Η επιστήμη της μοριακής γενετικής οργάνωσης. Αντικείμενο γενικής βιολογίας

Δείτε τις εικόνες 5-9. Από ποια μέρη αποτελούνται τα βιολογικά συστήματα όπως ένα κύτταρο, ένας οργανισμός ή μια κοινότητα οργανισμών; Θυμηθείτε ποιες χημικές ενώσεις αποτελούν τους οργανισμούς.

Ρύζι. 5. Μοριακό γενετικό επίπεδο

Γύρω μας Ζωντανή φύσηαντιπροσωπεύει βιολογικά συστήματα διαφορετικών επιπέδων οργάνωσης και πολυπλοκότητας. Με βάση την παρουσία συγκεκριμένων δομικών και λειτουργικών μονάδων της ζωής και τις διεργασίες που συμβαίνουν με αυτές, μπορούν να διακριθούν έξι κύρια επίπεδα της ζωντανής φύσης: μοριακό γενετικό, οργανοκυτταρικό, οργανικό, πληθυσμό-είδη, βιογεωκενωτικό και βιόσφαιρα (Εικ. 5- 10).

Οποιοδήποτε βιολογικό σύστημα αποτελείται πάντα από μόρια νουκλεϊκών οξέων, πρωτεϊνών, πολυσακχαριτών, λιπιδίων και άλλων ενώσεων. Η δομική και λειτουργική μονάδα αυτού του επιπέδου οργάνωσης της ζωής είναι ένα γονίδιο - ένα τμήμα ενός μορίου δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) που μεταφέρει κληρονομικές πληροφορίες σχετικά με τη δομή μιας πρωτεΐνης.

Οι πιο σημαντικές διεργασίες της ζωής συμβαίνουν σε μοριακό γενετικό επίπεδο - κωδικοποίηση, μετάδοση και εφαρμογή κληρονομικών πληροφοριών. Στο ίδιο επίπεδο οργάνωσης της ζωής, λαμβάνει χώρα η διαδικασία αλλαγής κληρονομικών πληροφοριών.

Η δομική και λειτουργική μονάδα αυτού του επιπέδου οργάνωσης της ζωής είναι το κύτταρο. Οι ιστοί αποτελούνται από κύτταρα και μεσοκυττάρια ουσία και οι ιστοί σχηματίζουν όργανα και συστήματα οργάνων. Ένα μεμονωμένο κύτταρο αποτελείται από οργανίδια - ενδοκυτταρικές δομές που σχηματίζονται από οργανικά και μη οργανικά μόρια οργανική ύλη.

Ρύζι. 6. Οργανοκυτταρικό επίπεδο

Οι πιο σημαντικές διεργασίες της ζωής συμβαίνουν σε οργανοκυτταρικό επίπεδο: μεταβολισμός και μετατροπή ενέργειας στο κύτταρο, ανάπτυξη, ανάπτυξη και διαίρεση του. Θα πρέπει να τονιστεί ότι ένα κύτταρο μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως αναπόσπαστος οργανισμός, δηλαδή ένα ανεξάρτητο και αυτόνομο ζωντανό σύστημα.

Η δομική και λειτουργική μονάδα αυτού του επιπέδου οργάνωσης της ζωής είναι ο οργανισμός. Μπορεί να είναι μονοκύτταρο, πολυκύτταρο ή αποικία.

Στο επίπεδο του οργανισμού συμβαίνουν ζωτικές διεργασίες που διασφαλίζουν την ύπαρξη κάθε ατόμου ως ανεξάρτητου συστήματος διαβίωσης - διατροφή, αναπνοή, απέκκριση, αναπαραγωγή, ανάπτυξη, ανάπτυξη κ.λπ. Η ακεραιότητα αυτού του συστήματος, δηλαδή του οργανισμού, υποστηρίζεται από το διασύνδεση των συστατικών μερών του, τα οποία εκτελούν διάφορες λειτουργίες.

Στο ίδιο επίπεδο οργάνωσης της ζωής επέρχεται η εφαρμογή του γενετικού προγράμματος του οργανισμού και η αυτοαναπαραγωγή του. Η αλληλεπίδραση με το περιβάλλον οδηγεί στην εμφάνιση μεταβλητότητας στους οργανισμούς. Η αναπαραγωγή οργανισμών, που πραγματοποιείται με διαφορετικούς τρόπους, διασφαλίζει όχι μόνο την αυτο-αναπαραγωγή της ζωής σε αυτό το επίπεδο, αλλά συνδυάζει και τα χαρακτηριστικά των γονικών ατόμων που συμμετείχαν στην αναπαραγωγή, σύμφωνα με τους νόμους της κληρονομικότητας.

