Lektionsämne: Organismisk livsnivå och dess roll i naturen. Den organismiska livsnivån för en organism är innebörden av organismnivån i naturen

En organism är livets grundläggande enhet, den verkliga bäraren av dess egenskaper, eftersom livsprocesser endast sker i kroppens celler. Som en separat individ är organismen en del av arten och populationen, och är en strukturell enhet av populationens arters levnadsstandard.

Biosystem på organismnivå har följande egenskaper: Metabolism Näring och matsmältning Andning Utsöndring Irritabilitet Reproduktionsbeteende Livsstil Mekanismer för anpassning till miljön Neurohumoral reglering av vitala processer

Kroppens strukturella delar är celler, cellulära vävnader, organ och organsystem med sina unika vitala funktioner. Samspelet mellan dessa strukturella element i sin helhet säkerställer kroppens strukturella och funktionella integritet.

Huvudprocesserna i biosystemet på organismnivån: metabolism och energi, kännetecknad av den samordnade aktiviteten hos olika organsystem i kroppen: upprätthålla en konstant inre miljö, utplacering och implementering av ärftlig information, samt kontroll av livsdugligheten för en given genotyp, individuell utveckling (ontogenes).

Organisationen av biosystemet på organismnivå kännetecknas av en mängd olika organsystem och vävnader som bildar kroppen; bildandet av kontrollsystem som säkerställer en samordnad drift av alla komponenter i biosystemet och organismens överlevnad under svåra miljöförhållanden; närvaron av olika mekanismer för anpassning till verkan av faktorer som upprätthåller den relativa beständigheten i den inre miljön, d.v.s. kroppens homeostas.

Betydelsen av den organismiska livsnivån i naturen uttrycks främst i det faktum att på denna nivå uppstod ett primärt diskret biosystem, kännetecknat av självupprätthållande av sin struktur, självförnyelse, aktivt reglerande av den yttre miljöns påverkan och förmåga att interagerar med andra organismer.

Kroppens vitala aktivitet säkerställs genom arbetet och interaktionen mellan dess olika organ. Ett organ är en del av en flercellig organism som utför en specifik funktion (eller en grupp av sammanlänkade funktioner), har en specifik struktur och består av ett naturligt bildat komplex av vävnader. Ett organ kan utföra sina funktioner självständigt eller som en del av ett organsystem (till exempel andningsorgan, matsmältningsorgan, utsöndringsorgan eller nervöst).

Hos encelliga organismer är individernas funktionella delar organeller, det vill säga strukturer som liknar organ. En organism är en samling organsystem kopplade till varandra och den yttre miljön.

Alla organismer, som individer, är representanter för olika populationer (och arter) och bärare av deras grundläggande ärftliga egenskaper och egenskaper. Därför representerar varje organism ett unikt exempel på en population (och art) i manifestationen av ärftliga lutningar, egenskaper och relationer med miljön.

Humoral reglering utförs genom kroppsvätskor (blod, lymf, vävnadsvätska) med hjälp av biologiskt aktiva ämnen som utsöndras av celler, vävnader och organ under deras funktion. I detta fall spelas en viktig roll av hormoner, som produceras i speciella endokrina körtlar, kommer direkt in i blodet. I växter kontrolleras processerna för tillväxt och morfofysiologisk utveckling av biologiskt aktiva kemiska föreningar - fytohormoner, producerade av specialiserade vävnader (meristem vid tillväxtpunkter).

I encelliga organismer (protozoer, alger, svampar) regleras många vitala processer också med humorala kemiska medel genom den yttre och inre miljön.

Under utvecklingen av levande organismer uppstod en ny reglering, mer effektiv när det gäller hastigheten på kontroll av fungerande processer - nervreglering. Nervreglering är en fylogenetiskt yngre typ av reglering jämfört med humoral reglering. Den är baserad på reflexkopplingar och riktar sig till ett strikt definierat organ eller grupp av celler. Hastigheten för nervreglering är hundratals gånger högre än humoral reglering.

Homeostas är förmågan att motstå förändringar och dynamiskt upprätthålla den relativa beständigheten hos kroppens sammansättning och egenskaper.

Hos ryggradsdjur och människor kompletterar impulser som skickas av nervsystemet och utsöndrade hormoner varandra när det gäller att reglera kroppens vitala processer. Humoral reglering är underordnad nervreglering; tillsammans utgör de en enda neurohumoral reglering, som säkerställer kroppens normala funktion under föränderliga miljöförhållanden.

Näring av encelliga organismer Pinocytos är absorption av vätska och joner. Fagocytos är infångningen av fasta partiklar. Cellen kan smälta med hjälp av lysosomer. Lysosomer smälter nästan allt, även innehållet i deras celler. Processen för självdestruktion av celler kallas autolys. Autolys uppstår när innehållet i lysosomer frisätts direkt i cytoplasman.

Förflyttning av encelliga organismer utförs med hjälp av olika organeller och utväxter av cytoplasman. Cytoplasman innehåller ett komplext nätverk av mikrotubuli, mikrofilament och andra strukturer som har stödjande och sammandragande funktioner som säkerställer amöboid-rörelse av cellen. Vissa protozoer rör sig genom vågliknande sammandragningar av hela kroppen. Cellen utför aktiv rörelse med hjälp av sådana speciella formationer som flageller och cilia.

Encelliga organismers beteende (irritabilitet) manifesteras i det faktum att de kan uppfatta olika irritationer från den yttre miljön och svara på dem. Som regel består svaret på irritation av rumslig rörelse av individer. Denna typ av irritabilitet hos encelliga organismer kallas taxis. Fototaxi är ett aktivt svar på ljus. Termotaxi är ett aktivt svar på temperatur. Geotaxi är ett aktivt svar på jordens gravitation.

Flercelliga organismer, liksom encelliga, har grundläggande livsprocesser: näring, andning, utsöndring, rörelse, irritabilitet, etc. Men till skillnad från encelliga organismer, där alla processer är koncentrerade i en cell, har flercelliga organismer en funktionsuppdelning mellan cellerna. vävnader, organ, organsystem.

Vaskulära system transporterar ämnen i kroppen. Andningsorganen förser kroppen med den nödvändiga mängden syre och tar samtidigt bort många metaboliska produkter. Användningen av syre löst i vatten är den äldsta metoden att andas. Gälar används för detta. Hos landlevande ryggradsdjur består andningssystemet av struphuvudet, luftstrupen, parade bronkier och lungor.

Andningsprocesserna och frisättningen av metaboliska produkter hos många välorganiserade djur, särskilt de av stor storlek, är omöjliga utan cirkulationssystemets deltagande. CS dök först upp i maskar. Hos leddjur, blötdjur och chordater har CS ett speciellt pulserande organ - hjärtat. Förutom huvudrollen (att säkerställa metaboliska processer och upprätthålla homeostas) utför ryggradsdjurens CS också andra funktioner: upprätthåller en konstant kroppstemperatur, överför hormoner, deltar i kampen mot sjukdomar, i sårläkning, etc.

Blod är en flytande vävnad som cirkulerar i cirkulationssystemet. Alla ryggradsdjur har cellulära, eller bildade, element i blodet. Dessa är röda blodkroppar, vita blodkroppar och blodplättar.

Uppgifter och frågor 1. Beskriv skillnaderna mellan organismens levnadsstandard och populationens artstandard. 2. Använd exemplet med vilket däggdjur som helst och nämn de viktigaste strukturella delarna av "organismens" biosystem. 3. Förklara vilka tecken som gör att vi kan klassificera tuberkulosbacillen hos en patient, en abborre i en flod och en tall i en skog som organismer. 4. Beskriv vilken roll kontrollmekanismer har i existensen av ett biosystem. 5. Hur utförs självreglering av vitala processer i kroppen? 6. Förklara hur encelliga organismer absorberar och smälter mat. Beskriv hur encelliga organismer navigerar i sin miljö.

Det finns sådana nivåer av organisering av levande materia - nivåer av biologisk organisation: molekylär, cellulär, vävnad, organ, organism, populationsart och ekosystem.

