1.2. Organisatieniveaus van een levend systeem

Het menselijk lichaam is een complex zelfregulerend systeem van onderling verbonden structurele elementen, verenigd
op meerdere niveaus van de organisatie. Onderscheiden volgende niveaus: Naar pit, weefsel, orgaan, systemisch en organismaal.
Deze organisatieniveaus bevinden zich onderling in hiërarchische (ondergeschikte) relaties.

1. Cellulair niveau. Een cel is een structurele en functionele eenheid van een levend organisme. Het is een biologisch systeem en wordt gekenmerkt door metabolisme, groei, ontwikkeling en voortplanting.

2. Weefselniveau. Een verzameling cellen die een gemeenschappelijke oorsprong en vergelijkbare structuur hebben en dezelfde functies vervullen, vormen weefsel. Er zijn vier hoofdsoorten stof:
epitheliaal, verbindend, gespierd en nerveus. Elk weefsel heeft specifieke structurele kenmerken en vervult specifieke functies.

· Epitheliaal weefsels zijn grensweefsels die de buitenkant van organen bedekken en de holtes van interne organen van binnenuit bekleden en klieren vormen voor externe en interne secretie. Deze weefsels vervullen beschermende, absorptie- (darmepitheel) en secretoire functies.

· Verbinden stoffen, waaronder verschillende varianten: bindweefsel zelf(vezelachtig,
weefsels met speciale eigenschappen - vet-, reticulair, slijm- en pigmentweefsel), skeletweefsels(kraakbeen, bot). Bindweefsel omvat ook bloed en lymfe (vloeibaar bindweefsel). De belangrijkste functies van bindweefseltypen zijn ondersteunend, trofisch (voedzaam), beschermend en handhaven van de constantheid van de interne omgeving van het lichaam (homeostase).

· Gespierdweefsels (gestreept skelet, dwarsgestreept hart en gladde spieren) zorgen voor spiercontractie en menselijke motorische reacties: beweging van het lichaam of zijn afzonderlijke delen in de ruimte, ritmische activiteit van het myocardium, beweging van bloed door de bloedvaten (hemocirculatie), voedsel door het spijsverteringsstelsel tractaat en enz.

· Nerveus stof biedt perceptie irritaties
uit de externe en interne omgeving van het lichaam, uitvoeren zenuwimpulsen naar het centrale zenuwstelsel (CZS), waar in de hogere delen de analyse en synthese van de ontvangen informatie plaatsvindt, en implementatie snelle reactie adaptieve reacties. Het zenuwstelsel reguleert de activiteiten van individuele organen en het lichaam als geheel.

MET De weefsellagen die interne organen bedekken, omlijnen en scheiden, worden hersenvliezen genoemd. In het menselijk lichaam worden de volgende hoofdtypen membranen onderscheiden:

1. Slijmvliezen meestal gevoerd binnenoppervlak holle organen. Ze omvatten drie weefsellagen: epitheel (met secretoire cellen die slijm afscheiden), los bindweefsel met klieren en lymfoïde formaties, en gladde spieren.

2. Synoviale membranen bedekken de oppervlakken van gewrichten en pezen. Ze worden gevormd door bindweefsel en bekleed met endotheel.

3. Sereuze membranen omringen het buitenoppervlak van alle interne organen. Ze worden gevormd door een bindweefselmembraan bedekt met een epitheellaag.

4. Hersenvliezen (dura, arachnoïde, zacht) bedekken de hersenen en het ruggenmerg. Ze worden gevormd door bindweefsel.

3. Orgel niveau. Verschillende weefsels, verenigd in een enkel complex, vormen een orgaan, maar een van de weefsels overheerst daarin en bepaalt het hoofdfunctie. Organen nemen een bepaalde positie in het lichaam in, hebben een bepaalde structuur en vorm en vervullen een bepaalde functie die nodig is voor het bestaan ​​van een compleet organisme.