Η δομική και λειτουργική μονάδα αυτού του επιπέδου οργάνωσης της ζωής είναι το είδος του οργανισμού, που αντιπροσωπεύεται στη φύση από άτομα που ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή, που συνδέονται με οικογενειακούς δεσμούς - πληθυσμούς. Σε πληθυσμούς με βάση κληρονομική μεταβλητότητατα πιο ικανά άτομα με χαρακτηριστικά που είναι χρήσιμα υπό ορισμένες συνθήκες επιβιώνουν. Από τα άτομα αυτά σταδιακά στην πορεία του ιστορική εξέλιξη οργανικός κόσμοςΔημιουργούνται νέοι τύποι οργανισμών, δηλ. εμφανίζεται ειδογένεση.

Ρύζι. 7. Οργανικό επίπεδο

Πληθυσμοί ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙφυτά, ζώα, μύκητες και μικροοργανισμοί, μαζί με τις συνθήκες του άψυχου περιβάλλοντος, όπως φως, υγρασία, αέρας, σχηματίζουν μια βιογεωκένωση. Σε αυτό, δημιουργούνται διάφορες σχέσεις μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και της άψυχης φύσης. Ως αποτέλεσμα αλλαγών που προκαλούνται από τη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών ή την επιρροή άψυχη φύση, σταδιακά κάποιες βιογεωκαινώσεις μετατρέπονται σε άλλες, επέρχεται δηλαδή η ανάπτυξη και η αλλαγή τους.

Ρύζι. 8. Επίπεδο πληθυσμού-ειδών

Όλες οι βιογεωκαινώσεις του πλανήτη μας σχηματίζουν τη βιόσφαιρα, δηλαδή το κέλυφος της Γης, που κατοικείται και μετασχηματίζεται ενεργά από οργανισμούς. Υποβάλλεται σε παγκόσμιους βιογεωχημικούς κύκλους (κύκλοι ουσίας και ροές ενέργειας), καθώς και αλλαγές που σχετίζονται με την εξέλιξη της ζωντανής φύσης και προκαλούνται από την ανθρώπινη δραστηριότητα.

Ρύζι. 9. Βιογεωκαινοτικό επίπεδο

Έτσι, η ζωή στον πλανήτη μας είναι ένα αυτορυθμιζόμενο και αυτοαναπαραγόμενο σύστημα διαφόρων βαθμών ανοιχτό σε ουσίες, ενέργεια και πληροφορίες (γονίδιο, κύτταρο, οργανισμός, είδη, πληθυσμός, βιογεωκένωση, βιόσφαιρα), ενωμένο με τις διαδικασίες της ζωτικής δραστηριότητας και ανάπτυξη που συμβαίνει σε αυτά.

Ρύζι. 10. Επίπεδο βιόσφαιρας

Ασκήσεις με βάση το υλικό που καλύπτει

1. Με βάση τι σύγχρονη επιστήμηΈχετε ιδέα για τα επίπεδα οργάνωσης της ζωής;
2. Ποια είναι η δομική και λειτουργική μονάδα κάθε επιπέδου οργάνωσης ζωής;
3. Ποιες ζωτικές διαδικασίες συμβαίνουν σε κάθε επίπεδο οργάνωσης της ζωής;

Διακρίνονται τα ακόλουθα επίπεδα οργάνωσης της ζωής: μοριακό, κυτταρικό, όργανο-ιστό (μερικές φορές χωρίζονται), οργανικό, πληθυσμό-είδη, βιογεωκαινωτικό, βιόσφαιρα. Η ζωντανή φύση είναι ένα σύστημα και τα διάφορα επίπεδα της οργάνωσής της σχηματίζουν την περίπλοκη ιεραρχική δομή της, όταν τα υποκείμενα απλούστερα επίπεδα καθορίζουν τις ιδιότητες των ανώτερων.

Έτσι τα πολύπλοκα οργανικά μόρια αποτελούν μέρος των κυττάρων και καθορίζουν τη δομή και τις ζωτικές τους λειτουργίες. U πολυκύτταροι οργανισμοίΤα κύτταρα οργανώνονται σε ιστούς, αρκετοί ιστοί σχηματίζουν ένα όργανο. Ένας πολυκύτταρος οργανισμός αποτελείται από συστήματα οργάνων από την άλλη, ο ίδιος ο οργανισμός είναι μια στοιχειώδης μονάδα ενός πληθυσμού και ενός βιολογικού είδους. Μια κοινότητα αντιπροσωπεύεται από αλληλεπιδρώντες πληθυσμούς διαφορετικών ειδών. Η κοινότητα και το περιβάλλον σχηματίζουν μια βιογεωκένωση (οικοσύστημα). Το σύνολο των οικοσυστημάτων του πλανήτη Γη σχηματίζει τη βιόσφαιρά του.