Molekylär organisationsnivå- detta är funktionsnivån för biologiska makromolekyler - biopolymerer: nukleinsyror, proteiner, polysackarider, lipider, steroider. Från denna nivå börjar de viktigaste livsprocesserna: metabolism, energiomvandling, överföring ärftlig information. Denna nivå studeras: biokemi, molekylär genetik, molekylärbiologi, genetik, biofysik.

Cellnivå- detta är nivån av celler (celler av bakterier, cyanobakterier, encelliga djur och alger, encelliga svampar, celler av flercelliga organismer). En cell är en strukturell enhet av levande ting, en funktionell enhet, en utvecklingsenhet. Denna nivå studeras av cytologi, cytokemi, cytogenetik och mikrobiologi.

Vävnadsnivå av organisation- detta är den nivå på vilken strukturen och funktionen hos vävnader studeras. Denna nivå studeras av histologi och histokemi.

Organ nivå av organisation– Det här är nivån på organ hos flercelliga organismer. Anatomi, fysiologi och embryologi studerar denna nivå.

Organisk organisationsnivå- detta är nivån av encelliga, koloniala och flercelliga organismer. Specificiteten för organismnivån är att på denna nivå sker avkodning och implementering av genetisk information, bildandet av egenskaper som är inneboende hos individer av en given art. Denna nivå studeras av morfologi (anatomi och embryologi), fysiologi, genetik och paleontologi.

Befolknings-artnivå- det här är nivån på aggregaten av individer - befolkningar Och arter. Denna nivå studeras av systematik, taxonomi, ekologi, biogeografi, populationsgenetik. På denna nivå, genetiska och ekologiska egenskaper hos populationer, elementärt evolutionära faktorer och deras inverkan på genpoolen (mikroevolution), problemet med artbevarande.

Ekosystemnivå av organisation- detta är nivån på mikroekosystem, mesoekosystem, makroekosystem. På denna nivå studeras typer av näring, typer av relationer mellan organismer och populationer i ekosystemet, folkmängd, befolkningsdynamik, befolkningstäthet, ekosystemproduktivitet, succession. Denna nivå studerar ekologi.

Också framstående biosfärens organisationsnivå levande materia. Biosfären är ett gigantiskt ekosystem som upptar en del av jordens geografiska hölje. Det här är ett megaekosystem. I biosfären finns en cirkulation av ämnen och kemiska element, samt omvandling av solenergi.

2. Grundläggande egenskaper hos levande materia

Metabolism (metabolism)

Metabolism (metabolism) är en uppsättning kemiska omvandlingar som sker i levande system som säkerställer deras vitala aktivitet, tillväxt, reproduktion, utveckling, självbevarande, konstant kontakt med miljön och förmågan att anpassa sig till den och dess förändringar. Under den metaboliska processen bryts molekylerna som utgör cellerna ner och syntetiseras; bildning, förstörelse och förnyelse av cellulära strukturer och intercellulär substans. Metabolism är baserad på de inbördes relaterade processerna assimilering (anabolism) och dissimilation (katabolism). Assimilering - processer för syntes av komplexa molekyler från enkla med energiförbrukning som lagras under dissimilering (liksom ackumulering av energi under avsättning av syntetiserade ämnen). Dissimilering är processen för nedbrytning (anaerob eller aerob) av komplexa organiska föreningar, som sker med frigörandet av energi som är nödvändig för kroppens funktion. Till skillnad från kroppar av livlös natur är utbyte med miljön för levande organismer ett villkor för deras existens. I detta fall sker självförnyelse. Metaboliska processer som sker inuti kroppen kombineras till metaboliska kaskader och cykler genom kemiska reaktioner som är strikt ordnade i tid och rum. Den samordnade förekomsten av ett stort antal reaktioner i en liten volym uppnås genom den ordnade fördelningen av individuella metaboliska enheter i cellen (principen om kompartmentalisering). Metaboliska processer regleras med hjälp av biokatalysatorer - speciella enzymproteiner. Varje enzym har substratspecificiteten för att katalysera omvandlingen av endast ett substrat. Denna specificitet är baserad på ett slags "igenkänning" av substratet av enzymet. Enzymatisk katalys skiljer sig från icke-biologisk katalys i sin extremt höga effektivitet, som ett resultat av vilken hastigheten för motsvarande reaktion ökar med 1010 - 1013 gånger. Varje enzymmolekyl kan utföra från flera tusen till flera miljoner operationer per minut utan att förstöras under deltagande i reaktioner. En annan karakteristisk skillnad mellan enzymer och icke-biologiska katalysatorer är att enzymer kan accelerera reaktioner under normala förhållanden (atmosfärstryck, kroppstemperatur, etc.). Alla levande organismer kan delas in i två grupper - autotrofer och heterotrofer, som skiljer sig åt i energikällor och nödvändiga ämnen för deras liv. Autotrofer är organismer som syntetiserar organiska föreningar från oorganiska ämnen med hjälp av energin från solljus (fotosyntetika - gröna växter, alger, vissa bakterier) eller energi som erhålls från oxidation av ett oorganiskt substrat (kemosyntetika - svavel, järnbakterier och några andra). Autotrofa organismer. kan syntetisera alla komponenter i cellen. Rollen för fotosyntetiska autotrofer i naturen är avgörande - eftersom de är den primära producenten av organiskt material i biosfären säkerställer de förekomsten av alla andra organismer och förloppet av biogeokemiska cykler i kretsloppet av ämnen på jorden. Heterotrofer (alla djur, svampar, de flesta bakterier, vissa icke-klorofyllväxter) är organismer som för sin existens kräver färdiga organiska ämnen, som, när de tillförs som föda, fungerar som både en energikälla och ett nödvändigt "byggmaterial". . Ett karakteristiskt drag hos heterotrofer är närvaron av amfibolism, d.v.s. processen för bildning av små organiska molekyler (monomerer) som bildas under matsmältningen (processen för nedbrytning av komplexa substrat). Sådana molekyler - monomerer - används för att sätta ihop sina egna komplexa organiska föreningar.

Självreproduktion (reproduktion)

Förmågan att föröka sig (reproducera sin egen sort, självreproduktion) är en av de grundläggande egenskaperna hos levande organismer. Reproduktion är nödvändig för att säkerställa kontinuiteten i arternas existens, eftersom Livslängden för en enskild organism är begränsad. Reproduktion mer än kompenserar för förluster orsakade av individers naturliga död och upprätthåller således artens bevarande under generationer av individer. I processen för evolution av levande organismer inträffade utvecklingen av metoder för reproduktion. I de många och olika arter av levande organismer som för närvarande existerar, finner vi därför olika former av reproduktion. Många arter av organismer kombinerar flera metoder för reproduktion. Det är nödvändigt att särskilja två fundamentalt olika typer av reproduktion av organismer - asexuell (den primära och äldre typen av reproduktion) och sexuell. I processen med asexuell fortplantning bildas en ny individ från en eller en grupp celler (i flercelliga organismer) av moderorganismen. I alla former av asexuell reproduktion har avkomman en genotyp (uppsättning gener) som är identisk med moderns. Följaktligen visar sig alla avkommor från en moderns organism vara genetiskt homogena och dotterindividerna har samma uppsättning egenskaper. Vid sexuell reproduktion utvecklas en ny individ från en zygot, som bildas genom sammansmältning av två specialiserade könsceller (befruktningsprocessen) som produceras av två föräldraorganismer. Kärnan i zygoten innehåller en hybriduppsättning av kromosomer, bildad som ett resultat av att kombinera uppsättningar av kromosomer av sammansmälta gametkärnor. I zygotens kärna skapas således en ny kombination av ärftliga inklinationer (gener), som introduceras lika av båda föräldrarna. Och dotterorganismen som utvecklas från zygoten kommer att ha en ny kombination av egenskaper. Med andra ord, under sexuell reproduktion uppstår en kombinerad form av ärftlig variation av organismer, vilket säkerställer arternas anpassning till förändrade miljöförhållanden och representerar en väsentlig faktor i evolutionen. Detta är en betydande fördel med sexuell reproduktion jämfört med asexuell reproduktion. Levande organismers förmåga att reproducera sig själva är baserad på nukleinsyrors unika egenskap för reproduktion och fenomenet matrissyntes, som ligger till grund för bildningen av nukleinsyramolekyler och proteiner. Självreproduktion på molekylär nivå bestämmer både genomförandet av metabolism i celler och själva reproduktionen av cellerna. Celldelning (cellsjälvreproduktion) ligger till grund för den individuella utvecklingen av flercelliga organismer och reproduktionen av alla organismer. Reproduktionen av organismer säkerställer självreproduktionen av alla arter som lever på jorden, vilket i sin tur bestämmer förekomsten av biogeocenoser och biosfären.

