Właściwości organizmów żywych

1. Metabolizm i energia z środowisko(główny znak żywych istot).

2. Drażliwość(zdolność reagowania na wpływy).

3. Reprodukcja(samoreprodukcja).

Poziomy organizacji materii żywej

1. Molekularny- to jest poziom trudności materia organiczna- białka i kwasy nukleinowe. Na tym poziomie są chemiczne reakcje metaboliczne(glikoliza, przejście itp.), ale samych cząsteczek nie można jeszcze uznać za żywe.

2. Komórkowy. Na tym poziomie jest życie, ponieważ komórka jest minimalna jednostka, posiadający wszystkie właściwości istot żywych.

3. Tkanka narządowa- charakterystyczne tylko dla organizmów wielokomórkowych.

4. Organiczne- dzięki regulacji neurohumoralnej i metabolizmowi na tym poziomie jest on realizowany homeostaza, tj. utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu.

5. Gatunki populacyjne. Na tym poziomie to się zdarza ewolucja, tj. zmiany w organizmach związane z ich adaptacją do środowiska pod wpływem doboru naturalnego. Najmniejszą jednostką ewolucji jest populacja.

6. Biogeocenotyka(ogółem populacji różne rodzaje, powiązane ze sobą i otaczającą przyrodą nieożywioną). Na tym poziomie to się zdarza

• obieg substancji i konwersja energii, I
• samoregulacja, dzięki czemu zachowana jest stabilność ekosystemów i biogeocenoz.

7. Biosfera. Na tym poziomie to się zdarza

• cykl globalny substancji i konwersji energii, I
• wzajemne oddziaływanie materii ożywionej i nieożywionej planety.

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakich poziomach organizacji życia badają znaczenie fotosyntezy w przyrodzie?
1) biosfera
2) komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) molekularny
5) tkanka-narząd

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Na jakim poziomie organizacji przyrody żywej jest zbiór populacji różnych gatunków powiązanych ze sobą i otaczającą przyrodą nieożywioną
1) organizmowe
2) gatunek-populacyjny
3) biogeocenotyczny
4) biosfera

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Mutacje genów zachodzą na poziomie organizacji istot żywych
1) organizmowe
2) komórkowy
3) gatunek
4) molekularny

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Elementarna struktura, na poziomie której w przyrodzie objawia się działanie doboru naturalnego
1) organizm
2) biocenoza
3) widok
4) ludność

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie znaki są podobne dla żywych i nieożywionych obiektów natury?
1) struktura komórkowa
2) zmiana temperatury ciała
3) dziedziczność
4) drażliwość
5) ruch w przestrzeni

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakich poziomach organizacji istot żywych bada się charakterystykę reakcji fotosyntezy u roślin wyższych?
1) biosfera
2) komórkowy
3) gatunek-populacyjny
4) molekularny
5) ekosystem

Odpowiedź

Poniżej znajduje się lista pojęć. Wszystkie, z wyjątkiem dwóch, są poziomami organizacji istot żywych. Znajdź dwa pojęcia, które „wypadają” z szeregu ogólnego i zapisz liczby, pod którymi są oznaczone.
1) biosfera
2) genetyczne
3) gatunek-populacyjny
4) biogeocenotyczny
5) biogenny

Odpowiedź

1. Ustal kolejność, w jakiej znajdują się poziomy organizacji żywych istot. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) populacja
2) komórkowy
3) gatunek
4) biogeocenotyczny
5) genetyka molekularna
6) organizmowe

Odpowiedź

2. Ustal sekwencję rosnącej złożoności poziomów organizacji istot żywych. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) biosfera
2) komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) organizmowe
5) gatunek-populacyjny

Odpowiedź

1. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Poziom organizacji komórkowej pokrywa się z poziomem organizmu
1) bakteriofagi
2) ameba czerwonkowa
3) wirus polio
4) dziki królik
5) zielona euglena

Odpowiedź

2. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Odpowiadają one jednocześnie komórkowemu i organizmowemu poziomowi organizacji życia.
1) hydra słodkowodna
2) spirogyra
3) ulotrix
4) ameba czerwonkowa
5) sinice

Odpowiedź

3. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi. Które organizmy mają ten sam poziom życia komórkowego i organizmu?
1) bakterie siarkowe
2) penicillium
3) chlamydomony
4) pszenica
5) hydra

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jedna pospolita ameba znajduje się jednocześnie na:
1) Molekularny poziom organizacji życia
2) Poziom organizacji życia populacyjnego – gatunkowego
3) Komórkowy poziom organizacji życia
4) Tkankowy poziom organizacji życia
5) Organiczny poziom organizacji życia

Odpowiedź

1. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Istoty żywe różnią się od istot nieożywionych
1) zdolność do zmiany właściwości obiektu pod wpływem środowiska
2) zdolność do uczestniczenia w cyklu substancji
3) zdolność do reprodukcji własnego rodzaju
4) zmieniać wielkość obiektu pod wpływem otoczenia
5) możliwość zmiany właściwości innych obiektów