Σε κάθε επίπεδο προκύπτουν νέες ιδιότητες των έμβιων όντων που απουσιάζουν στο υποκείμενο επίπεδο και διακρίνονται τα δικά τους στοιχειώδη φαινόμενα και στοιχειώδεις μονάδες. Ταυτόχρονα, από πολλές απόψεις τα επίπεδα αντικατοπτρίζουν την πορεία της εξελικτικής διαδικασίας.

Ο προσδιορισμός των επιπέδων είναι βολικός για τη μελέτη της ζωής ως σύνθετου φυσικού φαινομένου.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε κάθε επίπεδο οργάνωσης της ζωής.

Μοριακό επίπεδο

Αν και τα μόρια αποτελούνται από άτομα, η διαφορά μεταξύ ζωντανής και μη ζωντανής ύλης αρχίζει να εμφανίζεται μόνο σε μοριακό επίπεδο. Μόνο οι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν μεγάλο αριθμό πολύπλοκων οργανικών ουσιών - βιοπολυμερών (πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες, νουκλεϊκά οξέα). Ωστόσο, το μοριακό επίπεδο οργάνωσης των ζωντανών όντων περιλαμβάνει και ανόργανα μόρια που εισέρχονται στα κύτταρα και παίζουν σημαντικό ρόλο στη ζωή τους.

Η λειτουργία των βιολογικών μορίων αποτελεί τη βάση ενός ζωντανού συστήματος. Στο μοριακό επίπεδο της ζωής, ο μεταβολισμός και η μετατροπή ενέργειας εκδηλώνονται ως χημικές αντιδράσεις, μετάδοση και αλλαγή κληρονομικών πληροφοριών (αναδιπλασιασμός και μεταλλάξεις), καθώς και μια σειρά από άλλες κυτταρικές διεργασίες. Μερικές φορές το μοριακό επίπεδο ονομάζεται μοριακό γενετικό.

Κυτταρικό επίπεδο ζωής

Είναι το κύτταρο που είναι η δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών όντων. Δεν υπάρχει ζωή έξω από το κελί. Ακόμη και οι ιοί μπορούν να επιδείξουν τις ιδιότητες ενός ζωντανού πράγματος μόνο όταν βρίσκονται στο κύτταρο ξενιστή. Τα βιοπολυμερή αποδεικνύουν πλήρως την αντιδραστικότητα τους όταν οργανώνονται σε ένα κύτταρο, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως πολύπλοκο σύστημαδιασυνδέονται κυρίως με διάφορες χημικές αντιδράσεις μορίων.

Σε αυτό το κυτταρικό επίπεδο εκδηλώνεται το φαινόμενο της ζωής, συνδέονται οι μηχανισμοί μετάδοσης της γενετικής πληροφορίας και του μετασχηματισμού ουσιών και ενέργειας.

Όργανο-ιστός

Μόνο οι πολυκύτταροι οργανισμοί έχουν ιστούς. Ο ιστός είναι μια συλλογή κυττάρων παρόμοιας δομής και λειτουργίας.

Οι ιστοί σχηματίζονται στη διαδικασία της οντογένεσης με διαφοροποίηση των κυττάρων που έχουν το ίδιο γενετικές πληροφορίες. Σε αυτό το επίπεδο, λαμβάνει χώρα εξειδίκευση των κυττάρων.

Τα φυτά και τα ζώα έχουν διαφορετικούς τύπους ιστών. Άρα στα φυτά είναι μεριστεμικός, προστατευτικός, βασικός και αγώγιμος ιστός. Στα ζώα - επιθηλιακό, συνδετικό, μυϊκό και νευρικό. Οι ιστοί μπορεί να περιλαμβάνουν μια λίστα υποιστών.

Ένα όργανο συνήθως αποτελείται από πολλούς ιστούς που συνδέονται μεταξύ τους σε μια δομική και λειτουργική ενότητα.

Τα όργανα σχηματίζουν συστήματα οργάνων, καθένα από τα οποία είναι υπεύθυνο για μια σημαντική λειτουργία για το σώμα.

Επίπεδο οργάνου μονοκύτταροι οργανισμοίαντιπροσωπεύεται από διάφορα κυτταρικά οργανίδια που εκτελούν τις λειτουργίες της πέψης, της απέκκρισης, της αναπνοής κ.λπ.

Οργανικό επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Μαζί με το κυτταρικό επίπεδο, διακρίνονται ξεχωριστές δομικές μονάδες σε οργανικό (ή οντογενετικό) επίπεδο. Οι ιστοί και τα όργανα δεν μπορούν να ζήσουν ανεξάρτητα, οι οργανισμοί και τα κύτταρα (αν είναι μονοκύτταρος οργανισμός) μπορούν.

Οι πολυκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται από συστήματα οργάνων.