Ärftlighet och föränderlighet

Ärftlighet ger materiell kontinuitet (flödet av genetisk information) mellan generationer av organismer. Det är nära relaterat till reproduktion på molekylär, subcellulär och cellulär nivå. Genetisk information som bestämmer mångfalden av ärftliga egenskaper krypteras i DNA:s molekylära struktur (i RNA för vissa virus). Gener kodar för information om strukturen hos syntetiserade proteiner, enzymatiska och strukturella. Den genetiska koden är ett system för att "registrera" information om sekvensen av aminosyror i syntetiserade proteiner med hjälp av sekvensen av nukleotider i DNA-molekylen. Uppsättningen av alla gener i en organism kallas en genotyp, och uppsättningen egenskaper kallas en fenotyp. Fenotypen beror både på genotypen och på interna och externa miljöfaktorer som påverkar genaktiviteten och bestämmer regelbundna processer. Lagring och överföring av ärftlig information sker i alla organismer med hjälp av nukleinsyror, den genetiska koden är densamma för alla levande varelser på jorden, d.v.s. den är universell. Tack vare ärftlighet överförs egenskaper från generation till generation som säkerställer anpassning av organismer till sin miljö. Om under reproduktionen av organismer endast kontinuiteten i befintliga egenskaper och egenskaper manifesterades, skulle existensen av organismer mot bakgrund av förändrade miljöförhållanden vara omöjlig, eftersom en nödvändig förutsättning för organismers liv är deras anpassningsförmåga till deras förhållanden. miljö. Det finns variation i mångfalden av organismer som tillhör samma art. Variabilitet kan förekomma i enskilda organismer under deras individuella utveckling eller inom en grupp av organismer under en serie generationer under reproduktion. Det finns två huvudformer av variabilitet, som skiljer sig åt i förekomstmekanismerna, karaktären av förändringar i egenskaper och slutligen deras betydelse för existensen av levande organismer - genotypisk (ärftlig) och modifiering (icke-ärftlig). Genotypisk variabilitet är associerad med en förändring i genotypen och leder till en förändring i fenotyp. Genotypisk variabilitet kan baseras på mutationer (mutationsvariabilitet) eller nya kombinationer av gener som uppstår under befruktningsprocessen under sexuell reproduktion. I mutationsformen är förändringar främst förknippade med fel under replikeringen av nukleinsyror. Sålunda dyker det upp nya gener som bär ny genetisk information; nya skyltar dyker upp. Och om nyligen framväxande karaktärer är användbara för organismen under specifika förhållanden, "plockas de upp" och "fixas" av naturligt urval. Således är organismernas anpassningsförmåga till miljöförhållanden, mångfalden av organismer baserad på ärftlig (genotypisk) variation, och förutsättningarna för positiv evolution skapas. Med icke-ärftlig (modifierande) variation sker förändringar i fenotypen under påverkan av miljöfaktorer och är inte associerade med förändringar i genotypen. Modifieringar (förändringar i egenskaper under modifieringsvariabilitet) sker inom gränserna för reaktionsnormen, som är under kontroll av genotypen. Ändringar överförs inte till efterföljande generationer. Betydelsen av modifieringsvariabilitet är att den säkerställer organismens anpassningsförmåga till miljöfaktorer under sin livstid.

Individuell utveckling av organismer

Alla levande organismer kännetecknas av en process av individuell utveckling - ontogenes. Traditionellt förstås ontogeni som processen för individuell utveckling av en flercellig organism (bildad som ett resultat av sexuell reproduktion) från ögonblicket för bildandet av zygoten till individens naturliga död. På grund av uppdelningen av zygoten och efterföljande generationer av celler bildas en flercellig organism, bestående av ett stort antal olika typer av celler, olika vävnader och organ. Utvecklingen av en organism är baserad på ett "genetiskt program" (inbäddat i generna från zygotens kromosomer) och utförs under specifika miljöförhållanden, som avsevärt påverkar processen för implementering av genetisk information under den individuella existensen av en organism. enskild. I de tidiga stadierna av individuell utveckling sker intensiv tillväxt (ökning i massa och storlek), orsakad av reproduktion av molekyler, celler och andra strukturer, och differentiering, d.v.s. uppkomsten av skillnader i struktur och komplikationer av funktioner. I alla stadier av ontogenesen har olika miljöfaktorer (temperatur, tyngdkraft, tryck, livsmedelssammansättning vad gäller innehållet av kemiska element och vitaminer, olika fysikaliska och kemiska ämnen) ett betydande reglerande inflytande på kroppens utveckling. Att studera dessa faktorers roll i processen för individuell utveckling av djur och människor är av stor praktisk betydelse, vilket ökar när den antropogena påverkan på naturen intensifieras. Inom olika områden av biologi, medicin, veterinärmedicin och andra vetenskaper bedrivs forskning i stor utsträckning för att studera processerna för normal och patologisk utveckling av organismer och för att klargöra mönstren för ontogenes.

Irritabilitet

En integrerad egenskap hos organismer och alla levande system är irritabilitet - förmågan att uppfatta yttre eller inre stimuli (påverkan) och reagera adekvat på dem. I organismer åtföljs irritabilitet av ett komplex av förändringar, uttryckt i förändringar i metabolism, elektrisk potential på cellmembran, fysikalisk-kemiska parametrar i cellernas cytoplasma, i motoriska reaktioner, och högorganiserade djur kännetecknas av förändringar i deras beteende.

4. Central Dogma of Molecular Biology- En generaliserande regel för implementering av genetisk information som observeras i naturen: information överförs från nukleinsyror Till ekorre, men inte i motsatt riktning. Regeln formulerades Francis Crick V 1958 år och anpassats till de uppgifter som ackumulerats vid den tiden 1970 år. Överföring av genetisk information från DNA Till RNA och från RNA till ekorreär universell för alla cellulära organismer utan undantag; det ligger till grund för biosyntesen av makromolekyler. Genomreplikation motsvarar informationsövergången DNA → DNA. I naturen finns det också övergångar RNA → RNA och RNA → DNA (till exempel i vissa virus), samt förändringar gestaltning proteiner som överförs från molekyl till molekyl.

Universella metoder för att överföra biologisk information

I levande organismer finns det tre typer av heterogena, det vill säga bestående av olika polymermonomerer - DNA, RNA och protein. Information kan överföras mellan dem på 3 x 3 = 9 sätt. Den centrala dogmen delar in dessa 9 typer av informationsöverföring i tre grupper:

Allmänt - finns i de flesta levande organismer;

Special - finns som ett undantag, i virus och kl mobila genomelement eller under biologiska förhållanden experimentera;

Okänd - hittades inte.

DNA-replikation (DNA → DNA)

DNA är det huvudsakliga sättet att överföra information mellan generationer av levande organismer, så exakt duplicering (replikation) av DNA är mycket viktig. Replikation utförs av ett komplex av proteiner som varvar kromatin, sedan en dubbelspiral. Efter detta bygger DNA-polymeras och dess associerade proteiner en identisk kopia på var och en av de två kedjorna.

Transkription (DNA → RNA)

Transkription är en biologisk process som ett resultat av vilken informationen som finns i en del av DNA kopieras till den syntetiserade molekylen budbärar-RNA. Transkription utförs transkriptionsfaktorer Och RNA-polymeras. I eukaryot cell det primära transkriptet (pre-mRNA) redigeras ofta. Denna process kallas skarvning.