4. Systeemniveau. Verschillende organen die gezamenlijk een specifieke functie vervullen fysiologisch systeem (cardiovasculair, respiratoir, spijsvertering, zenuwachtig).
en andere systemen). Van alle fysiologische systemen van het lichaam neemt het een speciale plaats in zenuwstelsel Omdat het de activiteiten van alle systemen reguleert en coördineert, zorgt het ervoor dat het lichaam zich aan veranderende omgevingsomstandigheden aanpast.

5. Organisch niveau. Een levend organisme, bestaande uit individuele cellen, weefsels, organen, systemen, is één geheel (“systeem van systemen” volgens I.P. Pavlov), waarin de activiteit van al deze structuren strikt gecoördineerd is, ondergeschikt is aan één geheel en zorgt voor normale levensactiviteit
in een voortdurend veranderende externe omgeving.

Orgaansystemen in het lichaam functioneren niet los van elkaar, maar combineren op een gegeven moment met elkaar om tot resultaten te komen gunstig voor het lichaam resultaat. Zo'n tijdelijke associatie van organen en systemen die tot verschillende fysiologische systemen behoren, P. K. Anokhin (academicus, neurofysioloog)
genaamd functioneel systeem.

De levende wereld is een verzameling biologische systemen met verschillende organisatieniveaus en verschillende ondergeschiktheid. Ze zijn voortdurend in interactie. Er zijn verschillende niveaus van levende materie:

Moleculair– elk levend systeem, hoe complex het ook georganiseerd is, manifesteert zich op het niveau van het functioneren van biologische macromoleculen: nucleïnezuren, eiwitten, polysachariden en belangrijke organische stoffen. Vanaf dit niveau beginnen de belangrijkste levensprocessen van het lichaam: metabolisme en energieconversie, transmissie erfelijke informatie enz. – het oudste niveau van de structuur van de levende natuur, grenzend aan de levenloze natuur.

Mobiel– een cel is een structurele en functionele eenheid, ook een eenheid voor reproductie en ontwikkeling van alle levende organismen die op aarde leven. Er zijn geen cellulaire levensvormen, en het bestaan ​​van virussen bevestigt deze regel alleen maar, omdat ze de eigenschappen van levende systemen alleen in cellen kunnen vertonen.

Stof— Weefsel is een verzameling cellen die qua structuur vergelijkbaar zijn, verenigd door een gemeenschappelijke functie.

Orgaan— bij de meeste dieren is een orgaan een structurele en functionele combinatie van verschillende soorten weefsel. De menselijke huid als orgaan omvat bijvoorbeeld epitheel en bindweefsel, die samen een aantal functies vervullen, waarvan de belangrijkste beschermend is.

Organisatorisch- een meercellig organisme is een integraal systeem van organen die gespecialiseerd zijn in hun prestaties verschillende functies. Verschillen tussen planten en dieren in structuur en voedingsmethoden. De verbinding van organismen met hun omgeving, hun aanpassingsvermogen daaraan.

Populatie-soort- een verzameling organismen van dezelfde soort, verenigd alledaags habitat, creëert een populatie als een systeem van supra-organistische orde. In dit systeem worden de eenvoudigste, elementaire evolutionaire transformaties uitgevoerd.

Biogeocenotisch— biogeocenose — een verzameling organismen verschillende soorten en variërende complexiteit van de organisatie, allemaal omgevingsfactoren.

biosfeer- biosfeer - het meest hoog niveau organisatie van de levende materie op onze planeet, inclusief al het leven op aarde. Dus, Leef de natuur is een complex georganiseerd hiërarchisch systeem.

2. Reproductie op cellulair niveau, mitose en zijn biologische rol

Mitose (van het Griekse mitos - draad), een soort celdeling waardoor dochtercellen genetisch materiaal ontvangen dat identiek is aan dat in de moedercel. Karyokinese, indirecte celdeling, is de meest gebruikelijke methode voor celreproductie (reproductie), waarbij de identieke verdeling van genetisch materiaal tussen dochtercellen en de continuïteit van chromosomen in een aantal celgeneraties wordt gewaarborgd.

