somatischen Zellen weithin bekannt. In diesem Fall ist die erwachsene Person genetisch vom Mutterorganismus nicht unterscheidbar.
Klone in Organismen erhalten, die durch die Parthenogenese ohne vorhergehende Düngung züchten, ist nicht etwas Besonderes und wurde von Genetiker seit langem verwendet. Die höchsten Organismen kennen auch Fälle von natürlichem Klonen - die Geburt einzelner quadratischer Zwillinge. Die künstliche Akquisition von Klonen der höchsten Organismen hängt jedoch mit schwerwiegenden Schwierigkeiten zusammen. Trotzdem wurde im Februar 1997 im Labor Jan Vilmut in Edinburgh eine Methode zum Klonen der Säugetiere entwickelt, und Schafe wurde erhöht. Dazu hat die schottische Blackorda-Rasse eine Eizelle, die sie in ein künstliches Nährstoffmedium legt, und die Kerne wurden von ihnen entfernt. Dann nahmen sie die Milchverzahterzellen von einem schwangeren Schwangerer-Sheep-Zucht-finnischer Dorset mit einem kompletten genetischen Set. Nach einiger Zeit wurden diese Zellen mit nuklearen Eier zusammengeführt und ihre Entwicklung mittels einer elektrischen Entladung aktiviert. Dann wuchs ein Entwicklungsembryo für sechs Tage in einem künstlichen Umfeld, wonach die Embryonen in der Gebärmutter der Mutter der Mutter transplantiert wurden, wo sie sich vor der Geburt entwickelten. Aber von 236 Erfahrungen waren die Experimente nur eins erfolgreich - der Schaf roset dolly.
Danach erklärte Wilmut die Hauptmöglichkeit, eine Person zu klonen, die die lebhaftesten Diskussionen verursachte
nicht nur in der wissenschaftlichen Literatur, sondern auch in den Parlamenten vieler Länder, da eine solche Gelegenheit mit sehr ernsten moralischen, ethischen und rechtlichen Problemen verbunden ist. Es ist nicht zufällig, dass Gesetze, die das menschliche Kloning verbieten, in einigen Ländern bereits angenommen worden sind. Schließlich stirbt die meisten klonierten Embryonen. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit der Geburt von Freaks großartig. Die Klonerlebnisse sind also nicht nur unmoralisch, sondern auch im Hinblick auf die Reinheit der Reinheit des Typs Homo Sapiens gefährlich. Dafür ist das Risiko zu groß, bestätigt von den Anfang 2002, die Anfang 2002 kamen, und Berichterstattung über die Erkrankung des Lamms der Arthritis - eine Krankheit, die nicht für Schafe charakteristisch ist, wonach es bald gefegt werden musste.
Daher ist ein viel vielversprechenderer Forschungsgebiet die Studie des Genoms (Aggregat von Genen) einer Person. 1988 wurde auf Initiative von J. Watson die internationale Organisation "Das Genom des Mannes" erstellt, die viele Wissenschaftler von vereinigten verschiedene Länder Die Welt und legte die Aufgabe, das gesamte menschliche Genom zu entschlüsseln. Dies ist eine große Herausforderung, da die Anzahl der Gene im menschlichen Körper 50 bis 100 Tausend reicht, und das gesamte Genom ist mehr als 3 Milliarden Nukleotidpaare.
Es wird angenommen, dass die erste Phase dieses Programms, die mit der Dekodierung der Sequenz des Standorts von Nukleotidpaaren zusammenhängt, bis Ende 2005 abgeschlossen ist. Die Arbeit wurde bereits auf der Erstellung von "Atlas" -Genen durchgeführt, die ihre Karten einstellen . Die erste solche Karte wurde 1992 in D. Koen und J. Dossa erstellt. In der endgültigen Version wurde sie 1996 vertreten. J. Weisenbach, der, der das Chromosom unter dem Mikroskop untersuchte, mit Hilfe von speziellen Markern, eine DNA verschiedener Abschnitte bemerkt. Dann klonte er diese Abschnitte, wuchs sie auf Mikroorganismen und erhielt DNA-Fragmente - die Sequenz von Nukleotiden einer DNA-Kette, aus der das Chromosom konsistent war. Somit identifizierte Weisenbach die Lokalisierung von 223 Genen und ergab etwa 30 Mutationen, die zu 200 Erkrankungen führten, einschließlich Hypertonie, Diabetes, Taubheit, Blindheit, maligne Tumoren.
Eine der Ergebnisse dieses Programms, wenn auch nicht fertiggestellt, ist die Möglichkeit, genetische Pathologien in den frühen Stadien der Schwangerschaft und der Schaffung von Gentherapie - die Behandlungsmethode zu identifizieren erbliche Krankheiten Mit Hilfe von Genen. Vor dem Durchführen des erzeugenden Verfahrens wird herausgefunden, dass das Gen defekt war, das normale Gen erhalten wird und in alle Patientenzellen eingeführt wird. Es ist sehr wichtig, nachzuspüren, dass das eingegebene Gen unter der Steuerung der Zellmechanismen arbeitete, andernfalls wird die Krebszelle erhalten. Es gibt bereits erste Patienten, die auf diese Weise geheilt sind. Richtig, es ist noch nicht klar, wie radikal ausgehärtet sind und
wird die Krankheit in der Zukunft zurückkehren. Auch noch keine klaren und entfernten Folgen einer solchen Behandlung.
Natürlich hat die Verwendung von Biotechnologie und Gentechnik sowohl positive als auch negative Seiten. Dies belegt das Memorandum der 1996 veröffentlichten europäischen mikrobiologischen Gesellschaften. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die breite Öffentlichkeit mit Verdacht und Feindseligkeit auf Gentechnologien bezieht. Angst verursachen die Möglichkeit, eine genetische Bombe zu schaffen, die das menschliche Genom verzerren kann und zur Geburt von Freaks führt; Die Entstehung unbekannter Erkrankungen und die Herstellung von biologischen Waffen.