Odpowiedź

2. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie cechy są charakterystyczne dla materii żywej?
1) wysokość
2) ruch
3) samoreprodukcja
4) rytmiczność
5) dziedziczność

Odpowiedź

3. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Charakterystyka wszystkich organizmów żywych
1) powstawanie substancji organicznych z nieorganicznych
2) pobieranie składników mineralnych rozpuszczonych w wodzie z gleby
3) aktywny ruch w przestrzeni
4) oddychanie, odżywianie, rozmnażanie
5) drażliwość

Odpowiedź

4. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie cechy są charakterystyczne tylko dla systemów żywych?
1) zdolność poruszania się
2) metabolizm i energia
3) zależność od wahań temperatury
4) wzrost, rozwój i zdolność do reprodukcji
5) stabilność i stosunkowo słaba zmienność

Odpowiedź

5. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Organizmy, w odróżnieniu od obiektów przyrody nieożywionej, charakteryzują się
1) zmienić
2) ruch
3) homeostaza
4) ewolucja
5) skład chemiczny

Odpowiedź

Ustal zgodność między poziomami organizacji istot żywych a ich cechami i zjawiskami: 1) biocenozą, 2) biosferą. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) procesy obejmują całą planetę
B) symbioza
B) międzygatunkowa walka o byt
D) transfer energii od producentów do odbiorców
D) odparowanie wody
E) sukcesja (zmiana zbiorowisk naturalnych)

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Ontogeneza, metabolizm, homeostaza, reprodukcja zachodzą na… poziomach organizacji.
1) komórkowy
2) molekularny
3) organizmowe
4) organy
5) tkanina

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Na poziomie populacji i gatunku organizacja życia jest taka
1) ryba z jeziora Bajkał
2) Ptaki arktyczne
3) Tygrysy amurskie z Kraju Nadmorskiego w Rosji
4) wróble miejskie Parku Kultury i Wypoczynku
5) cyce Europy

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Które poziomy organizacji życia są ponadgatunkowe?
1) gatunek-populacyjny
2) organoidowo-komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) biosfera
5) genetyka molekularna

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Odpowiada poziomowi komórkowej organizacji życia
1) chlamydomony
2) bakterie siarkowe
3) bakteriofag
4) wodorosty
5) porosty

Odpowiedź

Wybierz dwie opcje. Wymiana energii u ameby zwyczajnej zachodzi na poziomie organizacji żywych istot.
1) komórkowy
2) biosfera
3) organizmowe
4) biogeocenotyczny
5) gatunek-populacyjny

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakim poziomie organizacji zachodzą procesy takie jak drażliwość i metabolizm?
1) gatunek-populacyjny
2) organizmowe
3) genetyka molekularna
4) biogeocenotyczny
5) komórkowy

Odpowiedź

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Mikroskop odsłonił przed nami wiele tajemnic – niewidzialne cząstki, które żyły w organizmie, zobacz innych.

Łomonosow

ORGANIZACJA KOMÓREK

Komórkowy poziom organizacji życia

Komórkowy poziom życia- jest to poziom organizacji, o którego właściwościach decydują komórki wraz z ich składnikami składowymi oraz ich udział w procesach transformacji substancji, energii i informacji.

Komórkowy system biologiczny z charakterystyczne cechy struktury, funkcje i właściwości.

Organizacja strukturalna. Komórka jest podstawową jednostką strukturalną organizmów kolonialnych i wielokomórkowych, a u organizmów jednokomórkowych jest jednocześnie niezależnym organizmem integralnym. Głównymi częściami strukturalnymi komórki są aparat powierzchniowy, cytoplazma i jądro (nukleoid u organizmów prokariotycznych), zbudowane na określonych podsystemach i elementach, którymi są organelle. Istnieją dwa typy organizacji komórek - prokariotyczne i eukariotyczne. Podstawowym poziomem organizacji komórek jest poziom molekularny.

Organizacja funkcjonalna. Aby przetrwać, komórki muszą: a) otrzymywać energię ze środowiska i przekształcać ją do potrzebnej postaci; b) selektywnie przepuszczać, przenosić i usuwać substancje; c) przechowywać, wdrażać i przekazywać informację genetyczną następnemu pokoleniu; d) stale utrzymywać reakcje chemiczne niezbędne do utrzymania równowagi wewnętrznej; e) rozpoznawać sygnały otoczenia i reagować na nie w określony sposób; f) tworzą nowe cząsteczki i struktury w celu zastąpienia tych, których żywotność dobiegła końca.