Σε οργανικό επίπεδο, εκδηλώνονται φαινόμενα ζωής όπως η αναπαραγωγή, η οντογένεση, ο μεταβολισμός, η ευερεθιστότητα, η νευροχυμική ρύθμιση και η ομοιόσταση. Με άλλα λόγια, τα στοιχειώδη φαινόμενα του αποτελούν τις φυσικές αλλαγές του οργανισμού στην ατομική ανάπτυξη. Η στοιχειώδης μονάδα είναι το άτομο.

Πληθυσμός-είδος

Οργανισμοί του ίδιου είδους, ενωμένοι από έναν κοινό βιότοπο, σχηματίζουν έναν πληθυσμό. Ένα είδος συνήθως αποτελείται από πολλούς πληθυσμούς.

Οι πληθυσμοί έχουν μια κοινή γονιδιακή δεξαμενή. Μέσα σε ένα είδος, μπορούν να ανταλλάξουν γονίδια, δηλαδή είναι γενετικά ανοιχτά συστήματα.

Στοιχειώδη εξελικτικά φαινόμενα συμβαίνουν σε πληθυσμούς, οδηγώντας τελικά στην ειδογένεση. Η ζωντανή φύση μπορεί να εξελιχθεί μόνο σε επίπεδα υπεροργανισμών.

Σε αυτό το επίπεδο, προκύπτει η πιθανή αθανασία των ζωντανών.

Βιογεωκαινοτικό επίπεδο

Η βιογεωκένωση είναι ένα αλληλεπιδρώντα σύνολο οργανισμών διαφορετικών ειδών με διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Τα στοιχειώδη φαινόμενα αντιπροσωπεύονται από κύκλους ύλης-ενέργειας, που παρέχονται κυρίως από ζωντανούς οργανισμούς.

Ο ρόλος του βιογεωκαινοτικού επιπέδου είναι ο σχηματισμός σταθερών κοινοτήτων οργανισμών διαφορετικών ειδών, προσαρμοσμένων να ζουν μαζί σε ένα συγκεκριμένο βιότοπο.

Βιόσφαιρα

Το επίπεδο οργάνωσης της ζωής στη βιόσφαιρα είναι ένα σύστημα της υψηλότερης τάξης ζωής στη Γη. Η βιόσφαιρα καλύπτει όλες τις εκδηλώσεις της ζωής στον πλανήτη. Σε αυτό το επίπεδο συμβαίνει παγκόσμιος κύκλοςουσιών και ροή ενέργειας (που καλύπτει όλες τις βιογεωκαινώσεις).

Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στη φύση αποτελούνται από τα ίδια επίπεδα οργάνωσης, αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό βιολογικό πρότυπο κοινό για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.
Διακρίνονται τα ακόλουθα επίπεδα οργάνωσης των ζώντων οργανισμών: μοριακό, κυτταρικό, ιστό, όργανο, οργανισμός, πληθυσμός-είδος, βιογεωκαινωτική, βιόσφαιρα.

Ρύζι. 1. Μοριακό γενετικό επίπεδο

1. Μοριακό γενετικό επίπεδο. Αυτό είναι το πιο στοιχειώδες επίπεδο χαρακτηριστικό της ζωής (Εικ. 1). Ανεξάρτητα από το πόσο περίπλοκη ή απλή είναι η δομή οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού, όλοι αποτελούνται από τις ίδιες μοριακές ενώσεις. Ένα παράδειγμα αυτού είναι νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και άλλα πολύπλοκα μοριακά σύμπλοκα οργανικών και ανόργανες ουσίες. Μερικές φορές ονομάζονται βιολογικές μακρομοριακές ουσίες. Εμφανίζεται σε μοριακό επίπεδο διάφορες διαδικασίεςζωτικές λειτουργίες των ζωντανών οργανισμών: μεταβολισμός, μετατροπή ενέργειας. Με τη βοήθεια του μοριακού επιπέδου, πραγματοποιείται η μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών, σχηματίζονται μεμονωμένα οργανίδια και συμβαίνουν άλλες διεργασίες.

Ρύζι. 2. Κυτταρικό επίπεδο

2. Κυτταρικό επίπεδο. Το κύτταρο είναι η δομική και λειτουργική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών στη Γη (Εικ. 2). Τα μεμονωμένα οργανίδια μέσα σε ένα κύτταρο έχουν μια χαρακτηριστική δομή και εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία. Οι λειτουργίες μεμονωμένων οργανιδίων σε ένα κύτταρο είναι αλληλένδετες και εκτελούν κοινές ζωτικές διεργασίες. Στους μονοκύτταρους οργανισμούς (μονοκύτταρα φύκια και πρωτόζωα) όλα διαδικασίες ζωήςπερνούν σε ένα κύτταρο, και ένα κύτταρο υπάρχει ως ξεχωριστός οργανισμός. Θυμηθείτε τα μονοκύτταρα φύκια, τη χλαμυδομόνα, τη χλωρέλλα και τα πιο απλά ζώα - αμοιβάδα, βλεφαρίδες κ.λπ. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, ένα κύτταρο δεν μπορεί να υπάρξει ως ξεχωριστός οργανισμός, αλλά είναι μια στοιχειώδης δομική μονάδα του οργανισμού.