In letzter Zeit wurde das Problem der weit verbreiteten Ausbreitung von Trance-Lebensmitteln, die durch Einführung von Genen, die mit Genen blockierenden, blockierenden, weit verbreitet erörtert wurden. Transgene Tomaten und Mais wurden bereits erstellt und verkauft. Brot, Käse und Bier werden dem Markt geliefert, der mit transgenen Mikroben hergestellt wird. Solche Produkte sind relativ zu schädlichen Bakterien stabil, haben Verbesserung der Qualitäten - Geschmack, Nährwert, Festung usw. In China sind Tabakresistente Viren, Tomaten und Gemüsepfeffer angebaut. Es gibt transgene Tomaten beständig gegen bakterielle Infektionen, Kartoffeln und Mais, resistent gegen Pilze. Aber noch unbekannte ferner Folgen der Verwendung solcher Produkte, vor allem der Mechanismus ihrer Auswirkungen auf den Körper und das menschliche Genom.
Natürlich ist in zwanzigjähriger Nutzung der Biotechnologie nichts passiert, was die Menschen fürchten. Alle neuen Mikroorganismen, die von Wissenschaftlern erstellt wurden, sind weniger verfolgt als ihre Quellformulare. Niemals gab es keine schädliche oder gefährliche Ausbreitung rekombinanter Organismen. Dennoch überwachen Wissenschaftler sorgfältig, dass transgene Stämme keine Gene enthalten, die nach ihrer Überführung auf andere Bakterien einen gefährlichen Effekt ergeben können. Es besteht die theoretische Gefahr, neue Arten von bakteriologischen Waffen basierend auf Gentechnologien zu schaffen. Daher sollten Wissenschaftler dieses Risiko berücksichtigen und die Entwicklung eines Systems einer zuverlässigen internationalen Kontrolle fördern, die ähnliche Arbeiten fixieren und aussetzen können.
Unter Berücksichtigung der möglichen Gefahr der Verwendung von Gentechnologie, Dokumente, die ihre Anwendung, die Regeln für die Sicherheit der Laborforschung und der industriellen Entwicklung sowie die Regeln für die Einführung gentechnisch veränderter Organismen in die Umwelt in die Umwelt.
So wird es heute vermutet, dass bei der Einhaltung der einschlägigen Vorsichtsmaßnahmen die Vorteile, die genetische Technologien herstellen, das Risiko möglicher negativer Folgen überwiegen.
Zellularniveau
Auf dem zellulären Organisationsniveau ist die Hauptstruktur- und Funktionseinheit aller lebenden Organismen eine Zelle. Auf der zellulären Ebene sowie auf dem molekularen genetischen, wird derselbe Typ aller lebenden Organismen bemerkt. Alle Organismen nur auf der zellulären Ebene sind eine mögliche Biosynthese und die Umsetzung erblicherinformationen. Der zelluläre Niveau in Einzelzellorganismen fällt mit dem Organismen zusammen. Die Geschichte des Lebens auf unserem Planeten begann mit diesem Niveau der Organisation.
Heute ist die Wissenschaft genau etabliert, dass die kleinste unabhängige Einheit der Struktur, das Funktionieren und die Entwicklung eines lebenden Organismus eine Zelle ist.
Zelleist ein elementarisches biologisches System, das in der Lage ist, Selbstvervielfältigung, Selbstreproduktion und Entwicklung, d. H. mit allen Anzeichen eines lebenden Organismus ausgestattet.
Zelluläre Strukturen sind im Mittelpunkt der Struktur eines beliebigen lebenden Organismus, egal wie viele und schwierig ist Ihre Struktur. Die Wissenschaft, die den lebenden Käfig studiert, wird Zytologie genannt. Es studiert die Struktur der Zellen, ihre Funktionsweise als elementare lebende Systeme, untersucht die Funktionen einzelner zellulärer Komponenten, den Prozess der Zellwiedergabe, der sie an die Bedingungen des Mediums usw. anpasst usw. auch die Zytologie studiert die Merkmale spezialisierter Zellen, der Bildung ihrer speziellen Funktionen und der Entwicklung spezifischer zellulärer Strukturen. So kann eine moderne Zytologie als Physiologie der Zelle bezeichnet werden. Die Erfolge der modernen Zytologie sind untrennbar mit den Errungenschaften von Biochemie, Biophysik, Molekularbiologie und Genetik verbunden.
Die Basis der Zytologie ist die Behauptung, dass alle lebenden Organismen (Tiere, Pflanzen, Bakterien) aus Zellen und Produkten ihres Lebensunterhalts bestehen. Neue Zellen werden gebildet, indem die zuvor existierenden Zellen geteilt werden. Alle Zellen ähneln der chemischen Zusammensetzung und dem Metabolismus. Die Aktivität des Körpers als Ganzes besteht aus der Aktivität und Wechselwirkung einzelner Zellen.
Die Öffnung der Existenz von Zellen trat am Ende auf XVII. c. Wenn das Mikroskop erfunden wurde. Zum ersten Mal wurde die Zelle von dem englischen Wissenschaftler R. 1665 beschrieben, als er ein Stau des Staues betrachtete. Da sein Mikroskop nicht sehr perfekt war, war das, was er sah, tatsächlich die Wände der toten Zellen. Es dauerte fast zweihundert Jahre, um sicherzustellen, dass die Biologen verstehen, dass die Hauptrolle nicht von der Wand der Zelle gespielt wird, sondern der interne Inhalt. Unter den Schöpfer der Zelltheorie sollte auch A. Levenguk genannt werden, der zeigte, dass die Stoffe vieler Gemüse
organismen sind aus Zellen gebaut. Er beschrieb auch Erythrozyten, einzellige Organismen und Bakterien. True, Levenguk, wie andere Forscher des XVII-Jahrhunderts, sah in einem Käfig nur die Hülle den Hohlraum ab.
Der erhebliche Fortschritt in der Untersuchung der Zellen trat zu Beginn des 19. Jahrhunderts auf, als sie sie auf Einzelpersonen mit Lebensimmobilien ansahen. In den 1830er Jahren. Der Zellkern wurde geöffnet und beschrieben, der die Aufmerksamkeit der Gelehrten für den Inhalt der Zelle hinzufügt. Dann konnte die Aufteilung der Pflanzenzellen sehen. Basierend auf diesen Studien wurde eine Zelltheorie erstellt, die in der Biologie des 19. Jahrhunderts zur größten Veranstaltung wurde. Es war die Zelltheorie, die entscheidende Beweise für die Einheit aller Wildtiere ergab, die als Grundlage für die Entwicklung von Embryologie, Histologie, Physiologie, Evolutionstheorie diente, sowie ein Verständnis der individuellen Entwicklung von Organismen.