Każda żywa komórka to system, który przetwarza docierające do niej substancje, energię i informacje, zapewniając w ten sposób procesy życiowe organizmu. Komórka jest jednostką funkcjonalną realizującą takie funkcje jak wsparcie, ruch, odżywianie, oddychanie, krążenie krwi, wydzieliny, rozmnażanie, ruch, regulacja procesów itp. Komórki organizmów jednokomórkowych pełnią wszystkie te istotne funkcje, a większość komórek organizmu wielokomórkowego specjalizuje się w wykonywaniu jednej głównej funkcji życiowej. Ale w obu przypadkach każda funkcja komórki jest konsekwencją skoordynowanej pracy wszystkich jej elementów. Organizacja i funkcjonowanie wszystkich składników komórki są związane przede wszystkim z błonami biologicznymi. Zewnętrzne relacje między komórkami są utrzymywane poprzez uwalnianie substancji chemicznych i nawiązywanie kontaktów; wewnętrzne relacje między elementami komórki zapewniają hialoplazma.

Nieruchomości . Komórka jest elementarnym biosystemem, ponieważ na poziomie komórkowym manifestują się wszystkie właściwości życia. Główne właściwości komórki to otwartość, metabolizm, hierarchia, integralność, samoregulacja, samoodnowa, samoreprodukcja, rytm itp. Właściwości te są zdeterminowane strukturalną i funkcjonalną organizacją biomembran, cytoplazmy i jądra.

Istnieją takie poziomy organizacji żywej materii - poziomy organizacji biologicznej: molekularny, komórkowy, tkankowy, narządowy, organizmowy, populacyjny-gatunkowy i ekosystemowy.

Molekularny poziom organizacji- to poziom funkcjonowania makrocząsteczek biologicznych - biopolimerów: kwasów nukleinowych, białek, polisacharydów, lipidów, steroidów. Na tym poziomie rozpoczynają się najważniejsze procesy życiowe: metabolizm, konwersja energii, przekazywanie informacji dziedzicznej. Na tym poziomie bada się: biochemię, genetykę molekularną, biologię molekularną, genetykę, biofizykę.

Jest to poziom komórek (komórki bakterii, sinic, zwierząt jednokomórkowych i glonów, grzybów jednokomórkowych, komórek organizmów wielokomórkowych). Komórka jest jednostką strukturalną istot żywych, jednostką funkcjonalną, jednostką rozwoju. Poziom ten bada się za pomocą cytologii, cytochemii, cytogenetyki i mikrobiologii.

Poziom organizacji tkankowej- jest to poziom, na którym bada się strukturę i funkcjonowanie tkanek. Poziom ten jest badany przez histologię i histochemię.

Poziom organizacji- To jest poziom narządów organizmów wielokomórkowych. Anatomia, fizjologia i embriologia badają ten poziom.

Organiczny poziom organizacji- jest to poziom organizmów jednokomórkowych, kolonialnych i wielokomórkowych. Specyfika poziomu organizmu polega na tym, że na tym poziomie następuje dekodowanie i wdrażanie informacji genetycznej, kształtowanie się cech właściwych osobnikom danego gatunku. Poziom ten jest badany przez morfologię (anatomię i embriologię), fizjologię, genetykę i paleontologię.

Poziom populacji i gatunku- jest to poziom agregatów jednostek - populacji i gatunków. Poziom ten jest badany przez systematykę, taksonomię, ekologię, biogeografię i genetykę populacyjną. Na tym poziomie badane są cechy genetyczne i ekologiczne populacji, elementarne czynniki ewolucyjne i ich wpływ na pulę genową (mikroewolucja) oraz problematykę ochrony gatunków.

Poziom organizacji ekosystemu- jest to poziom mikroekosystemów, mezoekosystemów, makroekosystemów. Na tym poziomie badane są rodzaje odżywiania, rodzaje relacji między organizmami i populacjami w ekosystemie, wielkość populacji, dynamika populacji, gęstość zaludnienia, produktywność ekosystemu i sukcesja. Na tym poziomie studiuje się ekologię.

Również wyróżniony poziom organizacji biosferyżywa materia. Biosfera to gigantyczny ekosystem zajmujący część geograficznej otoczki Ziemi. To mega ekosystem. W biosferze istnieje cykl substancji i pierwiastki chemiczne, a także konwersja energii słonecznej.

Życie to system wielopoziomowy (z gr. system- stowarzyszenie, całość). Wyróżnia się następujące podstawowe poziomy organizacji istot żywych: molekularny, komórkowy, narząd-tkanka, organizm, populacja-gatunek, ekosystem, biosfera. Wszystkie poziomy są ze sobą ściśle powiązane i wynikają z siebie, co wskazuje na integralność żywej natury.

Molekularny poziom organizacji istot żywych

To jest jedność skład chemiczny(biopolimery: białka, węglowodany, tłuszcze, kwasy nukleinowe), reakcje chemiczne. Z tego poziomu rozpoczynają się procesy życiowe organizmu: wymiana energetyczna, plastyczna i inna, zmiany i wdrażanie informacji genetycznej.