Ρύζι. 3. Επίπεδο ιστού

3. Επίπεδο ιστού. Μια συλλογή κυττάρων και μεσοκυτταρικών ουσιών παρόμοιας προέλευσης, δομής και λειτουργίας σχηματίζει ιστό. Το επίπεδο των ιστών είναι χαρακτηριστικό μόνο πολυκύτταρων οργανισμών. Επίσης, οι μεμονωμένοι ιστοί δεν είναι ένας ανεξάρτητος αναπόσπαστος οργανισμός (Εικ. 3). Για παράδειγμα, τα σώματα των ζώων και των ανθρώπων αποτελούνται από τέσσερις διαφορετικούς ιστούς (επιθηλιακό, συνδετικό, μυϊκό, νευρικό). Οι φυτικοί ιστοί ονομάζονται: εκπαιδευτικοί, ενσωματωμένοι, υποστηρικτικοί, αγώγιμοι και απεκκριτικοί. Θυμηθείτε τη δομή και τις λειτουργίες μεμονωμένων ιστών.

Ρύζι. 4. Επίπεδο οργάνου

4. Επίπεδο οργάνου. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, η ένωση αρκετών πανομοιότυπων ιστών, παρόμοιων σε δομή, προέλευση και λειτουργία, σχηματίζει το επίπεδο οργάνου (Εικ. 4). Κάθε όργανο περιέχει πολλούς ιστούς, αλλά μεταξύ αυτών ένας είναι ο πιο σημαντικός. Ένα ξεχωριστό όργανο δεν μπορεί να υπάρχει ως ολόκληρος οργανισμός. Πολλά όργανα, παρόμοια σε δομή και λειτουργία, συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα σύστημα οργάνων, για παράδειγμα, πέψη, αναπνοή, κυκλοφορία του αίματος κ.λπ.

Ρύζι. 5. Οργανικό επίπεδο

5. Οργανικό επίπεδο. Τα φυτά (Chlamydomonas, Chlorella) και τα ζώα (αμοιβάδα, βλεφαρίδες κ.λπ.), των οποίων το σώμα αποτελείται από ένα κύτταρο, είναι ένας ανεξάρτητος οργανισμός (Εικ. 5). Και ένα μεμονωμένο άτομο πολυκύτταρων οργανισμών θεωρείται ως ξεχωριστός οργανισμός. Σε κάθε μεμονωμένο οργανισμό, συμβαίνουν όλες οι διαδικασίες ζωής που είναι χαρακτηριστικές για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς - διατροφή, αναπνοή, μεταβολισμός, ευερεθιστότητα, αναπαραγωγή κ.λπ. Κάθε ανεξάρτητος οργανισμός αφήνει πίσω του απογόνους. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα, οι ιστοί, τα όργανα και τα συστήματα οργάνων δεν είναι ξεχωριστός οργανισμός. Μόνο ένα ολοκληρωμένο σύστημα οργάνων που εκτελούν συγκεκριμένα διάφορες λειτουργίες σχηματίζει έναν ξεχωριστό ανεξάρτητο οργανισμό. Η ανάπτυξη ενός οργανισμού, από τη γονιμοποίηση έως το τέλος της ζωής του, διαρκεί ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Αυτό ατομική ανάπτυξηκάθε οργανισμός ονομάζεται οντογένεση. Ένας οργανισμός μπορεί να υπάρχει σε στενή σχέση με το περιβάλλον του.

Ρύζι. 6. Επίπεδο πληθυσμού-ειδών

6. Επίπεδο πληθυσμού-ειδών. Μια συλλογή ατόμων ενός είδους ή μιας ομάδας που υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε ένα συγκεκριμένο τμήμα της περιοχής, σχετικά χωριστά από άλλους πληθυσμούς του ίδιου είδους, αποτελεί πληθυσμό. Σε επίπεδο πληθυσμού πραγματοποιούνται οι απλούστεροι εξελικτικοί μετασχηματισμοί, γεγονός που συμβάλλει στη σταδιακή εμφάνιση ενός νέου είδους (Εικ. 6).

Ρύζι. 7 Βιογεωκαινοτικό επίπεδο

7. Βιογεωκαινοτικό επίπεδο. Ένα σύνολο οργανισμών διαφορετικών ειδών και ποικίλης πολυπλοκότητας οργάνωσης, προσαρμοσμένων στις ίδιες συνθήκες φυσικό περιβάλλον, ονομάζεται βιογεωκένωση, ή φυσική κοινότητα. Η βιογεωκένωση περιλαμβάνει πολυάριθμα είδη ζωντανών οργανισμών και φυσικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Στις φυσικές βιογεωκαινώσεις, η ενέργεια συσσωρεύεται και μεταφέρεται από τον έναν οργανισμό στον άλλο. Η βιογεωκένωση περιλαμβάνει ανόργανες, ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣκαι ζωντανούς οργανισμούς (Εικ. 7).