Rijst. 1. Schema van mitose: 1, 2 – profase; 3 – prometafase; 4 – metafase; 5 – anafase; 6 – vroege telofase; 7 – late telofase

De biologische betekenis van mitose wordt bepaald door de combinatie van chromosoomverdubbeling door hun longitudinale splitsing en uniforme verdeling tussen dochtercellen. Het begin van mitose wordt voorafgegaan door een voorbereidingsperiode die energieopslag, deoxyribonucleïnezuur (DNA) synthese en centriolenreproductie omvat. De energiebron is energierijk, oftewel zogenaamde hoogenergetische verbindingen. Mitose gaat niet gepaard met een verhoogde ademhaling omdat oxidatieve processen plaatsvinden in de interfase (het aanvullen van de “energiereserve van de ara”). Het periodiek vullen en uitputten van de energiereserve van ara is de basis van de energie van mitose.

De stadia van mitose zijn als volgt. Eén proces. Mitose wordt gewoonlijk verdeeld in 4 fasen: profase, metafase, anafase en telofase.

Rijst. 2. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Interfase

Soms wordt een ander stadium beschreven dat aan het begin van de profase voorafgaat: preprofase (antefase). Preprofase is een synthetisch stadium van mitose, overeenkomend met het einde van de interfase (S-G 2-perioden). omvat DNA-duplicatie en synthese van MITOTIC APPARATUS-materiaal. IN PROFASE vindt REORGANISATIE van de kern plaats met CONDENSATIE en spiralisatie van CHROMOSOMEEN, vernietiging van het kernmembraan en vorming van het mitotische apparaat door de synthese van eiwitten en hun “assemblage” in een georiënteerd SPINDEL-systeem.

Rijst. 3. Mitose in meristematische bosjes uienwortel (microfoto). Prophase (losse balfiguur)

Rijst. 4. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Late profase (vernietiging van de nucleaire envelop)

METAPHASE - bestaat uit de beweging van CHROMOSOMEEN naar het equatoriale vlak (metakinese of prometafase), de vorming van de equatoriale PLAAT (“moederster”) en de scheiding van chromatiden, of zusterchromosomen.

Rijst. 5. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Prometafase

Afb.6. Mitose in meristeemcellen van een uienwortel (microfoto). Metafase

Rijst. 7. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Anafase

ANAPHASE is het stadium van chromosoomdivergentie naar de polen. Anafase-beweging houdt verband met de verlenging van de centrale draden van de spil, die de mitotische polen uit elkaar beweegt, en met de verkorting van de chromosomale microtubuli van het mitotische apparaat. Verlenging van de centrale draden van de SPINDEL vindt plaats als gevolg van de POLARISATIE van “reserve-macromoleculen” die de constructie van de MICROTUBULES van de spindel voltooien, of als gevolg van de uitdroging van deze structuur. De verkorting van chromosomale microtubuli wordt verzekerd door de EIGENSCHAPPEN van contractiele eiwitten van het mitotische apparaat, die in staat zijn te samentrekken zonder te verdikken. TELOFASE - bestaat uit de reconstructie van dochterkernen uit chromosomen verzameld aan de polen, verdeling van het cellichaam (CYTOTHYMY, CYTOKINESIS) en de uiteindelijke vernietiging van het mitotische apparaat met VORMING van een tussenlichaam. Reconstructie van dochterkernen gaat gepaard met desperalisatie van chromosomen, HERSTEL van de nucleolus en het kernmembraan. Cytotomie wordt uitgevoerd door de vorming van een celPLAAT (in een plantencel) of door de vorming van een splitsingsgroef (in een dierlijke cel).