Poziom komórkowy organizacji życia

Poziom komórkowy organizacji istot żywych. komórka zwierzęca

Komórka jest podstawową jednostką strukturalną organizmów żywych. Jest to jednostka rozwoju wszystkich żywych organizmów żyjących na Ziemi. W każdej komórce zachodzą procesy metaboliczne i konwersja energii, a także zapewnione jest zachowanie, transformacja i przekazywanie informacji genetycznej.

Każda komórka składa się ze struktur komórkowych, organelli pełniących określone funkcje, dlatego możliwa jest jej izolacja subkomórkowy poziom.

Poziom organowo-tkankowy organizacji istot żywych

Poziom organowo-tkankowy organizacji istot żywych. Tkanki nabłonkowe, tkanki łączne, tkanki mięśniowe i komórki nerwowe

Komórki organizmów wielokomórkowych, które pełnią podobne funkcje, mają tę samą strukturę, pochodzenie i są połączone w tkanki. Istnieje kilka rodzajów tkanek, które różnią się budową i pełnią różne funkcje (na poziomie tkanki).

Tworzą się tkanki w różnych kombinacjach różne narządy, które mają określoną strukturę i pełnią określone funkcje (poziom narządów).

Narządy są łączone w układy narządów (poziom systemu).

Organiczny poziom organizacji istot żywych

Organiczny poziom organizacji istot żywych

Tkanki łączą się w narządy, układy narządów i funkcjonują jako jedna całość – organizm. Podstawową jednostką tego poziomu jest jednostka, która w rozwoju od momentu powstania aż do końca istnienia jest rozpatrywana jako pojedynczy żywy system.

Populacyjno-gatunkowy poziom organizacji istot żywych

Populacyjno-gatunkowy poziom organizacji istot żywych

Zbiór organizmów (osobników) tego samego gatunku, które mają wspólne miejsce siedlisko, tworzy populacje. Populacja jest elementarną jednostką gatunku i ewolucji, ponieważ zachodzą w niej elementarne procesy ewolucyjne, ten i kolejne poziomy mają charakter ponadorganizmowy.

Poziom ekosystemu organizacji istot żywych

Poziom ekosystemu organizacji istot żywych

Całość organizmów różnych gatunków i poziomów organizacji tworzy ten poziom. Wyróżniamy tutaj poziomy biocenotyczne i biogeocenotyczne.

Populacje różnych gatunków oddziałują ze sobą tworząc grupy wielogatunkowe ( biocenotyczny poziom).

Interakcja biocenoz z czynnikami klimatycznymi i innymi czynnikami niebiologicznymi (rzeźba terenu, gleba, zasolenie itp.) Prowadzi do powstawania biogeocenoz (biogeocenotyczny). W biogeocenozach następuje przepływ energii pomiędzy populacjami różnych gatunków oraz obieg substancji pomiędzy jej częściami nieożywionymi i żywymi.

Poziom organizacji istot żywych w biosferze

Poziom organizacji istot żywych w biosferze. 1 – molekularny; 2 – komórkowy; 3 – organizmowe; 4 – gatunek-populacyjny; 5 – biogeocenotyczny; 6 – biosfera

Reprezentowana jest przez część skorup ziemskich, w których istnieje życie – biosferę. Biosfera składa się z zestawu biogeocenoz i funkcjonuje jako pojedynczy integralny system.

Nie zawsze jest możliwe wybranie całego wymienionego zestawu poziomów. Na przykład u organizmów jednokomórkowych poziom komórkowy i organizmowy pokrywają się, ale nie ma poziomu narządowo-tkankowego. Czasami możesz podkreślić dodatkowe poziomy na przykład subkomórkowy, tkankowy, narządowy, ogólnoustrojowy.

Istnieją takie poziomy organizacji żywej materii - poziomy organizacji biologicznej: molekularny, komórkowy, tkankowy, narządowy, organizmowy, populacyjny-gatunkowy i ekosystemowy.

Molekularny poziom organizacji- to poziom funkcjonowania makrocząsteczek biologicznych - biopolimerów: kwasów nukleinowych, białek, polisacharydów, lipidów, steroidów. Z tego poziomu rozpoczynają się najważniejsze procesy życiowe: metabolizm, konwersja energii, przekazywanie informacje dziedziczne. Na tym poziomie bada się: biochemię, genetykę molekularną, biologię molekularną, genetykę, biofizykę.

Poziom komórki- jest to poziom komórek (komórki bakterii, sinic, zwierząt jednokomórkowych i glonów, grzybów jednokomórkowych, komórek organizmów wielokomórkowych). Komórka jest jednostką strukturalną istot żywych, jednostką funkcjonalną, jednostką rozwoju. Poziom ten bada się za pomocą cytologii, cytochemii, cytogenetyki i mikrobiologii.