Översättning (RNA → protein)

Moget mRNA läses ribosomer under sändningsprocessen. I prokaryot I celler är processerna för transkription och translation inte rumsligt separerade, och dessa processer är kopplade. I eukaryot cellplats för transkription cellkärnan separerad från sändningsplatsen ( cytoplasma) kärnmembran, alltså mRNA transporteras från kärnan in i cytoplasman. mRNA läses av ribosomen i form av tre nukleotid"ord". Komplex initieringsfaktorer Och töjningsfaktorer leverera aminoacylerad överföra RNA till mRNA-ribosomkomplexet.

5. Omvänd transkriptionär processen att bilda en dubbelsträngad DNA på en enkelsträngad matris RNA. Denna process kallas omvänd transkription, eftersom överföringen av genetisk information sker i "omvänd" riktning i förhållande till transkription.

Idén om omvänd transkription var mycket impopulär till en början eftersom den motsade molekylärbiologins centrala dogm, vilket föreslog att DNA transkriberas till RNA och vidare utsända till proteiner. Hittades i retrovirus, Till exempel, HIV och i fall retrotransposoner.

Transduktion(från lat. transductio- rörelse) - överföringsprocess bakteriell DNA från en cell till en annan bakteriofag. Allmän transduktion används inom bakteriell genetik för att genomkartläggning och design stammar. Både tempererade fager och virulenta är kapabla till transduktion, de senare förstör dock bakteriepopulationen, så transduktion med deras hjälp är inte av stor betydelse varken i naturen eller i forskningen.

En vektor-DNA-molekyl är en DNA-molekyl som fungerar som en bärare. Bärarmolekylen måste ha ett antal egenskaper:

Förmågan att autonomt replikera i en värdcell (vanligtvis bakteriell eller jäst)

Närvaro av en selektiv markör

Tillgänglighet av bekväma restriktionsplatser

Bakterieplasmider fungerar oftast som vektorer.

Detaljlösningsstycke Sammanfatta kapitel 1 i biologi för elever i 11:e klass, författare I.N. Ponomareva, O.K. Kornilova, T.E. Loshchilina, P.V. Izhevsk grundläggande nivå 2012

• GD i biologi för årskurs 11 finns
• Gdz arbetsbok om biologi för årskurs 11 finns

Testa dig själv

Definiera biosystemets "organism".

En organism är en separat enhet av levande materia som ett integrerat levande system.

Förklara om begreppen "organism" och "individ" är olika.

Med organism (ett fysiologiskt begrepp) menar vi ett levande system i sin helhet, bestående av delar, som samspelet mellan celler, organ och andra komponenter i kroppen.

En individ (ett ekologiskt (befolknings)begrepp) är en del av miljön (pack, stolthet, samhälle), och inte som en helhet. En individ interagerar med omvärlden, och en organism är en värld där dess delar samverkar.

Nämn de viktigaste egenskaperna hos biosystemet "organism".

Tillväxt och utveckling;

Näring och andning;

Ämnesomsättning;

Öppenhet;

Irritabilitet;

Diskrethet;

Självreproduktion;

Ärftlighet;

Variabilitet;

Unity chem. sammansättning.

Förklara vilken roll organismen spelar i utvecklingen av levande natur.

Varje organism (individ) bär inom sig en del av populationens genpool (sin egen genotyp). Vid varje ny korsning får dotterindividen en helt ny genotyp. Detta är en unik viktig roll för organismer som genomför processen med ständig förnyelse av ärftliga egenskaper i nya generationer tack vare sexuell reproduktion. En individ kan inte utvecklas, det ger en "impuls" till en hel population, ofta en art. Det kan förändras, anpassa sig till miljöförhållanden, men dessa är icke ärftliga egenskaper. Organismer, som ingen annan form av levande materia, kan känna av den yttre världen, tillståndet i deras kropp och svara på dessa förnimmelser, och målmedvetet ändra sina handlingar som svar på irritation som kommer från yttre och inre faktorer. Organismer kan lära sig och kommunicera med individer av sin egen art, bygga hem och skapa förutsättningar för att föda upp ungar och visa föräldravård för sina avkommor.

5. Nämn huvudmekanismerna för att kontrollera processer i biosystemets ”organism”.

Humoral reglering, nervreglering, ärftlig information.

Beskriv de grundläggande mönstren för överföring av ärftlighet i organismer.

För närvarande har många mönster för nedärvning av egenskaper (karaktärer) hos organismer etablerats. Alla av dem återspeglas i den kromosomala teorin om arv av egenskaper hos en organism. Låt oss nämna de viktigaste bestämmelserna i denna teori.

Gener, som är bärare av organismers ärftliga egenskaper, fungerar som enheter av ärftlig information.

Den cytologiska grunden för gener är grupper av intilliggande nukleotider i DNA-kedjor.

Gener som finns på kromosomerna i kärnan och cellen ärvs som separata oberoende enheter.

I alla organismer av samma art är varje gen alltid belägen på samma plats (locus) på en specifik kromosom.

Alla förändringar i en gen leder till uppkomsten av dess nya sorter - alleler av denna gen och följaktligen till en förändring i egenskapen.

Alla kromosomer och gener hos en individ finns alltid i dess celler i form av ett par som kommer in i zygoten från båda föräldrarna under befruktningen.

Varje gamet kan bara ha en identisk (homolog) kromosom och en gen från ett allelpar.

Under meios fördelas olika par av kromosomer mellan könsceller oberoende av varandra, och generna som finns på dessa kromosomer ärvs också helt slumpmässigt.

En viktig källa till uppkomsten av nya genkombinationer är korsning.

Utvecklingen av organismer sker under kontroll av gener i nära anslutning till miljöfaktorer.

De avslöjade mönstren för nedärvning av egenskaper observeras i alla levande organismer med sexuell reproduktion utan undantag.

Formulera Mendels första och andra lag.

Mendels första lag (lagen om enhetlighet för första generationens hybrider). När man korsar två homozygota organismer som tillhör olika rena linjer och som skiljer sig från varandra i ett par alternativa manifestationer av egenskapen, kommer hela den första generationen av hybrider (F1) att vara enhetlig och bära manifestationen av egenskapen hos en av föräldrarna .

Mendels andra lag (lag om segregation). När två heterozygota ättlingar av den första generationen korsas med varandra, i den andra generationen observeras en splittring i ett visst numeriskt förhållande: av fenotyp 3:1, genom genotyp 1:2:1.

Varför iakttas inte alltid Mendels tredje lag när det gäller nedärvning av egenskaper?

Lagen om oberoende arv för varje par av egenskaper betonar återigen den diskreta naturen hos varje gen. Diskrethet manifesteras både i den oberoende kombinationen av alleler av olika gener och i deras oberoende verkan - i fenotypiskt uttryck. Den oberoende fördelningen av gener kan förklaras av kromosomernas beteende under meios: par av homologa kromosomer, och med dem parade gener, omfördelas och sprids till gameter oberoende av varandra.

Hur ärvs dominanta och recessiva alleler av en gen?

den funktionella aktiviteten hos den dominerande allelen av en gen beror inte på närvaron av en annan gen för denna egenskap i kroppen. Den dominanta genen är alltså dominant, den visar sig redan i den första generationen.

Den recessiva allelen av en gen kan uppträda i den andra och efterföljande generationer. För att en egenskap som bildas av en recessiv gen ska manifestera sig är det nödvändigt att avkomman får samma recessiva variant av denna gen från både fadern och modern (d.v.s. vid homozygositet). Då, i motsvarande kromosompar, kommer båda systerkromosomerna bara att ha denna ena variant, som inte kommer att undertryckas av den dominerande genen och kommer att kunna manifestera sig i fenotypen.

10. Nämn huvudtyperna av genkopplingar.

Man skiljer på ofullständig och fullständig genkoppling. Ofullständig koppling är resultatet av överkorsning mellan länkade gener, medan fullständig koppling endast är möjlig i fall där överkorsning inte sker.

Hur utvecklas sex hos djur och människor?

Efter befruktning, det vill säga när de manliga och kvinnliga kromosomerna smälter samman, kan en viss kombination av antingen XX eller XY uppträda i zygoten.