Die Zytologie hat mit der Erstellung von Genetik und Molekularbiologie einen mächtigen Impuls erhielt. Danach wurden neue Komponenten oder Organellen, Zellen - Membran, Ribosomen, Lysosomen usw. geöffnet.
Gemäß modernen Ideen können Zellen als unabhängige Organismen (z. B. den einfachsten) und als Teil von mehrzelligen Organismen existieren, wo es Geschlechtszellen gibt, die zur Züchtung und somatischen Zellen (Körperzellen) dienen. Somatische Zellen unterscheiden sich in Struktur und Funktionen - es gibt nervös, Knochen, Muskeln, Sekretierzellen. Zellabmessungen können von 0,1 μm (einigen Bakterien) bis 155 mm (Straußenei in der Schale) variieren. Ein lebender Organismus wird von Milliarden verschiedener Zellen (bis zu 1015) gebildet, deren Formular der bizarrste (Spinne, Stern, Schneeflocke usw.) sein kann.
Es wurde festgestellt, dass die Zellen aller lebenden Organismen trotz der großen Vielfalt an Zellen und den Funktionen der chemischen Zusammensetzung ähnlich sind: Der Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff ist besonders groß (diese chemischen Elemente sind mehr als 98% des gesamten Inhalts der Zelle); 2% Konto für etwa 50 andere chemische Elemente.
Zellen lebender Organismen enthalten anorganische Substanzen - Wasser (durchschnittlich bis zu 80%) und Mineralsalze sowie organische Verbindungen: 90% der Trockenmasse der Zelle fallen auf Biopolymere - Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate und Lipide. Und schließlich bewährt, dass alle Zellen aus drei Hauptteilen bestehen:
plasmamembran, das den Übergang von Substanzen aus der Umgebung in der Zelle und der Rückseite steuert;
zytoplasma mit einer Vielzahl von Struktur;
der Zellkern, der genetische Informationen enthält.
Darüber hinaus enthalten alle Tiere und einige Pflanzenzellen Zentrioles - zylindrische Strukturen, die Zellmittel bilden. Die Pflanzenzellen haben auch eine Zellwand (Hülle) und Plastistik - spezialisierte Zellstrukturen, die oft ein Pigment enthalten, von dem die Farbe der Zelle abhängt.
Zellmembranes besteht aus zwei Schichten von Molekülen aus Blattstoffsubstanzen, zwischen denen sich Proteine \u200b\u200bbefinden. Die Membran hält eine normale Konzentration an Salzen in der Zelle aufrecht. Bei Beschädigung stirbt die Zellmembran.
Zytoplasmaes ist eine Wassersalzlösung mit gelösten und gewichteten Enzymen und anderen Substanzen. Orgellas befinden sich im Zytoplasma - kleine Organe, die von den Inhalten des Zytoplasma mit ihren eigenen Membranen abwendet werden. Unter ihnen - mitochondrien- Basching-Formationen mit Atmungssenzymen, in denen Energie freigesetzt wird. Auch im Zytoplasma befinden sich ribosomenbestehend aus Protein und RNA, mit deren Hilfe der Proteinbiosynthese in der Zelle durchgeführt wird. En-dopplex-Netzwerk.- Dies ist ein übliches intrazelluläres Zirkulationssystem, durch den Kanäle mittels Substanzen durchgeführt werden, und auf den Kanalmembranen gibt es Enzyme, die die lebenswichtige Aktivität der Zelle gewährleisten. Eine wichtige Rolle im Käfig spielt kleegenaues Zentrum,bestehend aus zwei Zentriolen. Daraus beginnt der Teilen der Zelle.
Der wichtigste Teil aller Zellen (außer Bakterien) ist ader,in dem die Chromosomen lange filamentöse Geschichten sind, die aus DNA bestehen, die aus DNA und einem daran befestigten Protein bestehen. Der Kernel speichert und reproduziert genetische Informationen und regelt auch die metabolischen Prozesse in der Zelle.
Die Zellen werden multipliziert, indem die ursprüngliche Zelle in zwei Tochtergesellschaften teilen. In diesem Fall werden die Tochterzellen einen vollständigen Satz von Chromosomen übertragen, die genetische Informationen tragen, so bevor die Anzahl der Chromosomen verdoppelt wird. Eine solche Zellenabteilung, die sicher ist, dass die gleiche Verteilung des genetischen Materials zwischen den Tochterzellen aufgerufen wird mitz.
Multicolve-Organismen entwickeln sich auch aus einer Zelle - Eier. Bei dem Prozess der Embryogenese werden die Zellen jedoch modifiziert. Dies führt zur Entstehung vieler verschiedener Zellen - Muskel, nervös, Blut usw. Verschiedene Zellen synthetisieren verschiedene Proteine. Jede Zelle des multizellulären Organismus trägt jedoch einen vollständigen Satz genetischer Informationen, um alle für den Körper erforderlichen Proteine \u200b\u200baufzubauen.
Je nach Art der Zellen sind alle Organismen in D V unterteilt.
prokaryoti -zellen ohne Kernel. DNA-Moleküle sind nicht von einer Kernmembran umgeben und sind nicht in Chromosomen organisiert. Procarniotes umfassen Bakterien;
eukaryota- Zellen, die Kernel enthalten. Darüber hinaus haben sie mitochondria - Organellen, in denen der Oxidationsprozess im Gange ist. Eukariotes umfassen die einfachsten, Pilze, Pflanzen und Tiere, sodass sie einstückig und vielfältig sein können.
Somit gibt es signifikante Unterschiede zwischen Prokaryotm und Eukaryoten in der Struktur und dem Betrieb der genetischen Vorrichtung, Zellwände und Membransystemen, der Proteinsynthese usw. Es wird davon ausgegangen, dass die ersten Organismen, die auf der Erde erschienen, Prokaryoten waren. Es wurde angenommen, dass es bis zu den 1960er Jahren war, als die eingehende Untersuchung der Zelle zur Eröffnung von Archäbakterien führte, deren Struktur sowohl den Prokaryoten als auch der Eukaryoten ähnelt. Die Frage, in der einzige Organismen eher alter sind, über die Möglichkeit der Existenz eines bestimmten erstenhunderts, von dem alle drei Evolutionslinien erschienen, noch bleiben offen.