Poziom organizacji tkankowej- jest to poziom, na którym bada się strukturę i funkcjonowanie tkanek. Poziom ten jest badany przez histologię i histochemię.

Poziom organizacji- To jest poziom narządów organizmów wielokomórkowych. Anatomia, fizjologia i embriologia badają ten poziom.

Organiczny poziom organizacji- jest to poziom organizmów jednokomórkowych, kolonialnych i wielokomórkowych. Specyfika poziomu organizmu polega na tym, że na tym poziomie następuje dekodowanie i wdrażanie informacji genetycznej, kształtowanie się cech właściwych osobnikom danego gatunku. Poziom ten badany jest przez morfologię (anatomię i embriologię), fizjologię, genetykę i paleontologię.

Poziom populacji i gatunku- jest to poziom agregatów jednostek - populacje I gatunek. Poziom ten badany jest przez systematykę, taksonomię, ekologię, biogeografię, genetyka populacyjna. Na tym poziomie genetyczne i cechy ekologiczne populacji, elementarne czynniki ewolucyjne i ich wpływ na pulę genową (mikroewolucja), problem ochrony gatunków.

Poziom organizacji ekosystemu- jest to poziom mikroekosystemów, mezoekosystemów, makroekosystemów. Na tym poziomie badane są rodzaje żywienia, rodzaje relacji między organizmami i populacjami w ekosystemie, wielkość populacji, dynamika populacji, gęstość zaludnienia, produktywność ekosystemu, sukcesja. Na tym poziomie studiuje się ekologię.

Również wyróżniony poziom organizacji biosferyżywa materia. Biosfera to gigantyczny ekosystem zajmujący część geograficznej otoczki Ziemi. To mega ekosystem. W biosferze następuje obieg substancji i pierwiastków chemicznych, a także przemiana energii słonecznej.

2. Podstawowe właściwości materii żywej

Metabolizm (metabolizm)

Metabolizm (metabolizm) to zespół przemian chemicznych zachodzących w układach żywych, zapewniających ich aktywność życiową, wzrost, rozmnażanie, rozwój, samozachowanie, stały kontakt ze środowiskiem oraz zdolność przystosowania się do niego i jego zmian. Podczas procesu metabolicznego cząsteczki tworzące komórki są rozkładane i syntetyzowane; tworzenie, niszczenie i odnowa struktur komórkowych i substancji międzykomórkowej. Metabolizm opiera się na wzajemnie powiązanych procesach asymilacji (anabolizm) i dysymilacji (katabolizm). Asymilacja - procesy syntezy cząsteczek złożonych z prostych przy wydatku energii zmagazynowanej podczas dysymilacji (a także akumulacji energii podczas osadzania syntetyzowanych substancji). Dysymilacja to proces rozkładu (beztlenowego lub tlenowego) złożonych związków organicznych, który zachodzi wraz z wyzwoleniem energii niezbędnej do funkcjonowania organizmu. W odróżnieniu od ciał przyrody nieożywionej, wymiana z otoczeniem na organizmy żywe jest warunkiem ich istnienia. W takim przypadku następuje samoodnowa. Procesy metaboliczne zachodzące wewnątrz organizmu łączą się w kaskady i cykle metaboliczne poprzez reakcje chemiczne ściśle uporządkowane w czasie i przestrzeni. Skoordynowane występowanie dużej liczby reakcji w małej objętości osiąga się poprzez uporządkowany rozkład poszczególnych jednostek metabolicznych w komórce (zasada kompartmentalizacji). Procesy metaboliczne regulowane są za pomocą biokatalizatorów – specjalnych białek enzymatycznych. Każdy enzym ma specyficzność substratową, która katalizuje konwersję tylko jednego substratu. Specyficzność ta polega na swoistym „rozpoznaniu” substratu przez enzym. Kataliza enzymatyczna różni się od katalizy niebiologicznej niezwykle wysoką wydajnością, w wyniku czego szybkość odpowiedniej reakcji wzrasta 1010 - 1013 razy. Każda cząsteczka enzymu jest w stanie wykonać od kilku tysięcy do kilku milionów operacji na minutę, nie ulegając zniszczeniu podczas udziału w reakcjach. Inną charakterystyczną różnicą między enzymami a katalizatorami niebiologicznymi jest to, że enzymy są zdolne do przyspieszania reakcji w normalnych warunkach (ciśnienie atmosferyczne, temperatura ciała itp.). Wszystkie organizmy żywe można podzielić na dwie grupy - autotrofy i heterotrofy, różniące się źródłami energii i substancjami niezbędnymi do życia. Autotrofy to organizmy syntetyzujące z substancji nieorganicznych związki organiczne Wykorzystując energię światła słonecznego (fotosyntetyki – rośliny zielone, glony, niektóre bakterie) lub energię uzyskaną w wyniku utleniania substratu nieorganicznego (chemosyntetyki – bakterie siarki, żelaza i niektóre inne), organizmy autotroficzne są w stanie syntetyzować wszystkie składniki komórki. Rola autotrofów fotosyntetycznych w przyrodzie jest decydująca - będąc głównym producentem materii organicznej w biosferze, zapewniają one istnienie wszystkich innych organizmów i przebieg cykli biogeochemicznych w obiegu substancji na Ziemi. Heterotrofy (wszystkie zwierzęta, grzyby, większość bakterii, niektóre rośliny niechlorofilowe) to organizmy wymagające do swojego istnienia gotowych substancji organicznych, które dostarczone w pożywieniu służą zarówno jako źródło energii, jak i niezbędny „materiał budowlany” . Charakterystyczną cechą heterotrofów jest obecność amfibolizmu, tj. proces powstawania małych cząsteczek organicznych (monomerów) powstających podczas trawienia żywności (proces degradacji złożonych substratów). Takie cząsteczki - monomery - służą do składania własnych, złożonych związków organicznych.