Afb.8. Mitose in meristeemcellen van een uienwortel (microfoto). Vroege telofase

Rijst. 9. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Late telofase

Het mechanisme van cytotomie houdt verband met ofwel de samentrekking van de gegelatiniseerde ring van het CYTOPLASM die de EQUATOR omringt (“contractiele ringhypothese”), ofwel met de uitzetting van het celoppervlak als gevolg van het rechttrekken van lusvormige eiwitketens (“MEMBRAANexpansie”). ”hypothese).

Duur van de mitose- hangt af van de grootte van de cellen, hun ploïdie, het aantal kernen en van de omstandigheden omgeving, vooral op temperatuur. In dierlijke cellen duurt mitose 30-60 minuten, in plantencellen 2-3 uur. Langere stadia van mitose geassocieerd met syntheseprocessen (preprofase, profase, telofase) en zelfbeweging van chromosomen (metakinese, anafase) treden snel op.

BIOLOGISCHE BETEKENIS VAN MITOSE - de constantheid van de structuur en het correct functioneren van de organen en weefsels van een meercellig organisme zou onmogelijk zijn zonder dezelfde set genetisch materiaal in talloze celgeneraties in stand te houden. Mitose biedt belangrijke manifestaties van levensactiviteit: embryonale ontwikkeling, groei, herstel van organen en weefsels na schade, behoud van de structurele integriteit van weefsels met constant verlies van cellen tijdens hun functioneren (vervanging van dode rode bloedcellen, beschadigde huidcellen, darmepitheel, enz.) Bij protozoa zorgt mitose voor aseksuele voortplanting.

3. Gametogenese, kenmerken van geslachtscellen, bevruchting

Voortplantingscellen (gameten) - mannelijk sperma en vrouwelijke eicellen (of eieren) ontwikkelen zich in de geslachtsklieren. In het eerste geval wordt het pad van hun ontwikkeling SPERMATOGENESE genoemd (van het Griekse sperma - zaad en genesis - oorsprong), in het tweede - OVOGENESE (van het Latijnse ovo - ei)

Gameten zijn geslachtscellen, hun deelname aan de bevruchting, de vorming van een zygoot (de eerste cel van een nieuw organisme). Het resultaat van bevruchting is een verdubbeling van het aantal chromosomen, het herstel van hun diploïde set in de zygote. Kenmerken van gameten zijn een enkele, haploïde set chromosomen vergeleken met de diploïde set chromosomen in lichaamscellen2. Stadia van ontwikkeling van geslachtscellen: 1) toename door mitose van het aantal primaire geslachtscellen met een diploïde set chromosomen, 2) groei van primaire geslachtscellen, 3) rijping van geslachtscellen.

STADIA VAN GAMETHOGENESE - tijdens het ontwikkelingsproces van zowel seksueel sperma als eieren worden stadia onderscheiden (Fig.). De eerste fase is de voortplantingsperiode, waarin de oorspronkelijke kiemcellen zich delen door middel van mitose, wat resulteert in een toename van hun aantal. Tijdens spermatogenese is de reproductie van primaire geslachtscellen zeer intens. Het begint met het begin van de puberteit en duurt gedurende de hele voortplantingsperiode. De reproductie van vrouwelijke primordiale geslachtscellen bij lagere gewervelde dieren gaat bijna het hele leven door. Bij mensen vermenigvuldigen deze cellen zich pas met de grootste intensiteit in de prenatale ontwikkelingsperiode. Na de vorming van de vrouwelijke geslachtsklieren - de eierstokken - stoppen de primaire geslachtscellen met delen, de meeste sterven af ​​en worden geresorbeerd, de rest blijft inactief tot de puberteit.

De tweede fase is de periode van groei. Bij onvolwassen mannelijke gameten wordt deze periode onscherp uitgedrukt. De grootte van mannelijke gameten neemt enigszins toe. Integendeel, toekomstige eieren - eicellen - worden soms honderden, duizenden en zelfs miljoenen keren groter. Bij sommige dieren groeien de eicellen heel snel – binnen een paar dagen of weken; bij andere soorten gaat de groei maanden of jaren door. De groei van eicellen wordt uitgevoerd door stoffen die door andere cellen van het lichaam worden gevormd.