Hos däggdjur, inklusive människor, utvecklas en kvinnlig organism (XX) från en zygot som är homogametisk på X-kromosomen, och en manlig organism (XY) utvecklas från en heterogametisk zygot. Senare, när organismen som redan har utvecklats från zygoten kan bilda sina könsceller, kommer ägg med endast X-kromosomer att dyka upp i den kvinnliga kroppen (XX), medan två typer av spermier kommer att bildas i den manliga kroppen: 50% med X-kromosomen och lika många andra - med Y-kromosomen.

Vad är ontogeni?

Ontogenes är den individuella utvecklingen av en organism, utvecklingen av en individ från zygot till död.

Förklara vad en zygot är; avslöja dess roll i evolutionen.

En zygot är en cell som bildas genom sammansmältning av två gameter (sexceller) - en hona (ägg) och en hane (spermier) som ett resultat av den sexuella processen. De innehåller en dubbel (diploid) uppsättning homologa (parade) kromosomer. Från zygoten bildas embryon från alla levande organismer som har en diploid uppsättning homologa kromosomer - växter, djur och människor.

Beskriv egenskaperna hos stadierna av ontogenes i flercelliga organismer.

Vid ontogenes särskiljs vanligtvis två perioder - embryonala och postembryonala - och stadierna av den vuxna organismen.

Den embryonala (embryon) perioden för utveckling av en flercellig organism, eller embryogenes, hos djur täcker de processer som sker från den första delningen av zygoten till utgången från ägget eller födelsen av en ung individ, och i växter - från delningen av zygoten till fröets groning och fröplantans utseende.

Embryonperioden hos de flesta flercelliga djur innefattar tre huvudstadier: klyvning, gastrulation och differentiering, eller morfogenes.

Som ett resultat av en serie på varandra följande mitotiska uppdelningar av zygoten, bildas många (128 eller fler) små celler - blastomerer. Under delning divergerar de resulterande dottercellerna inte och ökar inte i storlek. Med varje efterföljande steg blir de mindre och mindre, eftersom det inte finns någon ökning av volymen av cytoplasman i dem. Därför kallas processen för celldelning utan att öka volymen av cytoplasman fragmentering. Med tiden tar embryot formen av en vesikel med en vägg som bildas av ett enda lager av celler. Ett sådant enskikts embryo kallas blastula, och håligheten som bildas inuti kallas blastocoel. Under vidareutvecklingen förvandlas blastocoel till den primära kroppshålan hos ett antal ryggradslösa djur, och hos ryggradsdjur ersätts den nästan helt av den sekundära kroppshålan. Efter bildandet av en multicellulär blastula börjar gastrulationsprocessen: rörelsen av vissa celler från blastulas yta inåt, till platserna för framtida organ. Som ett resultat bildas en gastrula. Den består av två lager av celler - groddlager: den yttre - ektodermen och den inre - endodermen. Hos de flesta flercelliga djur, under gastrulationsprocessen, bildas ett tredje groddlager, mesodermen. Den ligger mellan ektodermen och endodermen.

Under gastrulationsprocessen differentierar cellerna, det vill säga de blir olika i struktur och biokemisk sammansättning. Biokemisk specialisering av celler säkerställs genom olika (differentierad) genaktivitet. Differentieringen av cellerna i varje groddlager leder till bildandet av olika vävnader och organ, dvs morfogenes eller morfogenes inträffar.

En jämförelse av embryogenesen hos olika ryggradsdjur, såsom fiskar, groddjur, fåglar och däggdjur, visar att deras tidiga utvecklingsstadier är mycket lika varandra. Men i senare skeden skiljer dessa djurs embryon sig ganska mycket.

Den postembryonala eller postembryonala perioden börjar från det ögonblick organismen kommer ut från ägghinnorna eller från födelseögonblicket och fortsätter tills mognad. Under denna period fullbordas processerna för morfogenes och tillväxt, vilket främst bestäms av genotypen, såväl som interaktionen av gener med varandra och med miljöfaktorer. Hos människor är varaktigheten av denna period 13-16 år.

Hos många djur finns det två typer av postembryonal utveckling - direkt och indirekt.

Under ontogenes sker tillväxt, differentiering och integration av delar av en utvecklande flercellig organism. Enligt moderna begrepp innehåller zygoten ett program i form av en kod av ärftlig information som bestämmer utvecklingsförloppet för en given organism (individ). Detta program realiseras i processerna för interaktion mellan kärnan och cytoplasman i varje cell i embryot, mellan dess olika celler och mellan komplex av celler i könsskikten.

Stadier av en vuxen organism. En vuxen är en organism som har uppnått sexuell mognad och kan fortplanta sig. I en vuxen organism särskiljs det: det generativa stadiet och åldrandestadiet.

Det generativa stadiet av en vuxen organism säkerställer utseendet på avkomman genom reproduktion. Därmed realiseras kontinuiteten i existensen av populationer och arter. För många organismer varar denna period länge - många år, även för dem som bara föder barn en gång i livet (laxfiskar, flodålar, majflugor och i växter - många typer av bambu, umbelliferae och agave). Det finns dock många arter där vuxna organismer upprepade gånger producerar avkomma under ett antal år.

I åldringsstadiet observeras olika förändringar i kroppen, vilket leder till en minskning av dess anpassningsförmåga och en ökning av sannolikheten för död.

15. Beskriv huvudtyperna av näring för organismer.

Det finns två typer av näring för levande organismer: autotrofisk och heterotrofisk.

Autotrofa (autotrofa organismer) är organismer som använder koldioxid som kolkälla (växter och vissa bakterier). Med andra ord är dessa organismer som kan skapa organiska ämnen från oorganiska - koldioxid, vatten, mineralsalter.

Heterotrofer (heterotrofa organismer) är organismer som använder organiska föreningar (djur, svampar och de flesta bakterier) som kolkälla. Det är med andra ord organismer som inte är kapabla att skapa organiska ämnen från oorganiska, utan kräver färdiga organiska ämnen. Enligt födokällans tillstånd delas heterotrofer in i biotrofer och saprotrofer.

Vissa levande varelser, beroende på levnadsförhållanden, är kapabla till både autotrofisk och heterotrofisk näring (mixotrofer).

16. Beskriv de viktigaste faktorerna som formar hälsan.

Genotyp som hälsofaktor. Grunden för människors hälsa är kroppens förmåga att motstå miljöpåverkan och upprätthålla relativ konstant homeostas. Brott mot homeostas av olika anledningar orsakar sjukdom och hälsoproblem. Men själva typen av homeostas, mekanismerna för dess upprätthållande i alla stadier av ontogenesen under vissa förhållanden bestäms av gener, eller mer exakt, av individens genotyp.

Habitat som en hälsofaktor. Det har länge noterats att både ärftlighet och miljö spelar en roll i bildandet av alla egenskaper. Dessutom är det ibland svårt att avgöra på vilket ett eller annat tecken som beror mer. Till exempel ärvs en egenskap som höjd genom många gener (polygena), det vill säga att uppnå den normala tillväxtkaraktäristiken för föräldrar beror på ett antal gener som kontrollerar nivån av hormoner, kalciummetabolism, komplett tillförsel av matsmältningsenzymer, etc. Samtidigt leder till och med den "bästa" genotypen när det gäller tillväxt under dåliga levnadsförhållanden (brist på näring, sol, luft, rörelse) oundvikligen till en eftersläpning i kroppslängden.

Sociala hälsofaktorer. Till skillnad från växter och djur, hos människor är ett speciellt område av ontogenes bildandet av hans intellekt, moraliska karaktär och individualitet. Här, tillsammans med biologiska och icke-biologiska faktorer som är gemensamma för allt levande, verkar en ny kraftfull miljöfaktor - social. Om de förra huvudsakligen bestämmer det potentiella området för reaktionsnormer, så bestämmer den sociala miljön, uppväxten och livsstilen den specifika förkroppsligandet av ärftliga böjelser hos en given individ. Den sociala miljön fungerar som en unik mekanism för att förmedla mänsklighetens historiska erfarenheter, dess kulturella, vetenskapliga och tekniska landvinningar.