Wissenschaftler studieren, auf die Existenz von zwei Haupttypen seiner Ernährung aufmerksam gemacht, was alle Organismen für die Ernährungsmethode erlaubte, auf d v des Formulars teilzunehmen:
aVTOTROPHNY.organismen - Organismen, die kein organisches Lebensmittel brauchen, und können aufgrund der Assimilation von Kohlendioxid (Bakterien) oder der Photosynthese (Anlagen), d. H. Avtotropie selbst erzeugen Nährstoffe, die sie brauchen;
heterotrophischorganismen sind alle Organismen, die nicht ohne Bio-Lebensmittel verzichten können.
Später sind solche wichtigen Faktoren als die Fähigkeit von Organismen, die notwendigen Substanzen (Vitamine, Hormone usw.) zu synthetisieren und sich mit Energie, Abhängigkeit vom Umweltmedium usw. sicherzustellen, somit die komplexe und differenzierte Natur der trophischen Beziehungen die brauchen systemansatz zum Studium des Lebens und auf dem ontogenetischen Niveau. Das Konzept eines funktionalen Systems von Pk wurde also formuliert. Anokhin, in Übereinstimmung mit den einzelnen und multikellulären Organismen die verschiedenen Komponenten der Systeme konsequent funktionieren. In diesem Fall tragen individuelle Komponenten dazu bei und tragen zur vereinbarten Funktionsweise anderer bei, wodurch die Einheit und Integrität bei der Umsetzung der Prozesse des Lebens des gesamten Organismus sichergestellt wird. Das Funktionssystem zeigt sich auch in der Tatsache, dass die Prozesse auf den niedrigsten Ebenen von funktionalen Beziehungen auf höchstem Niveau der Organisation organisiert werden. Besonders spürbar funktionsfähige Systeme manifestiert sich in mehrzelligen Organismen.
Ontogenetischniveau. Multizellulärorganismen
Die Haupteinheit des Lebens auf dem ontogenetischen Niveau ist ein separates Individuum, und die Ontogenese ist ein elementares Phänomen. Ein biologischer Teil kann sowohl einkündlich als auch ein mehrzelliger Organismus sein, aber in jedem Fall stellt es ein ganzheitliches, selbstwiegender System dar.
Ontogeneseder Prozess der individuellen Entwicklung des Körpers von Geburt durch konsistente morphologische, physiologische und biochemische Änderungen des Todes, der Prozess der Umsetzung erblicher Information wird aufgerufen.
Das Mindestwohnsystem, ein Ziegelstein des Lebens, ist eine Zelle, deren Studie in der Zytologie tätig ist. Die Funktionsweise und Entwicklung von mehrzelligen lebenden Organismen unterliegt der Physiologie. Derzeit wurde eine einzelne Theorie der Ontogenese nicht erstellt, da die Ursachen und Faktoren, die die individuelle Entwicklung des Körpers bestimmen, nicht etabliert sind.
Alle multizelligen Organismen sind in drei Königreiche unterteilt: Pilze, Pflanzen und Tiere. Die wichtige Tätigkeit von mehrzelligen Organismen sowie das Funktionieren ihrer einzelnen Teile wird von der Physiologie untersucht. Diese Wissenschaft hält die Mechanismen für die Umsetzung verschiedener Funktionen durch einen lebenden Organismus, deren Verbindung zwischen sich, der Regulierung und Anpassung des Körpers an eine externe Umwelt, Ursprung und Bildung im Prozess der Evolution und der individuellen Entwicklung von Einzelpersonen in Betracht. Im Wesentlichen ist dies der Prozess der Ontogenese - die Entwicklung des Körpers von der Geburt zu Tode. Gleichzeitig tritt das Wachstum auf, die Bewegung einzelner Strukturen, Differenzierung und der allgemeinen Komplikation des Körpers.
Der Ontogenese-Prozess wird auf der Grundlage des berühmten biogenetischen Gesetzes beschrieben, das von E. Geckel, dem Autor des Begriffs "Ontogenesis", formuliert ist. Das biogenetische Gesetz behauptet, dass die Ontogenese in kurzer Form die Phylogenese wiederholt, d. H. Ein separater Organismus in seiner individuellen Entwicklung in der abgekürzten Form ist alle Entwicklungsstadien ihrer eigenen Art. Somit ist die Ontogenese eine Realisierung von erblichen Informationen, die in einer Keimzelle codiert ist, sowie die Überprüfung der Kohärenz aller Organismensysteme während seiner Arbeit und des Werkzeugs in die Umwelt.
Alle multizelligen Organismen bestehen aus Organen und Geweben. Stoffe sind eine Gruppe von körperlich integrierten Zellen und interzellulären Substanzen, um bestimmte Funktionen auszuführen. Ihre Studie
es ist das Thema der Histologie. Gewebe können sowohl von derselben als auch von verschiedenen Zellen ausgebildet sein. Zum Beispiel baute ein Tier aus den gleichen Zellen ein flaches Epithel und aus verschiedenen Zellen - Muskeln, Nerven und Bindegewebe.
Organe sind relativ große Funktionseinheiten, die verschiedene Gewebe in bestimmten physiologischen Komplexen kombinieren. Interne Organe sind nur bei Tieren, sie fehlen in Pflanzen. Die Organe sind wiederum Teil von größeren Einheiten - Organismensysteme. Unter ihnen unterscheiden sich nervös, verdaulich, kardiovaskulär, Atemwege und andere Systeme.
Eigentlich ist ein lebender Organismus ein spezielles inneres Medium, das in der äußeren Umgebung existiert. Es ist als Folge der Wechselwirkung des Genotyps (der Kombination von Genen eines Organismus) mit einem Phänotyp (einem Komplex externer Anzeichen des Körpers, der während seiner individuellen Entwicklung gebildet ist) gebildet wird. Somit ist der Körper ein stabiles System von internen Organen und Gewebe, die in der äußeren Umgebung vorhanden sind. Da jedoch die allgemeine Theorie der Ontogenese noch nicht erstellt wurde, erhalten viele Prozesse, die während der Entwicklung des Körpers auftreten, nicht ihre vollständige Erklärung.