De derde fase is de periode van rijping of meiose (figuur 1).

Rijst. 9. Schema van de vorming van geslachtscellen

Cellen die de periode van meiose ingaan, bevatten een diploïde set chromosomen en verdubbelen al de hoeveelheid DNA (2n 4c).

Tijdens het proces van seksuele voortplanting behouden organismen van welke soort dan ook hun karakteristieke aantal chromosomen van generatie op generatie. Dit wordt bereikt door het feit dat vóór de fusie van geslachtscellen - bevruchting - tijdens het rijpingsproces het aantal chromosomen daarin afneemt (vermindert), d.w.z. uit de diploïde set (2n) wordt de haploïde set (n) gevormd. De patronen van meiose in mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen zijn in wezen hetzelfde.

Bibliografie

Gorelov A. A. Concepten van de moderne natuurwetenschappen. - M.: Centrum, 2008.


Dubnischeva T.Ya. en anderen Moderne natuurwetenschappen. - M.: Marketing, 2009.


Lebedeva N.V., Drozdov N.N., Krivolutsky D.A. Biologische diversiteit. M., 2004.


Mamontov S.G. Biologie. M., 2007.


Yarygin V. Biologie. M., 2006.


Het moeilijkste in het leven is eenvoud.

A. Koni

ELEMENTALE SAMENSTELLING VAN ORGANISMEN

Moleculair niveau van levensorganisatie

- Dit is een organisatieniveau waarvan de eigenschappen worden bepaald door chemische elementen en moleculen en hun deelname aan de processen van transformatie van stoffen, energie en informatie. Het gebruik van een structureel-functionele benadering om het leven op dit organisatieniveau te begrijpen, stelt ons in staat de belangrijkste structurele componenten en processen te identificeren die de structurele en functionele ordening van het niveau bepalen.

Structurele organisatie op moleculair niveau. De elementaire structurele componenten van het moleculaire niveau van de levensorganisatie zijn dat wel chemische elementen als afzonderlijke soorten atomen, en niet met elkaar en met hun verbonden bepaalde eigenschappen. De verdeling van chemische elementen in biosystemen wordt precies bepaald door deze eigenschappen en hangt vooral af van de omvang van de nucleaire lading. De wetenschap die de verspreiding van chemische elementen en hun betekenis voor biologische systemen bestudeert, wordt genoemd biogeochemie. De grondlegger van deze wetenschap was de briljante Oekraïense wetenschapper V.I. Vernadsky, die het verband tussen de levende natuur en de niet-levende natuur ontdekte en verklaarde door de biogene stroom van atomen en moleculen bij de implementatie van hun fundamentele levensfuncties.

Chemische elementen combineren zich met elkaar en vormen zich vergaf complexe anorganische verbindingen, die, samen met organische stoffen, de moleculaire componenten zijn van het moleculaire organisatieniveau. Simpele stoffen(zuurstof, stikstof, metalen, enz.) worden gevormd door chemisch gecombineerde atomen van hetzelfde element, en complexe stoffen (zuren, zouten, enz.) bestaan ​​uit atomen van verschillende chemische elementen.

Uit eenvoudige en complexe anorganische stoffen in biologische systemen worden gevormd tussenverbindingen(bijvoorbeeld acetaat, ketozuren), die eenvoudig vormen organisch materiaal, of kleine biomoleculen. Dit zijn in de eerste plaats vier klassen moleculen: vetzuren, monosachariden, aminozuren en nucleotiden. ze worden genoemd bouw blokken, aangezien daaruit moleculen van het volgende hiërarchische subniveau worden opgebouwd. Eenvoudige structurele biomoleculen worden met elkaar gecombineerd door verschillende covalente bindingen te vormen macromoleculen. Deze omvatten zulke belangrijke klassen als lipiden, eiwitten, oligo- en polysachariden en nucleïnezuren.