Samoreprodukcja (reprodukcja)

Zdolność do rozmnażania się (reprodukcja własnego rodzaju, samoreprodukcja) jest jedną z podstawowych właściwości organizmów żywych. Rozmnażanie jest konieczne, aby zapewnić ciągłość istnienia gatunków, ponieważ Długość życia pojedynczego organizmu jest ograniczona. Rozmnażanie z nawiązką rekompensuje straty spowodowane naturalną śmiercią osobników, a tym samym utrzymuje zachowanie gatunku przez pokolenia osobników. W procesie ewolucji organizmów żywych nastąpiła ewolucja sposobów rozmnażania. Dlatego wśród licznych i różnorodnych gatunków organizmów żywych, które obecnie istnieją, znajdujemy różne formy rozmnażania. Wiele gatunków organizmów łączy kilka metod rozmnażania. Konieczne jest rozróżnienie dwóch zasadniczo różnych rodzajów rozmnażania organizmów - bezpłciowego (pierwotny i starszy rodzaj rozmnażania) i seksualnego. W procesie rozmnażania bezpłciowego nowy osobnik powstaje z jednej lub grupy komórek (w organizmach wielokomórkowych) organizmu matki. We wszystkich formach rozmnażania bezpłciowego potomstwo ma genotyp (zestaw genów) identyczny z genotypem matki. W rezultacie całe potomstwo jednego organizmu matki okazuje się genetycznie jednorodne, a osobniki potomne mają ten sam zestaw cech. W rozmnażaniu płciowym nowy osobnik rozwija się z zygoty, która powstaje w wyniku połączenia dwóch wyspecjalizowanych komórek rozrodczych (proces zapłodnienia) wytworzonych przez dwa organizmy rodzicielskie. Jądro zygoty zawiera hybrydowy zestaw chromosomów, powstały w wyniku połączenia zestawów chromosomów połączonych jąder gamet. W jądrze zygoty powstaje w ten sposób nowa kombinacja dziedzicznych skłonności (genów), wprowadzona w równym stopniu przez oboje rodziców. A organizm potomny rozwijający się z zygoty będzie miał nową kombinację cech. Innymi słowy, podczas rozmnażania płciowego dochodzi do kombinacyjnej formy dziedzicznej zmienności organizmów, która zapewnia przystosowanie gatunków do zmieniających się warunków środowiskowych i stanowi istotny czynnik ewolucji. Jest to znacząca zaleta rozmnażania płciowego w porównaniu z rozmnażaniem bezpłciowym. Zdolność organizmów żywych do samodzielnego rozmnażania opiera się na unikalnej właściwości kwasów nukleinowych do rozmnażania oraz zjawisku syntezy macierzy, które leży u podstaw powstawania cząsteczek kwasów nukleinowych i białek. Samoreprodukcja na poziomie molekularnym determinuje zarówno realizację metabolizmu w komórkach, jak i samoreprodukcję samych komórek. Podział komórek (samorozmnażanie się komórek) leży u podstaw indywidualnego rozwoju organizmów wielokomórkowych i rozmnażania się wszystkich organizmów. Rozmnażanie organizmów zapewnia samorozmnażanie się wszystkich gatunków zamieszkujących Ziemię, co z kolei warunkuje istnienie biogeocenoz i biosfery.