Ρύζι. 8. Επίπεδο βιόσφαιρας

8. Επίπεδο βιόσφαιρας. Το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη μας και ο κοινός φυσικός βιότοπός τους αποτελεί το επίπεδο της βιόσφαιρας (Εικ. 8). Επί επίπεδο βιόσφαιραςη σύγχρονη βιολογία αποφασίζει παγκόσμια προβλήματα, για παράδειγμα, ο προσδιορισμός της έντασης του σχηματισμού ελεύθερου οξυγόνου από τη βλάστηση της Γης ή των αλλαγών στη συγκέντρωση διοξείδιο του άνθρακαστην ατμόσφαιρα που σχετίζεται με τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Ο κύριος ρόλος στο επίπεδο της βιόσφαιρας διαδραματίζεται από τις «ζωντανές ουσίες», δηλαδή το σύνολο των ζωντανών οργανισμών που κατοικούν στη Γη. Επίσης σε επίπεδο βιόσφαιρας, οι «βιο-αδρανείς ουσίες» είναι σημαντικές, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των ζωντανών οργανισμών και των «αδρανών» ουσιών (δηλ. συνθήκες περιβάλλον). Σε επίπεδο βιόσφαιρας, η κυκλοφορία της ύλης και της ενέργειας συμβαίνει στη Γη με τη συμμετοχή όλων των ζωντανών οργανισμών της βιόσφαιρας.

Επίπεδα οργάνωσης ζωής. Πληθυσμός. Βιογεωκένωση. Βιόσφαιρα.

1. Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφορα επίπεδα οργάνωσης των ζωντανών οργανισμών: μοριακό, κυτταρικό, ιστό, όργανο, οργανισμό, πληθυσμό-είδη, βιογεωκενοτικό και βιόσφαιρα.
2. Σε επίπεδο πληθυσμού-ειδών, πραγματοποιούνται στοιχειώδεις εξελικτικοί μετασχηματισμοί.
3. Το κύτταρο είναι η πιο βασική δομική και λειτουργική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών.
4. Μια συλλογή κυττάρων και μεσοκυτταρικών ουσιών παρόμοιας προέλευσης, δομής και λειτουργίας σχηματίζει ιστό.
5. Το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη και ο κοινός φυσικός βιότοπός τους αποτελεί το επίπεδο της βιόσφαιρας.
1. Ονομάστε τα επίπεδα οργάνωσης της ζωής με τη σειρά.
2. Τι είναι το ύφασμα;
3. Ποια είναι τα κύρια μέρη ενός κυττάρου;
1. Ποιοι οργανισμοί χαρακτηρίζονται από το επίπεδο των ιστών;
2. Περιγράψτε το επίπεδο οργάνου.
3. Τι είναι πληθυσμός;
1. Περιγράψτε το επίπεδο του οργανισμού.
2. Ονομάστε τα χαρακτηριστικά του βιογεωκαινοτικού επιπέδου.
3. Δώστε παραδείγματα της διασύνδεσης των επιπέδων οργάνωσης της ζωής.

Συμπληρώστε τον πίνακα που δείχνει τα δομικά χαρακτηριστικά κάθε επιπέδου του οργανισμού:

Σειριακός αριθμός	Επίπεδα οργάνωσης	Ιδιαιτερότητες

Όλη η ζωντανή φύση είναι μια συλλογή βιολογικών συστημάτων διαφορετικών επιπέδων οργάνωσης και διαφορετικής υποταγής.
Το επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύλης νοείται ως η λειτουργική θέση στην οποία καταλαμβάνει μια δεδομένη βιολογική δομή κοινό σύστημαοργάνωση της φύσης.

Επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύληςείναι ένα σύνολο ποσοτικών και ποιοτικών παραμέτρων ενός συγκεκριμένου βιολογικού συστήματος (κύτταρο, οργανισμός, πληθυσμός κ.λπ.), που καθορίζουν τις συνθήκες και τα όρια ύπαρξής του.

Υπάρχουν πολλά επίπεδα οργάνωσης των ζωντανών συστημάτων που αντικατοπτρίζουν την υποταγή και την ιεραρχία δομική οργάνωσηΖΩΗ.