In biologische systemen kunnen macromoleculen via niet-covalente interacties worden gecombineerd tot supramoleculaire complexen. Ze worden ook wel intermoleculaire complexen of moleculaire assemblages of complexe biopolymeren genoemd (bijvoorbeeld complexe enzymen, complexe eiwitten). Op het hoogste, reeds cellulaire organisatieniveau worden supramoleculaire complexen gecombineerd met de vorming van cellulaire organellen.

Het moleculaire niveau wordt dus gekenmerkt door een bepaalde structurele hiërarchie van moleculaire organisatie: chemische elementen - eenvoudige en complexe anorganische verbindingen - tussenproducten - kleine organische moleculen - macromoleculen - supramoleculaire complexen.

Moleculair niveau van levensorganisatie
De belangrijkste componenten die ruimtelijk bepalen (structureel) ordelijkheid	De belangrijkste processen die de tijd bepalen (functioneel) ordelijkheid
1. Elementaire chemische componenten: Organogenen; Macro-elementen; Micro-elementen; Ultramicro-elementen. 2. Moleculair-chemische componenten: Eenvoudige anorganische moleculen (02 Ν2, metalen) Complexe anorganische moleculen (water, zouten, zuren, alkaliën, oxiden, enz.), Kleine organische moleculen (vetzuren, aminozuren, monosachariden, nucleotiden) Macromoleculen (lipiden, eiwitten, oligo- en polysachariden, nucleïnezuren) Supramoleculaire complexen.	1. Processen van transformatie van stoffen. 2. Energieconversieprocessen. 3. Processen van transformatie van erfelijke informatie

Functionele organisatie op moleculair niveau . Het moleculaire niveau van organisatie van de levende natuur combineert een groot aantal verschillende chemische reacties, die de volgorde ervan in de tijd bepalen. Chemische reacties zijn verschijnselen waarbij sommige stoffen met een bepaalde samenstelling en eigenschappen worden omgezet in andere stoffen - met een andere samenstelling en andere eigenschappen. reacties tussen elementen en anorganische stoffen zijn niet specifiek voor levende wezens; wat specifiek is voor het leven is een bepaalde volgorde van deze reacties, hun volgorde en combinatie tot een integraal systeem. Er zijn verschillende classificaties van chemische reacties. Op basis van veranderingen in de hoeveelheid uitgangs- en eindstoffen worden 4 soorten reacties onderscheiden: berichten, ontbinding, uitwisseling En vervangingen. Afhankelijk van het energieverbruik verdelen ze exotherm(er komt energie vrij) en endotherm(energie wordt geabsorbeerd). Organische verbindingen zijn ook in staat tot verschillende chemische transformaties, die zowel zonder veranderingen in het koolstofskelet als met veranderingen kunnen plaatsvinden. Reacties zonder het koolstofskelet te veranderen zijn substitutie-, additie-, eliminatie- en isomerisatiereacties. NAAR reacties met veranderingen in het koolstofskelet Reacties omvatten ketenverlenging, ketenverkorting, ketenisomerisatie, ketencyclisatie, ringopening, ringcontractie en ringexpansie. De overgrote meerderheid van de reacties in biosystemen zijn enzymatisch en vormen een geheel dat metabolisme wordt genoemd. Belangrijkste soorten enzymatische reacties redox, overdracht, hydrolyse, niet-hydrolytische ontleding, isomerisatie en synthese. In biologische systemen kunnen ook reacties van polymerisatie, condensatie, matrixsynthese, hydrolyse, biologische katalyse enz. optreden tussen organische moleculen. De meeste reacties tussen organische verbindingen zijn specifiek voor de levende natuur en kunnen niet voorkomen in de niet-levende natuur.