17. Förklara encelliga organismers roll i naturen.

Hos encelliga organismer sker metaboliska processer relativt snabbt, så de ger ett stort bidrag till cirkulationen av ämnen i biogeocenosen, särskilt till kolets kretslopp. Dessutom påskyndar encelliga djur (protozoer), genom att inta och smälta bakterier (d.v.s. primära nedbrytare), processen med att uppdatera sammansättningen av bakteriepopulationen. Växtätande och rovdjursorganismer utför också sin funktion i ekosystemet och deltar direkt i nedbrytningen av växt- och djurmaterial.

18. Beskriv mutagenernas roll i naturen och i människans liv.

Mutagener är av fysisk och kemisk natur. Mutagener inkluderar toxiska ämnen (till exempel kolchicin), röntgen, radioaktiva, cancerframkallande och andra negativa miljöpåverkan. Mutationer sker under påverkan av mutagener. Mutagener orsakar störningar av de normala processerna för replikation, rekombination eller divergens av genetiska informationsbärare.

När joniserande strålning (elektromagnetisk röntgen- och gammastrålning, såväl som elementarpartiklar (alfa, beta, neutroner, etc.) interagerar med kroppen, absorberar cellkomponenter, inklusive DNA-molekyler, en viss mängd (dos) energi.

Många kemiska föreningar har identifierats som har mutagen aktivitet: fibermineralet asbest, etylenamin, kolchicin, bensopyren, nitriter, aldehyder, bekämpningsmedel etc. Ofta är dessa ämnen också cancerframkallande, det vill säga de kan orsaka utveckling av maligna neoplasmer (tumörer) ) i kroppen.. Vissa levande organismer, såsom virus, har också identifierats som mutagener.

Det är känt att polyploida former ofta finns bland växtorganismer i höga bergs- eller arktiska förhållanden - en följd av spontana genommutationer. Detta beror på plötsliga temperaturförändringar under växtsäsongen.

När man kontaktar mutagener måste man komma ihåg att de har en stark effekt på utvecklingen av könsceller, på den ärftliga informationen i dem och på processerna för embryonutveckling i moderns livmoder.

19. Beskriv betydelsen av moderna framsteg inom genetik för människors hälsa.

Det är tack vare genetiken som nu terapimetoder utvecklas som gör det möjligt att behandla tidigare obotliga sjukdomar. Tack vare moderna framsteg inom genetik finns det nu DNA- och RNA-tester, tack vare vilka det är möjligt att upptäcka cancer i tidiga skeden. Vi lärde oss också hur man skaffar enzymer, antibiotika, hormoner och aminosyror. Till exempel, för dem som lider av diabetes mellitus, erhölls insulin på genetisk väg.

Å ena sidan ger moderna framsteg inom genetik nya möjligheter för att diagnostisera och behandla människor. Å andra sidan har framsteg inom genetik en negativ inverkan på människors hälsa genom livsmedelskonsumtion, uttryckt i den utbredda spridningen av genetiskt modifierade livsmedelsprodukter. Att äta sådan mat kan försvaga immunförsvaret, förvärra allmäntillståndet, antibiotikaresistens och kan orsaka cancer, främst påverka mag-tarmkanalen (GIT).

20. Förklara om ett virus kan kallas en organism, en individ.

När ett virus reproducerar sin egen typ i en värdcell är det en organism och en mycket aktiv sådan. Utanför värdcellen har viruset inga tecken på en levande organism.

Virusets extremt primitiva struktur, enkelheten i dess organisation, frånvaron av cytoplasma och ribosomer, såväl som dess egen metabolism, låg molekylvikt - allt detta, att skilja virus från cellulära organismer, ger upphov till en diskussion om frågan: vad är ett virus - en varelse eller substans, levande eller icke-levande?? Den vetenskapliga debatten om detta ämne fortsatte under lång tid. Men nu, tack vare en grundlig studie av egenskaperna hos ett stort antal typer av virus, har det fastställts att ett virus är en speciell livsform för en organism, om än en mycket primitiv sådan. Virusets struktur, representerad av dess huvuddelar som interagerar med varandra (nukleinsyra och proteiner), den bestämda strukturen (kärna och proteinskal - kapsid), dess upprätthållande av dess struktur, tillåter oss att betrakta viruset som ett speciellt liv system - ett biosystem på organismnivå, om än ett mycket primitivt sådant.

21. Välj rätt svar bland de föreslagna (det rätta är understruket).

1. Gener som styr utvecklingen av motsatta egenskaper kallas:

a) allelisk (korrekt); b) heterozygot; c) homozygot; d) länkad.

2. "Uppdelning för varje par av egenskaper sker oberoende av andra par av egenskaper," - så här är det formulerat:

a) Mendels första lag; b) Mendels andra lag; c) Mendels tredje lag (korrekt); d) Morgans lag.

3. I tropiska områden på jorden bildar vitkål inte huvuden. Vilken form av variation manifesteras i detta fall?

a) mutationell; b) kombinativ; c) modifiering (korrekt); d) ontogenetisk.

4. Ett slumpmässigt uppstått lamm med förkortade ben (en fördelaktig missbildning för människor - det hoppar inte över ett staket) gav upphov till Onkon-fårrasen. Vilken typ av variation talar vi om här?

a) mutationell (korrekt); b) kombinativ; c) modifiering; d) ontogenetisk.

Uttryck din åsikt.

Som ni vet är evolutionens grundläggande enhet befolkningen. Vilken roll har organismer i den mikroevolutionära processen?

På organismnivå uppträder processen för befruktning och individuell utveckling av en individ först som en process för implementering av ärftlig information som finns i kromosomer och deras gener, såväl som en bedömning genom naturligt urval av livsdugligheten hos denna individ.

Organismer är exponenter för populationers och arters ärftliga egenskaper. Det är organismer som avgör en befolknings framgång eller misslyckande i kampen om miljöresurser och i kampen för existens mellan individer. Därför är organismer direkta deltagare i alla mikropopulationsprocesser av historisk betydelse. Nya egenskaper hos arten ackumuleras i organismer. Selektion utövar sin effekt på organismer, lämnar de mer anpassade och kastar bort andra.

På organismnivå manifesteras varje organisms dubbelriktade liv. Å ena sidan är detta förmågan hos en organism (individ), fokuserad på överlevnad och reproduktion. Å andra sidan säkerställer den längsta möjliga existens för sin befolkning och art, ibland till skada för själva organismens liv. Detta avslöjar den viktiga, evolutionära betydelsen av organismnivån i naturen.

Symbiotiska metoder för att mata organismer uppstod under deras utveckling. Hur behärskar nyfödda denna metod?

De behöver inte lära sig en symbiotisk livsstil eller ett sätt att äta. I evolutionsprocessen utvecklade de också alla nödvändiga anpassningar för att känna igen den erforderliga individen eller substratet. Till exempel speciella receptorer för uppfattningen av en annan symbiotisk individ eller morfologiska strukturer som underlättar själva matningsprocessen. Dessutom föds de flesta symbiotiska individer nära moderorganismen och befinner sig omedelbart i gynnsamma förhållanden för utveckling.

Symbiotiskt beteende förs vidare från föräldrar. Till exempel hos fåglar eller hos däggdjur i relation till bakterier.

Varför tror man att en persons livsstil är en indikator på hans kultur?

Från hur en person skyddar sig själv, tar hand om sig själv, etc., kan man bedöma nivån på hans uppväxt; detta är direkt relaterat till utvecklingen av en person, hans andliga värderingar och kultur själv, beteende och livsstil i allmänhet .

I början av 1900-talet. Den aforism som författaren Maxim Gorky lade i munnen på sin hjälte Satin i pjäsen "På de lägre djupen" blev känd: "Man - det låter stolt!" Kan du för närvarande stödja eller motbevisa detta uttalande?

För närvarande är detta en filosofisk fråga... Vetenskapen har skapat ett stort antal komplexa tekniska medel, försöker tränga in i rymden och cellerna, för att ta reda på hemligheterna i den levande världen, orsakerna till sjukdomar och möjligheten att förlänga mänskligt liv. Samtidigt utvecklades "perfekta" sätt att förstöra allt liv på jorden. Är detta mänsklighetens stolthet?