Beliebt- speziesniveau
Das Populations-Arten-Level ist ein überbewerteter Lebensstandard, dessen Haupteinheit der Bevölkerung ist.
Population- Eine Kombination von Einzelpersonen einer Art, die relativ von anderen Gruppen derselben Arten isoliert, ein bestimmtes Gebiet einnimmt, das sich lange wiedergibt und eine gemeinsame genetische Grundlage besitzt.
Im Gegensatz zur Bevölkerung aussichteine Kombination von Individuen, die der Struktur und der physiologischen Eigenschaften ähnlich sind, die den Gesamtursprung aufweisen, der frei kreuzen und einen produktiven Nachkommen angibt, wird aufgerufen. Das Formular existiert nur durch die Populationen, die genetisch offene Systeme sind. Die Biologie der Bevölkerung ist in Bevölkerung, die Bevölkerungen studieren.
Unter den Bedingungen der realen Natur sind Personen nicht voneinander isoliert und in lebhafte High-Rang-Systeme zusammengefasst. Das erste solcher System ist die Bevölkerung.
Der Begriff "Bevölkerung" wurde von einem der Gründer der Genetik V. Johansen eingeführt, der einen genetisch inhomogenen Satz von anderen Organismen als einer homogenen Gesamtheit anrief - eine saubere Linie. Später erwarb dieser Begriff mehr
Die Integrität der Bevölkerungen, die sich im Auftreten neuer Eigenschaften gegenüber dem ontogenetischen Lebensstandard manifestiert, wird durch das Zusammenspiel von Einzelpersonen in den Populationen sichergestellt und durch den Austausch rekonstruiert genetische Information im Prozess der sexuellen Reproduktion. Jede Bevölkerung hat quantitative Grenzen. Zum einen ist es die Mindestanzahl, die die Selbstwiedergabe der Bevölkerung gewährleistet, und das andere - das Maximum der Einzelpersonen, die sich in der Region (Lebensraum) dieser Bevölkerung ernähren können. Die Bevölkerung als Ganzes ist gekennzeichnet durch Parameter wie Lebenswellen - periodische Schwankungen der Zahl, der Bevölkerungsdichte, des Verhältnisses von Altersgruppen und Böden, Mortalität usw.
Die Populationen sind gentechnisch offene Systeme, da die Isolierung der Populationen nicht absolut und regelmäßig ermöglicht, genetische Informationen auszutauschen. Es sind die Bevölkerungsgruppen, die als elementare Evolutionseinheiten fungieren, Änderungen in ihrem Genpool führen zur Entstehung neuer Spezies.
Zum bevölkerungsstufe Die Lebensorganisation ist durch die aktive oder passive Mobilität aller Komponenten der Bevölkerung gekennzeichnet. Es beinhaltet die ständige Bewegung von Einzelpersonen - Mitglieder der Bevölkerung. Es sei darauf hingewiesen, dass keine Bevölkerung absolut homogen ist, sondern stets aus Intrapopulationsgruppen besteht. Es sollte auch an die Existenz von Populationen verschiedener Reihen erinnert werden - es gibt konstante, relativ unabhängige geografische Bevölkerung sowie vorübergehende (saisonale) lokale Bevölkerung. Gleichzeitig werden hohe Zahlen und Stabilität nur in den Populationen erreicht, die eine komplexe hierarchische und räumliche Struktur aufweisen, d. H. sind inhomogen, heterogene, komplexe und lange Lebensmittelketten. Daher führt der Verlust von mindestens einer Verbindung aus dieser Struktur zur Zerstörung der Bevölkerung oder der Verlust der Nachhaltigkeit.
Biokenotischniveau
Die Bevölkerung, die das erste beaufsichtigte Lebensgrad des Lebens darstellt, das elementare Einheiten der Evolution, die für unabhängige Existenz und Umwandlung in der Lage sind, sind, werden im Aggregat der folgenden Überschreitungsniveau - Biocenosen kombiniert.
Biokenose- Eine Kombination aller Organismen, die den Bereich des Mediums mit homogenen Lebensbedingungen, wie Wald, Wiese, Sumpf usw., usw., usw. Mit anderen Worten, Biokenose ist eine Kombination von Populationen, die in einem bestimmten Territorium leben.
Normalerweise bestehen Biocenosen aus mehreren Populationen und sind ein integraler Bestandteil eines komplexeren Systems - Biogeocenose.
Biogeucetischniveau
Biogezouose- ein komplexes dynamisches System, das eine Kombination von biotischen und abiotischen Elementen ist, die sich auf den Austausch von Substanzen, Energie und Informationen zusammenhängen, innerhalb dessen eine Zirkulation von Substanzen in der Natur durchgeführt werden kann.
Dies bedeutet, dass Biogeocenose ein stetiges System ist, das lange Zeit existieren kann. Gleichgewicht im lebenden System ist dynamisch, d. H. Es ist eine konstante Bewegung um einen bestimmten Stabilitätspunkt. Für den stabilen Funktionieren des lebenden Systems ist es notwendig, umgekehrte Verbindungen zwischen ihren Steuerungs- und kontrollierten Subsystemen zu erhalten. Dieses Verfahren zur Aufrechterhaltung des dynamischen Gleichgewichts wird genannt homöostaseVerletzung des dynamischen Gleichgewichts zwischen verschiedenen Elementen der Biogerocenose, die durch Massenwiedergabe einer Art und einer Verringerung oder einem Verschwinden anderer verursacht wird, was zu einer Änderung der Umweltqualität führt, wird aufgerufen umweltkatastrophe.
Der Begriff "Biogeocenose" wurde 1940 von Russisch Botanik V.n. vorgeschlagen. Sukachev, der diesen Begriff identifizierte
die Überprüfung homogener natürlicher Phänomene (Atmosphäre, Felsen, Wasserressourcen, Vegetation, Tierwelt, Boden) in gewissem Maße bodenbelagmit einer bestimmten Art von Stoffwechsel und Energie zwischen ihnen und den umgebenden Elementen, die eine widersprüchliche Einheit darstellen. Die Einheit des Lebens- und Nichtlebensgrades ist in der Darstellung von Biogenocenose dauerhafte Bewegung und Entwicklung, daher ändert sich im Laufe der Zeit.