Wetenschappen die het moleculaire niveau bestuderen. De belangrijkste wetenschappen die het moleculaire niveau bestuderen zijn biochemie en moleculaire biologie. Biochemie is de wetenschap van de essentie van levensverschijnselen en hun basis is het metabolisme, en de aandacht van de moleculaire biologie is, in tegenstelling tot de biochemie, primair gericht op de studie van de structuur en functies van eiwitten

Biochemie - wetenschap die bestudeert chemische samenstelling organismen, structuur, eigenschappen, betekenis van degenen die erin voorkomen chemische bestanddelen en hun transformatie in het metabolismeproces. De term ‘biochemie’ werd voor het eerst voorgesteld in 1882, maar er wordt aangenomen dat deze op grote schaal werd gebruikt na het werk van de Duitse chemicus K. Neuberg in 1903. Biochemie als onafhankelijke wetenschap ontstond in de tweede helft van de 19e eeuw. dankzij wetenschappelijke activiteit beroemde biochemici als A. M. Butlerov, F. Wehler, F. Misherom, A. Ya. Danilevsky, Yu. Liebig, L. Pasteur, E. Buchner, K. A. Timiryazev, M. I. Lunin en anderen De moderne biochemie vormt samen met de moleculaire biologie, de bioorganische chemie, de biofysica en de microbiologie één enkel complex van onderling verbonden wetenschappen: de fysische en chemische biologie, die fysische en chemische biologie bestudeert. chemische basen levende materie. Een van de algemene taken van de biochemie is het vaststellen van de werkingsmechanismen van biosystemen en de regulering van celactiviteit, die de eenheid van metabolisme en energie in het lichaam garanderen.

Moleculaire biologie - een wetenschap die biologische processen bestudeert op het niveau van nucleïnezuren en eiwitten en hun supramoleculaire structuren. De datum van de opkomst van de moleculaire biologie als een onafhankelijke wetenschap wordt beschouwd als 1953, toen F. Crick en J. Watson, gebaseerd op biochemische gegevens en röntgendiffractieanalyse, een model voorstelden van de driedimensionale structuur van DNA, die de dubbele helix werd genoemd. De belangrijkste takken van deze wetenschap zijn moleculaire genetica, moleculaire virologie, enzymologie, bio-energetica, moleculaire immunologie en moleculaire ontwikkelingsbiologie. De fundamentele taken van de moleculaire biologie zijn het vaststellen van de moleculaire mechanismen van fundamentele biologische processen die worden bepaald door de structurele en functionele eigenschappen en interactie van nucleïnezuren en eiwitten, en het bestuderen van regulerende mechanismen deze processen.

Methoden voor het bestuderen van het leven op moleculair niveau werden voornamelijk in de 20e eeuw gevormd. De meest voorkomende zijn chromatografie, ultracentrifugatie, elektroforese, röntgendiffractieanalyse, fotometrie, spectraalanalyse, tagged atom-methode en etc.

De hele levende natuur is een verzameling biologische systemen met verschillende organisatieniveaus en verschillende ondergeschiktheid.
Het organisatieniveau van levende materie wordt opgevat als de functionele plaats die een bepaalde biologische structuur inneemt gemeenschappelijk systeem organisatie van de natuur.


Niveau van organisatie van levende materie is een reeks kwantitatieve en kwalitatieve parameters van een bepaald biologisch systeem (cel, organisme, populatie, enz.), die de voorwaarden en grenzen van zijn bestaan ​​bepalen.

Er zijn verschillende organisatieniveaus van levende systemen, die de ondergeschiktheid en hiërarchie van de structurele organisatie van het leven weerspiegelen.

• Moleculair (moleculair genetisch) niveau vertegenwoordigd door individuele biopolymeren (DNA, RNA, eiwitten, lipiden, koolhydraten en andere verbindingen); Op dit niveau van het leven worden fenomenen bestudeerd die verband houden met veranderingen (mutaties) en reproductie van genetisch materiaal en metabolisme. Dit is wat de wetenschap doet: moleculaire biologie.
• Mobielniveau- het niveau waarop leven bestaat in de vorm van een cel - de structurele en functionele eenheid van het leven, wordt bestudeerd door cytologie. Op dit niveau worden processen zoals metabolisme en energie, informatie-uitwisseling, reproductie, fotosynthese, overdracht van zenuwimpulsen en vele andere bestudeerd.