Dziedziczność i zmienność

Dziedziczność zapewnia ciągłość materialną (przepływ informacji genetycznej) pomiędzy pokoleniami organizmów. Jest ściśle powiązany z reprodukcją na poziomie molekularnym, subkomórkowym i komórkowym. Informacja genetyczna decydująca o różnorodności cech dziedzicznych jest szyfrowana w strukturze molekularnej DNA (w przypadku niektórych wirusów w RNA). Geny kodują informacje o strukturze syntetyzowanych białek, enzymatycznej i strukturalnej. Kod genetyczny to system „zapisu” informacji o sekwencji aminokwasów w syntetyzowanych białkach na podstawie sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. Zbiór wszystkich genów organizmu nazywa się genotypem, a zestaw cech nazywa się fenotypem. Fenotyp zależy zarówno od genotypu, jak i od wewnętrznego i otoczenie zewnętrzne , które wpływają na aktywność genów i determinują regularne procesy. Przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznych odbywa się we wszystkich organizmach za pomocą kwasów nukleinowych; kod genetyczny jest taki sam dla wszystkich żywych istot na Ziemi, tj. jest uniwersalny. Dzięki dziedziczności przekazywane są z pokolenia na pokolenie cechy, które zapewniają przystosowanie organizmów do środowiska. Gdyby podczas rozmnażania organizmów przejawiała się jedynie ciągłość istniejących znaków i właściwości, to na tle zmieniających się warunków środowiskowych istnienie organizmów byłoby niemożliwe, ponieważ warunkiem koniecznym życia organizmów jest ich zdolność przystosowania się do warunków ich życia. środowisko. Istnieje zmienność w różnorodności organizmów należących do tego samego gatunku. Zmienność może wystąpić u poszczególnych organizmów w trakcie ich indywidualnego rozwoju lub w obrębie grupy organizmów w ciągu serii pokoleń podczas rozmnażania. Istnieją dwie główne formy zmienności, różniące się mechanizmami występowania, charakterem zmian cech i wreszcie ich znaczeniem dla istnienia organizmów żywych - genotypowa (dziedziczna) i modyfikacja (niedziedziczna). Zmienność genotypowa wiąże się ze zmianą genotypu i prowadzi do zmiany fenotypu. Zmienność genotypowa może opierać się na mutacjach (zmienność mutacyjna) lub nowych kombinacjach genów, które powstają w procesie zapłodnienia podczas rozmnażania płciowego. W formie mutacyjnej zmiany wiążą się przede wszystkim z błędami podczas replikacji kwasów nukleinowych. W ten sposób pojawiają się nowe geny niosące nową informację genetyczną; pojawiają się nowe znaki. A jeśli nowo powstające cechy są przydatne organizmowi w określonych warunkach, wówczas są one „wychwytywane” i „utrwalane” przez dobór naturalny. W ten sposób zdolność przystosowania się organizmów do warunków środowiskowych, różnorodność organizmów opierają się na zmienności dziedzicznej (genotypowej) i tworzone są warunki wstępne pozytywnej ewolucji. Przy zmienności niedziedzicznej (modyfikującej) zmiany fenotypu zachodzą pod wpływem czynników środowiskowych i nie są związane ze zmianami genotypu. Modyfikacje (zmiany cech podczas zmienności modyfikacji) zachodzą w granicach normy reakcji, która jest pod kontrolą genotypu. Modyfikacje nie są przekazywane kolejnym pokoleniom. Znaczenie zmienności modyfikacji polega na tym, że zapewnia ona zdolność przystosowania się organizmu do czynników środowiskowych w trakcie jego życia.

Indywidualny rozwój organizmów

Wszystkie organizmy żywe charakteryzują się procesem indywidualnego rozwoju - ontogenezą. Tradycyjnie ontogeneza jest rozumiana jako proces indywidualnego rozwoju organizmu wielokomórkowego (powstałego w wyniku rozmnażania płciowego) od momentu powstania zygoty do naturalnej śmierci osobnika. W wyniku podziału zygoty i kolejnych pokoleń komórek powstaje organizm wielokomórkowy, składający się z ogromnej liczby różnych typów komórek, różnych tkanek i narządów. Rozwój organizmu opiera się na „programie genetycznym” (zapisanym w genach chromosomów zygoty) i odbywa się w określonych warunkach środowiskowych, które w istotny sposób wpływają na proces wdrażania informacji genetycznej w trakcie indywidualnej egzystencji organizmu. indywidualny. NA wczesne stadia w rozwoju indywidualnym następuje intensywny wzrost (wzrost masy i rozmiaru), spowodowany reprodukcją cząsteczek, komórek i innych struktur oraz różnicowaniem, tj. pojawienie się różnic w strukturze i komplikacji funkcji. Na wszystkich etapach ontogenezy różne czynniki środowiskowe (temperatura, grawitacja, ciśnienie, skład żywności pod względem zawartości pierwiastków chemicznych i witamin, różne czynniki fizykochemiczne) mają istotny wpływ regulacyjny na rozwój organizmu. Badanie roli tych czynników w procesie indywidualnego rozwoju zwierząt i człowieka ma ogromne znaczenie praktyczne, zwiększające się wraz ze wzrostem antropogenicznego oddziaływania na przyrodę. W różne obszary W biologii, medycynie, weterynarii i innych naukach szeroko prowadzone są badania mające na celu badanie procesów normalnego i patologicznego rozwoju organizmów oraz wyjaśnianie wzorców ontogenezy.