Biogeocenose ist ein ganzheitliches Selbstregulierungssystem, in dem verschiedene Arten von Subsystemen unterschieden werden:
primärsysteme - produkte(produzieren) direkte Verarbeitung von nicht lebenden Materie (Algen, Pflanzen, Mikroorganismen);
auffragen der ersten Bestellung- der Sekundärniveau, auf dem die Substanz und Energie unter Verwendung von Herstellern (Pflanzenfressern) erhalten wird;
zweite Auftragskonsums.(Raubtiere usw.);
pADOTER (SAProphyten.und saprophagen),fütterung an toten Tieren;
recurates -dies ist eine Gruppe von Bakterien und Pilzen, die die Überreste organischer Substanz zerlenken.
Infolge des Lebensunterhalts von Saprophyten, Saprophagen und Wiedereinsetzung in den Boden werden Mineralien zurückgegeben, was seine Fruchtbarkeit erhöht und die Kraft der Pflanzen gewährleistet. Daher gibt es einen sehr wichtigen Teil der Lebensmittelketten.
Durch diese Ebenen in der Biogeocenose gibt es eine Zirkulation von Substanzen - das Leben ist an der Verwendung, Verarbeitung und Wiederherstellung verschiedener Strukturen beteiligt. Der Energiekreis tritt jedoch nicht auf: von einer Ebene zum anderen, steigt um etwa 10% der Energie, die für das vorherige Niveau empfangen werden. Der Rückwärtsstrom überschreitet nicht 0,5%. Mit anderen Worten, es gibt einen unidirektionalen Energiefluss in der Biogeocenose. Dies macht es zu einem nicht gesperrten System, das untrennbar mit der benachbarten Biogekönose verbunden ist. Diese Verbindung manifestiert sich in verschiedenen Formen: gasförmig, flüssig, fest sowie in der Form der Tiermigration.
Die Selbstregulierung von BioRocenosen fließt desto erfolgreicher als eine Vielzahl von Komponenten seiner Elemente. Der Widerstand von Biogenocenosen hängt von der Vielfalt der Komponenten ab. Der Fallout eines oder mehrerer Komponenten kann zu einem irreversiblen Verletzung des Gleichgewichts der Biogezoose und des Todes als ganzheitliches System führen. Somit, tropische Biogenocenosen aufgrund der riesigen Anzahl von Anlagen und Tieren, die in ihnen enthalten sind, sind wesentlich stabilere, moderate oder arktische Biogenocenosen, ärmer, ärmer in Bezug auf die Artenvielfalt. Aus dem gleichen Grund der See, der ist
natürliche Biogenocenose mit ausreichender Vielfalt an lebenden Organismen, viel resistenter gegen einen von einer Person erstellten Teich und kann nicht ohne ständige Pflege existieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass hochorganisierte Organismen für ihre Existenz einfache Organismen benötigen, mit denen sie an trophische Ketten gebunden sind. Daher ist die Grundlage einer beliebigen Biogeroceratose die einfachsten und unteren Organismen, meistens autotrophische Mikroorganismen und Pflanzen. Sie sind in direktem Zusammenhang mit den abiotischen Komponenten der Biogezouose - der Atmosphäre, des Wassers, des Bodens, der Sonnenenergie, die das organische Material erzeugt. Sie bilden auch ein Lebensumfeld für heterotrophe Organismen - Tiere, Pilze, Viren, Menschen. Diese Organismen sind wiederum daran beteiligt lebenszyklen Pflanzen - bestäubt, verbreiten Sie Früchte und Samen. Es gibt also eine Zirkulation von Substanzen in der Biogeuse, eine grundlegende Rolle, in der Pflanzen spielen. Daher stimmen Biogeocenose-Grenzen am häufigsten mit den Grenzen der Anlagengemeinschaften überein.
Biogeocenosen - strukturelemente Der nächste überschabnte Niveau des Lebens. Sie bilden die Biosphäre und bestimmen alle darin auftretenden Prozesse.
Biosphäreniveau
Das Biosphärengrad ist das höchste Lebensgrad der lebenden Organisation, das alle Lebensphänomene auf unserem Planeten bedeckt.
Biosphäre- Dies ist die lebende Angelegenheit des Planeten (die Gesamtheit aller lebenden Organismen des Planeten, einschließlich einer Person) und die von ihnen transformierte Umwelt.
Der biotische Metabolismus ist ein Faktor, der alle anderen Lebensgrade in einer Biosphäre kombiniert.
Auf dem Biosphärengrad ist ein Zyklus von Substanzen und die Umwandlung von Energie, die mit der lebenswichtigen Aktivität aller lebenden Organismen, die auf der Erde leben, verbunden sind. Somit ist die Biosphäre ein einzelnes ökologisches System. Die Untersuchung des Funktionierens dieses Systems, seiner Struktur und der Funktionen ist die wichtigste Aufgabe der Biologie. Mit der Untersuchung dieser Probleme Ökologie, Biocenologie und Biogeochemie beteiligt.
Im System des modernen wissenschaftlichen Weltbildes nimmt das Konzept der Biosphäre einen Schlüsselplatz ein. Der Begriff "Biosphäre" selbst erschien 1875. Er wurde vom österreichischen Geologen und dem Paläontologen E. Zyuss eingeführt, um sich auf den unabhängigen Bereich unseres Plans zu bezeichnen
du bist im Leben. Zyus gab die Definition der Biosphäre als Gesamtheit von Organismen, begrenzt in Raum und Zeit und wohnte auf der Oberfläche der Erde. Er gab jedoch nicht den Werten des Lebensraums dieser Organismen.
Trotzdem war Zyus nicht der Entdecker, da die Entwicklung der Lehren über die Biosphäre eine ziemlich lange Geschichte hat. Eine der ersten Fragen zum Einfluss von lebenden Organismen auf geologische Prozesse betrachtet J. B. Lamarc im Buch "Hydrogeologie" (1802). Insbesondere sagte Lamarck, dass alle auf der Oberfläche der Erde angeordneten Substanzen und die Generatoren seines CORA aufgrund der Aktivitäten lebender Organismen gebildet wurden. Dann gab es eine große Multi-Volumen-Arbeit von A. Humboldt "Cosmos" (das erste Buch wurde 1845 veröffentlicht), in dem viele Tatsachen die Wechselwirkung lebender Organismen mit diesen Erdschalen bewiesen, in denen sie eindringen. Daher betrachtete Humboldt als einzelne Hülle der Erde, ein ganzheitliches System der Atmosphäre, einer Hydrosphäre und einem Land mit lebenden Organismen, die in ihnen leben.
