Общая биология
Шрифт:
3. Уровни организации жизни
Живая природа – это целостная, но неоднородная система, которой свойственна иерархическая организация. Иерархической называется такая система, в которой части (или элементы целого) расположены в порядке от высшего к низшему.
Микросистемы (доорганизменная ступень) включают в себя молекулярный (молекулярно-генетиче-ский) и субклеточный уровни.
Мезосистемы (организменная ступень) включают в себя клеточный, тканевый, органный, системный, организменный (организм
Макросистемы (надорганизменная ступень) включают в себя популяционно-видовой, биоценотический и глобальный уровни (биосферу в целом). На каждом уровне можно выделить элементарную единицу и явление.
Элементарная единица (ЭЕ) – это структура (или объект), закономерные изменения которой (элементарные явления, ЭЯ) составляют ее вклад в развитие жизни на данном уровне.
Иерархические уровни:
1) молекулярно-генетический уровень. ЭЕ представлена геном. Ген – это участок молекулы ДНК (а у некоторых вирусов-молекулы РНК), который ответствен за формирование какого – либо одного признака;
2) субклеточный уровень. ЭЕ представлена какой-либо субклеточной структурой, т. е. органеллой, которая выполняет свойственные ей функции и вносит свой вклад в работу клетки в целом;
3) клеточный уровень. ЭЕ – это клетка, которая является самостоятельно функционирующей элементарной
биологической системой. Только на этом уровне возможны реализация генетической информации и процессы биосинтеза;
4) тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань (ЭЕ);
5) органный уровень. Образован совместно с функционирующими клетками, относящимися к разным тканям (ЭЕ);
6) организменный (онтогенетический) уровень. ЭЕ – это особь в ее развитии от момента рождения до прекращения ее существования в качестве живой системы. ЭЯ – это закономерные изменения организма в процессе индивидуального развития (онтогенеза) фенотип;
7) популяционно-видовой уровень. ЭЕ – это популяция, т. е. совокупность особей (организмов) одного вида, населяющих одну территорию и свободно скрещивающихся между собой. Популяция обладает генофондом, т. е. совокупностью генотипов всех особей. Воздействие на генофонд элементарных эволюционных факторов приводит к эволюционно значимым изменениям (ЭЯ);
8) биоценотический (экосистемный) уровень. ЭЕ – биоценоз, т. е. исторически сложившееся устойчивое сообщество популяций разных видов, связанных между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации (круговоротами), которые и представляют собой ЭЯ;
9) биосферный (глобальный) уровень. ЭЕ – биосфера, т. е. единый планетарный комплекс биогеоценозов, различных по видовому составу и характеристике абиотической (неживой) части;
10) носферный уровень. Это составная часть биосферы, которая изменена благодаря деятельности человека.
4. Состав клетки
Все живые системы содержат в различных соотношениях химические элементы как органические, так и неорганические.
По количественному содержанию в клетке всехими-ческие элементы делят на 3 группы: макро-, микро-и ультрамикроэлементы.
1. Макроэлементы составляют до 99 % массы клетки, из которых до 98 % приходится на 4 элемента: кислород, азот, водород и углерод.
2. Микроэлементы – преимущественно ионы металлов (кобальта, меди, цинка и др.) и галогенов (йода, брома и др.). Они содержатся в количествах от 0,001%до 0,000001 %.
3. Ультрамикроэлементы. Их концентрация ниже 0,000001 %. К ним относят золото, ртуть, селен и др.
Химическое соединение – это вещество, в котором атомы одного или нескольких химических элементов соединены друг с другом посредством химических связей. Химические соединения бывают неорганическими и органическими. К неорганическим относят воду и минеральные соли. Органические соединения – это соединения углерода с другими элементам и.
Основными органическими соединениями клетки являются белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Белки – это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В основном они состоят из углерода, водорода, кислорода и азота.
Функции белков:
1) защитная;
2) структурная;
3) двигательная;
4) запасная;
5) транспортная;
6) рецепторная;
7) регуляторная;
8) белки-гормоны участвуют в гуморальной регуляции;
9) белки-ферменты катализируют все химические реакции в организме;
10) энергетическая.
Углеводы – это моно– и полимеры, в состав которых входит углерод, водород и кислород в соотношении 1: 2:1.
Функции углеводов:
1) энергетическая;
2) структурная;
3) запасающая.
Жиры (липиды) могут быть простыми и сложными. Молекулы простых липидов состоят из трехатомного спирта глицерина и трех остатков жирных кислот. Сложные липиды являются соединениями простых липидов с белками и углеводами.
Функции липидов:
1) энергетическая;
2) структурная;
3) запасающая;
4) защитная;
5) регуляторная;
6) теплоизолирующая.
Молекула АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) образуется в митохондриях, является основным источником энергии.
5. Биосинтез белка. Генетический код
Нуклеиновые кислоты – это фосфорсодержащие биополимеры.
Существует 2 вида нуклеиновых кислот – дезокси-рибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).
ДНК представляет собой спираль, состоящую из двух комплиментарных полинуклеотидных цепей, закрученных вправо. Две цепи нуклеотидов соединяются между собой через азотистые основания по принципу компле-ментарности: между аденином итимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином – три.