Drażliwość

4. Centralny dogmat biologii molekularnej- uogólniająca zasada wdrażania informacji genetycznej obserwowanej w przyrodzie: informacja jest przekazywana kwasy nukleinowe Do wiewiórka, ale nie w przeciwnym kierunku. Reguła została sformułowana Franciszka Cricka V 1958 roku i dostosowane do danych zgromadzonych do tego czasu w 1970 rok. Transfer informacji genetycznej z DNA Do RNA i od RNA do wiewiórka jest uniwersalny dla wszystkich bez wyjątku organizmów komórkowych; leży u podstaw biosyntezy makrocząsteczek. Replikacja genomu odpowiada przejściu informacji DNA → DNA. W naturze zachodzą również przejścia RNA → RNA i RNA → DNA (na przykład w niektórych wirusach), a także zmiany struktura białka przenoszone z cząsteczki na cząsteczkę.

Uniwersalne metody przekazywania informacji biologicznej

W organizmach żywych występują trzy typy heterogeniczne, to znaczy składające się z różnych monomerów polimerowych - DNA, RNA i białka. Transfer informacji pomiędzy nimi można przeprowadzić na 3 x 3 = 9 sposobów. Centralny Dogmat dzieli te 9 rodzajów przekazywania informacji na trzy grupy:

Ogólne - występujące u większości organizmów żywych;

Specjalne - znalezione jako wyjątek, w wirusy i o godz ruchome elementy genomu lub w warunkach biologicznych eksperyment;

Nieznany - nie znaleziono.

Replikacja DNA (DNA → DNA)

DNA jest głównym sposobem przekazywania informacji pomiędzy pokoleniami organizmów żywych, dlatego bardzo ważne jest dokładne podwojenie (replikacja) DNA. Replikacja odbywa się za pomocą kompleksu białek, które się rozwijają chromatyna, a następnie podwójna helisa. Następnie polimeraza DNA i związane z nią białka tworzą identyczną kopię na każdym z dwóch łańcuchów.

Transkrypcja (DNA → RNA)

Transkrypcja to proces biologiczny, w wyniku którego informacja zawarta w fragmencie DNA jest kopiowana na syntetyzowaną cząsteczkę informacyjny RNA. Transkrypcja jest przeprowadzana czynniki transkrypcyjne I Polimeraza RNA. W komórka eukariotyczna pierwotny transkrypt (pre-mRNA) jest często edytowany. Proces ten nazywa się łączenie.

Tłumaczenie (RNA → białko)

Odczytuje się dojrzały mRNA rybosomy podczas transmisji. W prokariotyczny W komórkach procesy transkrypcji i translacji nie są oddzielone przestrzennie i procesy te są sprzężone. W eukariotyczny miejsce transkrypcji komórki Jądro komórkowe oddzielone od miejsca nadawania ( cytoplazma) membrana nuklearna, więc mRNA transportowane z jądra do cytoplazmy. mRNA jest odczytywany przez rybosom w postaci trzech nukleotyd"słowa". Kompleksy czynniki inicjacji I czynniki wydłużenia dostarczać aminoacylowane transferowe RNA do kompleksu mRNA-rybosom.

5. Transkrypcja odwrotna to proces tworzenia dwuniciowego DNA na jednoniciowej matrycy RNA. Proces ten nazywa się odwracać transkrypcja, ponieważ transfer informacji genetycznej następuje w kierunku „odwrotnym” w stosunku do transkrypcji.

Pomysł odwrotnej transkrypcji był początkowo bardzo niepopularny, ponieważ był sprzeczny centralny dogmat biologii molekularnej, co sugerowało, że DNA przepisane do RNA i nie tylko audycja w białka. Znalezione w retrowirusy, Na przykład, HIV i na wszelki wypadek retrotranspozony.

Transmisja(z łac. transdukcja- ruch) - proces transferu bakteryjny DNA z jednej komórki do drugiej fag. Transdukcja ogólna jest stosowana w genetyce bakterii do mapowanie genomu i projekt szczepy. Do transdukcji zdolne są zarówno fagi umiarkowane, jak i zjadliwe; te ostatnie jednak niszczą populację bakterii, więc transdukcja za ich pomocą nie przynosi żadnego efektu. wielkie znaczenie ani w przyrodzie, ani podczas badań.

Cząsteczka DNA wektora to cząsteczka DNA, która działa jako nośnik. Cząsteczka nośnikowa musi posiadać szereg cech:

Zdolność do autonomicznej replikacji w komórce gospodarza (zwykle bakteryjnej lub drożdżowej)

Obecność markera selektywnego

Dostępność dogodnych miejsc z ograniczeniami

Plazmidy bakteryjne najczęściej pełnią rolę wektorów.