• Μοριακό (μοριακό γενετικό) επίπεδοαντιπροσωπεύεται από μεμονωμένα βιοπολυμερή (DNA, RNA, πρωτεΐνες, λιπίδια, υδατάνθρακες και άλλες ενώσεις). Σε αυτό το επίπεδο ζωής μελετώνται φαινόμενα που σχετίζονται με αλλαγές (μεταλλάξεις) και αναπαραγωγή γενετικού υλικού και μεταβολισμού. Αυτό κάνει η επιστήμη - η μοριακή βιολογία.
• Κυτταρικόςεπίπεδο- το επίπεδο στο οποίο υπάρχει ζωή με τη μορφή κυττάρου - η δομική και λειτουργική μονάδα της ζωής, μελετάται από την κυτταρολογία. Σε αυτό το επίπεδο, μελετώνται διαδικασίες όπως ο μεταβολισμός και η ενέργεια, η ανταλλαγή πληροφοριών, η αναπαραγωγή, η φωτοσύνθεση, η μετάδοση νευρικών παλμών και πολλές άλλες.

Το κύτταρο είναι η δομική μονάδα όλων των ζωντανών όντων.

• Επίπεδο ιστούμελετά ιστολογία.

Ο ιστός είναι μια συλλογή μεσοκυττάριας ουσίας και κυττάρων παρόμοια σε δομή, προέλευση και λειτουργίες.

• Οργανοεπίπεδο. Το όργανο περιλαμβάνει αρκετούς ιστούς.
• Οργανικόςεπίπεδο- η ανεξάρτητη ύπαρξη ενός ατόμου - μελετάται ένας μονοκύτταρος ή πολυκύτταρος οργανισμός, για παράδειγμα, η φυσιολογία και η αυτεκολογία (οικολογία ατόμων). Ένα άτομο ως αναπόσπαστος οργανισμός αντιπροσωπεύει μια στοιχειώδη μονάδα ζωής. Η ζωή στη φύση δεν υπάρχει σε καμία άλλη μορφή.

Ένας οργανισμός είναι ένας πραγματικός φορέας ζωής, που χαρακτηρίζεται από όλες τις ιδιότητές του.

• Πληθυσμός-είδοςεπίπεδο- επίπεδο, το οποίο αντιπροσωπεύεται από μια ομάδα ατόμων του ίδιου είδους - έναν πληθυσμό. Είναι στον πληθυσμό που συμβαίνουν στοιχειώδεις εξελικτικές διεργασίες (συσσώρευση, εκδήλωση και επιλογή μεταλλάξεων). Αυτό το επίπεδο οργάνωσης μελετάται από επιστήμες όπως η αποοικολογία (ή η πληθυσμιακή οικολογία) και η εξελικτική επιστήμη.

Ένας πληθυσμός είναι μια συλλογή ατόμων του ίδιου είδους που υπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη περιοχή, διασταυρώνονται ελεύθερα και είναι σχετικά απομονωμένα από άλλα άτομα του ίδιου είδους.

• Βιογεωκαινοτικήεπίπεδο- αντιπροσωπεύονται από κοινότητες (οικοσυστήματα) που αποτελούνται από διαφορετικούς πληθυσμούς και τα ενδιαιτήματά τους. Αυτό το επίπεδο οργάνωσης μελετάται από τη βιοκαινολογία ή τη συνεκολογία (οικολογία των κοινοτήτων).

Το Biogeocenosis είναι μια συλλογή όλων των ειδών με ποικίλη πολυπλοκότητα οργάνωσης και όλων των παραγόντων του οικοτόπου τους.

• Βιόσφαιραεπίπεδο- ένα επίπεδο που αντιπροσωπεύει το σύνολο όλων των βιογεωκαινώσεων. Στη βιόσφαιρα υπάρχει κυκλοφορία ουσιών και μετασχηματισμός ενέργειας με τη συμμετοχή οργανισμών.

Η ζωή είναι ένα πολυεπίπεδο σύστημα (από τα ελληνικά. Σύστημα- συσχέτιση, ολότητα). Διακρίνονται τα ακόλουθα βασικά επίπεδα οργάνωσης των έμβιων όντων: μοριακό, κυτταρικό, όργανο-ιστός, οργανισμός, πληθυσμός-είδος, οικοσύστημα, βιόσφαιρα. Όλα τα επίπεδα είναι στενά συνδεδεμένα και προκύπτουν το ένα από το άλλο, γεγονός που υποδηλώνει την ακεραιότητα της ζωντανής φύσης.

Μοριακό επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Αυτό είναι ενότητα χημική σύνθεση(βιοπολυμερή: πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λίπη, νουκλεϊκά οξέα), χημικές αντιδράσεις. Από αυτό το επίπεδο ξεκινούν οι ζωτικές διεργασίες του σώματος: ενέργεια, πλαστικές και άλλες ανταλλαγές, αλλαγές και υλοποίηση γενετικών πληροφοριών.