Aber die geologische Rolle der Biosphäre, ihre Abhängigkeit von den Planetenfaktoren der Erde, seiner Struktur und Funktionen ist noch nicht gesagt. Die Entwicklung der Lehren auf der Biosphäre ist untrennbar mit dem Namen eines herausragenden russischen Wissenschaftlers V.I. verbunden. Vernadsky. Sein Konzept war allmählich allmählich von der ersten studentenarbeit "Bei der Änderung der Bodenträge mit Nagetieren" an die "lebende Substanz", "Biosphären-" und "biogeochemische Essays". Die Ergebnisse seiner Reflexionen wurden in den Werken "Chemical Building der Erdbiosphäre" und "philosophische Gedanken an Naturforscher" zusammengefasst, über die er in den letzten Jahrzehnten seines Lebens tätig war. Es war Vernadsky, dass es möglich war, den Anschluss der Bio-Welt unseres Planeten zu beweisen, die in Form eines einzelnen untrennbaren Ganzen, mit geologischen Prozessen auf der Erde hervorsteht, er entdeckte und die biogeochemischen Funktionen eines lebenden Angelegenheit studierte.
Das Schlüsselkonzept im Konzept von Vernadsky war das Konzept lebende Materieunter dem, unter dem der Wissenschaftler die Gesamtheit aller lebenden Organismen unseres Planeten verstand, einschließlich einer Person. In der Zusammensetzung des lebenden Stoffes enthielt es auch einen Teil seiner Umweltumgebung, die erforderlich ist, um das normale Leben der Organismen aufrechtzuerhalten; Zuteilungen und Teile, die von Organismen verloren gehen; Tote Organismen sowie organische Mischungen außerhalb von Organismen. Die wichtigste Unterscheidung des lebenden Mittels aus dem Knochenmaterial Vernadsky betrachtete die molekulare Dysimetrie des Lebenden, die auf einmal durch den Pasteur (molekulare Chiralität nach moderner Terminologie) offen ist. Mit diesem Konzept konnte Vernadsky nachweisen, dass nicht nur die Umwelt lebende Organismen beeinflusst, sondern das Leben kann wirksam sein
mittwoch seines Lebensraums. In der Tat ist auf der Ebene eines separaten Organismus oder Biokenose der Einfluss des Lebens in der Umwelt sehr schwierig. Durch die Einführung eines neuen Konzepts ging Vernadsky jedoch qualitativ neuer Lebensanalyse und eine lebhafte Biosphäre.
Die Biosphäre, laut Vernadsky, ist eine lebende Angelegenheit des Planeten (die Gesamtheit aller lebenden Organismen der Erde) und der zu sich umgewandelte Lebensraum (Knochensubstanz, abiotische Elemente), die Hydrogefühle, den unteren Teil der Atmosphäre beinhalten, und der obere Teil der Erdkruste. So ist dies kein biologisches, geologisches oder geografisches Konzept, sondern das grundlegende Konzept der Biogeochemie - eine neue Wissenschaft, die von Vernadsky erstellt wurde, um geochemische Prozesse zu studieren, die mit der Beteiligung von lebenden Organismen in der Biosphäre übergehen. In der neuen Wissenschaft der Biosphäre begann eine der wichtigsten strukturellen Komponenten der Organisation unseres Planeten und der Naherde weltraum. Dies ist eine Kugel, in der Bioenergie-Prozesse und Metabolismus aufgrund der Lebensaktivitäten durchgeführt werden.
Dank des neuen Ansatzes erforschte Vernadsky das Leben als mächtige geologische Kraft, ein wirksames, bildendes Erscheinungsbild der Erde. Das Lebewesen ist zum Link geworden, der die Geschichte chemischer Elemente mit der Evolution der Biosphäre kombiniert. Die Einführung eines neuen Konzepts darf auch das Thema Mechanismen für die geologische Tätigkeit eines lebenden Angelegenheit, Energiequellen dafür liefern und lösen.
Die lebende Substanz und die Knochensubstanz interagieren ständig in der Biosphäre der Erde - im kontinuierlichen Zyklus chemischer Elemente und Energie. Vernadsky schrieb über den biogenen Strom der Atome, der von einer lebenden Substanz verursacht wird und in dauerhaften Atemwegsprozessen, Ernährung und Reproduktion ausgedrückt wird. Beispielsweise ist ein Stickstoffzyklus mit der Umwandlung einer Atmosphäre zu molekularen Nitratnitraten verbunden. Nitrate werden von Pflanzen absorbiert und in ihren Proteinen fallen an Tiere. Nach dem Tod von Pflanzen und Tieren erweisen sich ihre Körper als im Boden, wo Shelon-Bakterien organische Überreste von Ammoniak verbleiben, die dann in Salpetersäure oxidiert wird.
Auf der Erde gibt es ein kontinuierliches Update von Biomasse (7-8 Jahre), während die abiotischen Elemente der Biosphäre in den Zyklus beteiligt sind. Zum Beispiel passierte das Wasser des Weltozeans einen biogenen Zyklus, der mit der Photosynthese verbunden ist, mindestens 300-fache, freie Sauerstoffatmosphäre wurde mindestens 1 Million Mal aktualisiert.
Vernadsky stellte fest, dass die biogene Migration chemischer Elemente in der Biosphäre zu ihrer maximalen Manifestation neigt, und die Evolution der Spezies führt zu der Entstehung neuer Spezies, die die biogene Migration von Atomen erhöhen.
Vernadsky stellte zunächst fest, dass das lebende Alter nach der maximalen Siedlung des Lebensraums strebt, und die Menge an lebenden Materie in der Biosphäre bleibt während der gesamten geologischen Ära stabil. Dieser Wert hat sich mindestens in den letzten 60 Millionen Jahren nicht verändert. Die Anzahl der Arten ist ebenfalls unverändert geblieben. Wenn an einem Ort der Erde die Anzahl der Arten verringert wird, dann fügt sie hinzu. Heutzutage ist das Verschwinden einer großen Anzahl von Pflanzenarten und Tieren auf die Verbreitung des Menschen und seine unvernünftigen Aktivitäten zurückzuführen, um die Natur zu verwandeln. Die Bevölkerung der Erde wächst aufgrund des Todes anderer Arten.