För en person finns det många vanliga substantiv som speglar hans inre väsen: slav, dåre, rövare, odjur, hund, odjur; samtidigt: geni, skapare, skapare, intelligent, smart! Så vad är skillnaden mellan ett geni och en dåre? Vilka egenskaper, efter vilka kriterier ska de bedömas och jämföras?

Varje person har sitt eget syfte på jorden. Hans välbefinnande, självförtroende och stolthet över sig själv beror på om han förstår det.

Människan, som en biologisk varelse, är definitivt jordens stolthet. Vi vet hur man tänker, uttrycker våra känslor och talar.

Men om en person förstår inom sig själv att han inte får skada någon eller något, leva i harmoni med sig själv, med andra och naturen, värdera livet och inte bara sitt eget, då är en sådan person verkligen stolt!!!

Problem att diskutera

1992, vid FN:s miljökonferens i Rio de Janeiro, på nivå med ledare för 179 stater, inklusive Ryssland, antogs de viktigaste dokumenten för att förhindra den förnedrande utvecklingen av biosfären. Ett av handlingsprogrammen för mänskligheten under 2000-talet. - "Bevarande av biologisk mångfald" har mottot: "Biologiska resurser föder och klär oss, tillhandahåller bostäder, medicin och andlig föda."

Uttryck din åsikt om detta motto. Kan du förtydliga det, utöka det? Varför är biologisk mångfald ett stort mänskligt värde?

Detta motto påminner oss återigen om att vi (människor) på jorden måste leva i harmoni med naturen (ta något och ge något i gengäld), och inte skoningslöst använda det för våra egna syften.

Moral, natur, människa är identiska begrepp. Och tyvärr är det i vårt samhälle just sammankopplingen av dessa begrepp som förstörs. Föräldrar lär sina barn anständighet, vänlighet, kärlek till världen omkring dem, andlighet och omsorg, men i verkligheten ger vi dem inte detta. Vi har förlorat och slösat bort den rikedom som hade lagrats och samlats i århundraden. De störtade och överlämnade till glömska tidigare generationers förbund, traditioner och erfarenheter i förhållande till världen omkring dem. De förstörde den praktiskt taget med sina egna händer, med sin känslolöshet, tanklöshet och misskötsel.

Strålning och surt regn, grödor täckta av giftiga kemikalier, grunda floder, nedslammade sjöar och dammar förvandlade till träsk, avskogade skogar, förstörda djur, modifierade organismer och produkter - detta är vårt moderna arv. Och nu, plötsligt, inser hela världen att vi är på väg till förstörelse och alla, nämligen alla, på sin plats, måste bit för bit ihärdigt och samvetsgrant återställa, läka, växa bra. Utan biologisk mångfald ÄR VI INGENTING. Biologisk mångfald är det viktigaste universella mänskliga värdet.

Grundläggande koncept

En organism är en separatitet av levande materia som en individ (individ) och som ett integrerat levande system (biosystem).

Ärftlighet är förmågan hos en organism att överföra egenskaper av struktur, funktion och utveckling från föräldrar till avkomma. Ärftlighet bestäms av gener.

Variabilitet är egenskapen hos levande organismer att existera i olika former, vilket ger dem förmågan att överleva under föränderliga förhållanden.

Kromosomer är strukturer i cellkärnan som är bärare av gener och bestämmer cellers och organismers ärftliga egenskaper. Kromosomer består av DNA och proteiner.

En gen är en elementär enhet av ärftlighet, representerad av en biopolymer - ett segment av en DNA-molekyl som innehåller information om den primära strukturen hos ett protein eller rRNA- och tRNA-molekyler.

Genom – en uppsättning gener från en art som inkluderar en organism (individ). Genomet kallas också uppsättningen gener som är karakteristiska för den haploida (1n) uppsättningen kromosomer av en given typ av organism, eller den huvudsakliga haploida uppsättningen av kromosomer. Samtidigt betraktas genomet både som en funktionell enhet och som en egenskap hos en art som är nödvändig för den normala utvecklingen av organismer av en given art.

Genotyp är ett system av interagerande gener hos en organism (individ). Genotypen uttrycker helheten av genetisk information om en individ (organism).

Reproduktion är reproduktion av ens egen sort. Denna egenskap är karakteristisk endast för levande organismer.

Befruktning är föreningen av kärnorna i manliga och kvinnliga könsceller - könsceller, vilket leder till bildandet av en zygot och den efterföljande utvecklingen av en ny (dotter) organism från den.

En zygot är en enda cell som bildas genom sammansmältning av kvinnliga och manliga könsceller (gameter).

Ontogenes är den individuella utvecklingen av en organism, inklusive hela komplexet av konsekventa och irreversibla förändringar, från bildandet av en zygot till den naturliga döden av organismen.

Homeostas är ett tillstånd av relativ dynamisk jämvikt i ett system (inklusive biologiskt), som upprätthålls genom självregleringsmekanismer.

Hälsa är tillståndet för varje levande organism där den som helhet och alla dess organ kan utföra sina funktioner fullt ut. Det finns ingen sjukdom eller sjukdom.

Viruset är en unik precellulär livsform med en heterotrof näringstyp. En DNA- eller RNA-molekyl replikeras i den drabbade cellen.

Organismens organisationsnivå av levande materia återspeglar egenskaperna hos enskilda individer och deras beteende. Den strukturella och funktionella enheten för organismnivån är organismen. Följande fenomen förekommer på organismnivå: reproduktion, organismens funktion som helhet, ontogenes etc.

Få eleverna på arbetshumör.

1. Vad studerar biologi?

2. Kunskap om vilka naturvetenskapliga lagar som ligger till grund för den vetenskapliga världsbilden och är nödvändiga för att lösa praktiska problem?

3. Enligt vilken princip delas biologi in i separata vetenskaper?

4. Varför optimal användning av vilda djur?

5. Vad är livet?

6. Vilka nivåer av livsorganisation känner du till?

7. Vilka nivåer av livsorganisation har du redan studerat?

8. Nämn den elementära enheten och strukturella element på organismnivån?

9.Hur klassificeras levande organismer?

10. Vilka är de huvudsakliga processerna som sker på organismnivå?

11.Nämn betydelsen och rollen av organismnivån i naturen.

S. Skillnaden mellan levande och icke-levande.

Arbeta i grupp med uppgifter:

(Elever svarar på frågan och motiverar sin åsikt).

Grupp nr 1:

Kan följande organismer kallas levande och varför:

a) djur i ett tillstånd av avstängd animering;

b) en person under narkos;

c) bakterier i torkat tillstånd;

d) torrjäst?

Grupp nr 2:

Konstantiteten i den strukturella och funktionella organisationen av biologiska system - homeostas - som en förutsättning för existensen av biologiska system.

Grupp nr 3:

Vilket fenomen, karakteristiskt för alla levande system, ligger till grund för de givna fakta:

1) grodan kan inte leva i saltvatten, men producerar mycket urin i sötvatten;

2) levande sill i havsvatten "osaltat";

3) i mänskligt blod som innehåller vatten är det nödvändigt att injicera saltlösning.

Grupp nr 4:

1. Ge exempel på levande natursystem.

2. Nämn exempel på livlösa system.

Slutsats: metaboliska processer i levande materia säkerställer homeostas - beständigheten i den strukturella och funktionella organisationen av systemet.

B). Egenskaper hos levande organismer:

1. Enhet av kemisk sammansättning.
2. Metabolism och energi (metabolism).

1. 3. Rytm.
2. 4.Självreglering

1. Självreproduktion.
2. Ärftlighet.
3. Variabilitet.
4. En enhetlig nivå av organisation av levande organismer

1. Tillväxt och utveckling.

2. Irritabilitet.

3. Diskrethet.

4. Anpassningsförmåga

Välj de tecken på levande organismer som inte diskuterades i texten i läroboken.

(diskretion, självreglering, rytm).

Slutsats: levande organismer skiljer sig kraftigt från icke-levande system i sin exceptionella komplexitet och höga strukturella och funktionella ordning. Dessa skillnader ger livet kvalitativt nya egenskaper.