Κυτταρικό επίπεδο ζωντανής οργάνωσης

Κυτταρικό επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων. ζωικό κύτταρο

Το κύτταρο είναι η στοιχειώδης δομική μονάδα των ζωντανών όντων. Αυτή είναι η μονάδα ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών που ζουν στη Γη. Σε κάθε κύτταρο συμβαίνουν μεταβολικές διεργασίες και μετατροπή ενέργειας και διασφαλίζεται η διατήρηση, ο μετασχηματισμός και η μετάδοση της γενετικής πληροφορίας.

Κάθε κύτταρο αποτελείται από κυτταρικές δομές, οργανίδια που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες, επομένως είναι δυνατό να απομονωθεί υποκυτταρικήεπίπεδο.

Επίπεδο οργάνου-ιστού οργάνωσης των έμβιων όντων

Επίπεδο οργάνου-ιστού οργάνωσης των έμβιων όντων. Επιθηλιακοί ιστοί, συνδετικοί ιστοί, μυϊκοί ιστοί και νευρικά κύτταρα

Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών που εκτελούν παρόμοιες λειτουργίες έχουν την ίδια δομή, προέλευση και συνδυάζονται σε ιστούς. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ιστών που έχουν διαφορές στη δομή και εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες (επίπεδο ιστού).

Οι ιστοί σε διαφορετικούς συνδυασμούς σχηματίζουν διαφορετικά όργανα, τα οποία έχουν μια συγκεκριμένη δομή και εκτελούν ορισμένες λειτουργίες (επίπεδο οργάνων).

Τα όργανα συνδυάζονται σε συστήματα οργάνων (επίπεδο συστήματος).

Οργανικό επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Οργανικό επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Οι ιστοί συνδυάζονται σε όργανα, συστήματα οργάνων και λειτουργούν ως ένα ενιαίο σύνολο - ο οργανισμός. Η στοιχειώδης μονάδα αυτού του επιπέδου είναι το άτομο, το οποίο θεωρείται σε εξέλιξη από τη στιγμή της προέλευσης έως το τέλος της ύπαρξης ως ένα ενιαίο ζωντανό σύστημα.

Πληθυσμός-είδος επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Πληθυσμός-είδος επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων

Μια συλλογή από οργανισμούς (άτομα) του ίδιου είδους που μοιράζονται ένα κοινό ενδιαίτημα σχηματίζει πληθυσμούς. Ένας πληθυσμός είναι μια στοιχειώδης μονάδα ειδών και εξέλιξης, αφού σε αυτόν συμβαίνουν στοιχειώδεις εξελικτικές διεργασίες και τα ακόλουθα επίπεδα είναι υπεροργανισμοί.

Επίπεδο οικοσυστήματος οργάνωσης των έμβιων όντων

Επίπεδο οικοσυστήματος οργάνωσης των έμβιων όντων

Το σύνολο των οργανισμών διαφορετικών ειδών και επιπέδων οργάνωσης σχηματίζει αυτό το επίπεδο. Εδώ μπορούμε να διακρίνουμε βιοκαινοτικά και βιογεωκαινωτικά επίπεδα.

Πληθυσμοί διαφορετικών ειδών αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και σχηματίζουν πολυειδικές ομάδες ( βιοκενοτικήεπίπεδο).

Η αλληλεπίδραση των βιοκαινώσεων με κλιματικούς και άλλους μη βιολογικούς παράγοντες (ανάγλυφο, έδαφος, αλατότητα κ.λπ.) οδηγεί στο σχηματισμό βιογεωκαινόδων. (βιογεωκαινωτική).Στις βιογεωκαινώσεις, υπάρχει μια ροή ενέργειας μεταξύ πληθυσμών διαφορετικών ειδών και μια κυκλοφορία ουσιών μεταξύ των άψυχων και των ζωντανών μερών της.

Επίπεδο οργάνωσης της βιόσφαιρας των έμβιων όντων

Επίπεδο οργάνωσης της βιόσφαιρας των έμβιων όντων. 1 – μοριακός; 2 – κυψελοειδές; 3 – οργανικό; 4 – πληθυσμός-είδη. 5 – βιογεωκαινωτική; 6 – βιόσφαιρα

Αντιπροσωπεύεται από μέρος των οστράκων της Γης όπου υπάρχει ζωή - η βιόσφαιρα. Η βιόσφαιρα αποτελείται από ένα σύνολο βιογεωκενόζων και λειτουργεί ως ένα ενιαίο ολοκληρωμένο σύστημα.

Δεν είναι πάντα δυνατό να επιλέξετε ολόκληρο το αναφερόμενο σύνολο επιπέδων. Για παράδειγμα, στους μονοκύτταρους οργανισμούς το κυτταρικό και το επίπεδο του οργανισμού συμπίπτουν, αλλά το επίπεδο του οργάνου-ιστού απουσιάζει. Μερικές φορές μπορούν να διακριθούν επιπλέον επίπεδα, για παράδειγμα, υποκυτταρικό, ιστό, όργανο, συστηματικό.