Aufgrund der biogenen Migration von Atomen führt der lebende Stoff seine geochemischen Funktionen aus. Moderne Wissenschaft klassifiziert sie in fünf Kategorien:
konzentrationsfunktion.- Es wird in der Ansammlung bestimmter chemischer Elemente sowohl innerhalb als auch außerhalb lebender Organismen aufgrund ihrer Aktivitäten ausgedrückt. Das Ergebnis war die Entstehung von Mineralreserven (Kalkstein, Öl, Gas, Kohle usw.);
transportfunktion- eng mit der Konzentrationsfunktion verbunden, da lebende Organismen die von ihnen benötigten chemischen Elemente tragen, die dann in ihren Lebensräumen angesammelt werden;
energiefunktion -bietet Energieströme, die die Biosphäre durchdringen, was es ermöglicht, alle biogeochemischen Funktionen eines lebenden Angelegenheit durchzuführen. Die wichtigste Rolle in diesem Prozess wird von photosynthetischen Pflanzen, die sich umwandeln, gespielt sonnige Energie In der biogeochemischen Energie der lebenden Materie der Biosphäre. Diese Energie wird für alle großen Umsetzungen des Erscheinungsbildes unseres Planeten ausgegeben.
destruktive Funktion -mit der Zerstörung und Verarbeitung organischer Überreste, während der die von den Organismen angesammelten Substanzen an natürliche Zyklen zurückgeführt werden, gibt es eine Zirkulation von Substanzen in der Natur;
medienfunktion- manifestiert sich in der Umwandlung der Umwelt unter der Wirkung einer Live-Materie. Wir können sicher argumentieren, dass das gesamte moderne Erscheinungsbild der Erde die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Hydrosphäre, die oberste Schicht der Lithosphäre, die meisten Mineralien, das Klima - das Ergebnis des Lebens ist. So sorgen grüne Anlagen mit Sauerstoff mit Sauerstoff und sammeln Energie, Mikroorganismen sind an der Mineralisierung organischer Substanzen, der Bildung einer Reihe von Gesteins- und Bodenbildung beteiligt.
Mit der ganzen Abstufung der Aufgaben, die die lebende Substanz und die Biosphäre der Erde lösen, ist die Biosphäre selbst (im Vergleich zu anderen Geogram) ein sehr dünner Film. Es gilt heute, dass in der Atmosphäre das mikrobielle Leben in der Höhe von 20 bis 22 km über der Bodenoberfläche stattfindet, und das Vorhandensein des Lebens in tiefen ozeanischen Depuses senkt diese Grenze auf 8-11 km unter dem Meeresspiegel. Die Vertiefung des Lebens in der Erdrinde ist viel kleiner, und Mikroorganismen werden unter tiefen Bohrungen erkannt, und in der Reservoir-Gewässer sind nicht tiefer als 2-3 km. Die Vernadsky-Biosphäre umfasste:
lebende Substanz;
biogene Substanz ist eine Substanz, die von lebendigen Organismen (Steinkohle, Öl, Gas usw.) erstellt und verarbeitet wird;
knochensubstanz, der in den Prozessen ohne die Beteiligung eines lebenden Angelegenheit ausgebildet ist;
substanzen, die durch Alive-Organismen und Schrägprozesse und ihres dynamischen Gleichgewichts erstellt wurden;
substanzen im Prozess des radioaktiven Zerfalls;
verstreute Atome, die von der Effekt der Erde unter dem Einfluss kosmischer Strahlung getrennt sind;
eine Substanz kosmischer Herkunft, die einzelne Atome und Moleküle umfasst, die aus dem Raum auf den Boden eindringen.
Natürlich ist das Leben in der Biosphäre uneben, es gibt sogenannte Verdickung und Lob des Lebens. Die unteren Schichten der Atmosphäre (50 m von der Erdoberfläche) sind die beleuchteten Schichten der Hydrosphäre und der oberen Schichten der Lithosphäre (Böden) bewohnt. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die tropischen Bereiche viel düsterer als die Wüsten- oder Eisfelder der Arktis und der Antarktis bevölkert sind. Tiefer in die Erde-Rinde, im Ozean sowie oben in der Atmosphäre, ist die Menge an lebender Materie reduziert. So umfasst dieser feinste Film des Lebens absolut das ganze Land, ohne einen einzigen Platz auf unserem Planeten zu verlassen, wo immer es das Leben war. Gleichzeitig gibt es keine scharfen Grenzen zwischen der Biosphäre und den umgebenden Bodenschalen.
Die Ideen von Vernadskys stumm, und sie kehrten wieder nur Mitte der 70er Jahre zurück. In vielerlei Hinsicht passierte dies aufgrund der Werke des russischen Biologen G.A. Zavarzina, der bewiesen hat, dass multilaterale trophische Bindungen der Hauptfaktor für die Bildung und den Betrieb der Biosphäre bleiben. Sie wurden vor mindestens 3,4-3,5 Milliarden Jahren installiert, und seitdem definieren sie die Natur und den Umfang des Zyklus von Elementen in den Muscheln der Erde.
In den frühen achtziger Jahren Der englische Chemiker von J. Lavlock und American Microbiologe L. Margulis schlug ein sehr interessantes Konzept von Gay-Land vor. Dem danach ist die Biosphäre
es gibt einen einzelnen Superorganismus mit entwickelter Homöostase, der es relativ unabhängig von Schwankungen von äußeren Faktoren macht. Wenn jedoch das selbstregulierende System des schwulen Landes in einen Stresszustand fällt, in der Nähe der Grenzen der Selbstregulierung, kann sich selbst ein kleiner Schock auf den Übergang zu einem neuen Zustand oder sogar die vollständige Zerstörung des Systems drücken. In der Geschichte unseres Planeten passierten diese globalen Katastrophen mehr als einmal. Das berühmteste von ihnen ist das Verschwinden von Dinosauriers etwa 60 Millionen Jahren. Nun erleben die Erde wieder eine tiefe Krise, daher ist es so wichtig, die Strategie für die weitere Entwicklung der menschlichen Zivilisation zu berücksichtigen.
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