I). Grundläggande organiseringsnivåer för levande organismer Levande natur är ett komplext organiserat hierarkiskt system. Forskare, baserat på egenskaperna hos manifestationen av egenskaperna hos levande saker, särskiljer flera nivåer av organisering av levande materia.

molekylära cellulära vävnadsorgan

(molekyler) (cell) (vävnad) (organ)

organismpopulationsarter

(organism) (art, population)

Biogeocenotisk (ekosystem) biosfär.

(BGC, ekosystem) (biosfär)

Diagrammet visar de individuella nivåerna av livets organisation, deras koppling till varandra, flödet av den ena från den andra och visar integriteten i den levande naturen.

1. grupp:

1. Molekyl.
2. Cellulär.

2. grupp:

1. Tyg

2. Orgel.

1. grupp:

1. Ekologiskt.

1. Populationsarter.

När vi förklarar organiseringsnivåerna för levande organismer i grupper, fyller klasseleverna i den föreslagna tabellen:

	Organisationsnivåer	Biologiskt system	Element som bildar systemet
	Molekyl	Organoider	Atomer och molekyler
	Cellulär	Cell (organism)	Organoider
	Tyg
	Organ
	Organisk	Organism	Organsystem
	Populationsarter	Befolkning
	Biogeocenotisk (ekosystem)	Biogeocenos (ekosystem)	Populationer
	Biosfär	Biosfär	Biogeocenoser (ekosystem)

Slutsats: strukturen av levande system kännetecknas av diskrethet, d.v.s. uppdelad i funktionella enheter. Således består atomer av elementarpartiklar, molekyler är gjorda av atomer, molekyler (stora och små) är gjorda av organeller som bildar celler, vävnader bildas av celler, och organ bildas av dem, etc.

Identifieringen av individuella nivåer av livsorganisation är till viss del godtycklig, eftersom de är nära sammankopplade och flyter från varandra, vilket talar om den levande naturens integritet.

Vilka former av organismer finns på jorden?

Vilken betydelse har en organism i naturen?

Besvara frågan med hjälp av läroboken s. 5-6 och arrangera den i form av ett diagram

Organismens betydelse

1. Arbete i styrelsen:

Matcha bilderna efter organiseringsnivåerna för levande organismer

A) Molekylär

B) Cellulär

B) Tyg

D) Orgel

D) Ekologiskt

E) Populationsarter

G) Biogeocenotisk (ekosystem)

H) Biosfär

Lösa problematiska problem:

1. "Ozonhål" och effekterna av UV-strålar på livets cellulära och molekylära nivåer.
2. Det är omöjligt att behandla en person utan kunskap om cellers struktur och funktion.
3. För att lösa vilka globala problem för mänskligheten kräver kunskap om biologi?
4. Ge exempel på användning av biologiska vetenskapliga metoder från botanik, zoologi, mänsklig anatomi och fysiologi.

avsnitt 1.2 fyll i tabellen.

Kreativ uppgift för grupper: Vilken betydelse har biologin för att förstå allt levande. Hur kände du när du studerade detta ämne?

Följande nivåer av livsorganisation särskiljs: molekylär, cellulär, organ-vävnad (ibland är de separerade), organism, population-arter, biogeocenotisk, biosfär. Levande natur är ett system, och de olika nivåerna i dess organisation bildar dess komplexa hierarkiska struktur, när de underliggande enklare nivåerna bestämmer egenskaperna hos de högre.

Så komplexa organiska molekyler är en del av celler och bestämmer deras struktur och vitala funktioner. I flercelliga organismer är celler organiserade i vävnader, och flera vävnader bildar ett organ. En flercellig organism består av organsystem, å andra sidan är organismen i sig en elementär enhet av en population och en biologisk art. Ett samhälle representeras av interagerande populationer av olika arter. Samhället och miljön bildar en biogeocenos (ekosystem). Hela planeten jordens ekosystem bildar dess biosfär.

På varje nivå uppstår nya egenskaper hos levande varelser som saknas på den underliggande nivån, och deras egna elementära fenomen och elementära enheter urskiljs. Samtidigt speglar nivåerna på många sätt evolutionsprocessens förlopp.

Identifieringen av nivåer är praktiskt för att studera livet som ett komplext naturfenomen.

Låt oss ta en närmare titt på varje nivå av livsorganisation.

Molekylär nivå

Även om molekyler är uppbyggda av atomer, börjar skillnaden mellan levande och icke-levande materia uppträda först på molekylär nivå. Endast levande organismer innehåller ett stort antal komplexa organiska ämnen - biopolymerer (proteiner, fetter, kolhydrater, nukleinsyror). Men den molekylära organisationsnivån för levande saker inkluderar också oorganiska molekyler som kommer in i celler och spelar en viktig roll i deras liv.

De biologiska molekylernas funktion ligger till grund för ett levande system. På livets molekylära nivå manifesteras metabolism och energiomvandling som kemiska reaktioner, överföring och förändring av ärftlig information (reduplicering och mutationer), såväl som ett antal andra cellulära processer. Ibland kallas den molekylära nivån molekylärgenetisk.

Cellulär nivå av livet

Det är cellen som är den strukturella och funktionella enheten av levande varelser. Det finns inget liv utanför cellen. Även virus kan uppvisa egenskaperna hos en levande varelse endast när de finns i värdcellen. Biopolymerer visar till fullo sin reaktivitet när de organiseras i en cell, vilket kan betraktas som ett komplext system av molekyler sammankopplade främst genom olika kemiska reaktioner.

På denna cellnivå manifesterar sig livets fenomen, mekanismerna för överföring av genetisk information och omvandlingen av ämnen och energi är kopplade.

Organ-vävnad

Endast flercelliga organismer har vävnader. Vävnad är en samling celler som liknar struktur och funktion.

Vävnader bildas i processen för ontogenes genom differentiering av celler som har samma genetiska information. På denna nivå sker cellspecialisering.

Växter och djur har olika typer av vävnader. Så i växter är det en meristem, skyddande, grundläggande och ledande vävnad. Hos djur - epitelial, bindande, muskulös och nervös. Vävnader kan innehålla en lista över subvävnader.

Ett organ består vanligtvis av flera vävnader sammankopplade till en strukturell och funktionell enhet.

Organ bildar organsystem, som vart och ett ansvarar för en viktig funktion för kroppen.

Organnivån i encelliga organismer representeras av olika cellorganeller som utför funktionerna matsmältning, utsöndring, andning etc.

Organisk nivå av organisering av levande varelser

Tillsammans med cellnivån särskiljs separata strukturella enheter på organismnivå (eller ontogenetisk). Vävnader och organ kan inte leva självständigt, det kan organismer och celler (om det är en encellig organism).

Flercelliga organismer är uppbyggda av organsystem.

På organismnivå manifesteras sådana livsfenomen som reproduktion, ontogenes, metabolism, irritabilitet, neurohumoral reglering och homeostas. Med andra ord, dess elementära fenomen utgör organismens naturliga förändringar i individuell utveckling. Den elementära enheten är individen.

Populationsarter

Organismer av samma art, förenade av en gemensam livsmiljö, bildar en population. En art består vanligtvis av många populationer.

Populationer har en gemensam genpool. Inom en art kan de utbyta gener, det vill säga de är genetiskt öppna system.

Elementära evolutionära fenomen förekommer i populationer, vilket i slutändan leder till artbildning. Levande natur kan endast utvecklas på supraorganismnivåer.

På denna nivå uppstår de levandes potentiella odödlighet.

Biogeocenotisk nivå

Biogeocenos är en interagerande uppsättning organismer av olika arter med olika miljöfaktorer. Elementära fenomen representeras av materia-energicykler, som i första hand tillhandahålls av levande organismer.

Den biogeocenotiska nivåns roll är bildandet av stabila samhällen av organismer av olika arter, anpassade för att leva tillsammans i en viss livsmiljö.

Biosfär

Biosfärens nivå av livsorganisation är ett system av högsta ordningen av liv på jorden. Biosfären täcker alla manifestationer av liv på planeten. På denna nivå finns en global cirkulation av ämnen och ett energiflöde (som omfattar alla biogeocenoser).