De cel is de structurele eenheid van alle levende wezens.

• Weefselniveau studeert histologie.

Weefsel is een verzameling intercellulaire substanties en cellen die qua structuur, oorsprong en functies vergelijkbaar zijn.

• Orgaanniveau. Het orgel omvat verschillende weefsels.
• Organisatorischniveau- het onafhankelijke bestaan ​​van een individu - een eencellig of meercellig organisme wordt bestudeerd, bijvoorbeeld fysiologie en autecologie (ecologie van individuen). Een individu als integraal organisme vertegenwoordigt een elementaire levenseenheid. Leven in de natuur bestaat in geen enkele andere vorm.

Een organisme is een echte drager van het leven, gekenmerkt door al zijn eigenschappen.

• Populatie-soortniveau- niveau, dat wordt vertegenwoordigd door een groep individuen van dezelfde soort - een populatie; Het is in de populatie dat elementaire evolutionaire processen plaatsvinden (accumulatie, manifestatie en selectie van mutaties). Dit organisatieniveau wordt bestudeerd door wetenschappen als deecologie (of populatie-ecologie) en de evolutiewetenschap.

Een populatie is een verzameling individuen van dezelfde soort die al lange tijd in een bepaald territorium bestaan, zich vrijelijk kunnen voortplanten en relatief geïsoleerd zijn van andere individuen van dezelfde soort.

• Biogeocenotischniveau- vertegenwoordigd door gemeenschappen (ecosystemen) bestaande uit verschillende populaties en hun habitats. Dit organisatieniveau wordt bestudeerd door biocenologie of synecologie (ecologie van gemeenschappen).

Biogeocenose is een verzameling van alle soorten met een variërende complexiteit van organisatie en alle factoren van hun leefgebied.

• biosfeerniveau- een niveau dat het geheel van alle biogeocenosen vertegenwoordigt. In de biosfeer is er een circulatie van stoffen en de transformatie van energie met deelname van organismen.

Moleculair genetisch. De elementaire organisatie-eenheid is het gen. Een elementair fenomeen is DNA-reduplicatie, de overdracht van genetische informatie naar een dochtercel. Het moleculaire niveau van de organisatie van het leven is het onderwerp van studie van de moleculaire biologie. Ze bestudeert de structuur van eiwitten, hun functies (ook als enzymen), de rol van nucleïnezuren bij de opslag, replicatie en implementatie van genetische informatie, d.w.z. processen van synthese van DNA, RNA, eiwitten.

Cellulair niveau. Dit niveau van organisatie van levende wezens wordt vertegenwoordigd door cellen - onafhankelijke organismen (bacteriën, protozoa, enz.), evenals cellen van meercellige organismen. Het belangrijkste specifieke kenmerk van het cellulaire niveau is dat vanaf dit niveau het leven begint, omdat matrixsynthese die op moleculair niveau plaatsvindt, in cellen plaatsvindt. Omdat ze in staat zijn tot leven, groei en voortplanting, zijn cellen de belangrijkste vorm van organisatie van levende materie, de elementaire eenheden waaruit alle levende wezens zijn opgebouwd. Karakteristieke eigenschap cellulair niveau is de specialisatie van cellen. Op cellulair niveau is er sprake van differentiatie en ordening van levensprocessen in ruimte en tijd.

Weefselniveau. Weefsel is een verzameling cellen met een gemeenschappelijke oorsprong, een vergelijkbare structuur en dezelfde functies. Bij zoogdieren zijn er bijvoorbeeld vier hoofdtypen weefsel: epitheliaal, bindweefsel, spierweefsel en zenuwweefsel.

Organistisch (ontogenetisch) niveau. Op organisme niveau het individu en zijn structurele kenmerken als geheel bestuderen, fysiologische processen, inclusief differentiatie, aanpassingsmechanismen en gedrag. De elementaire, ondeelbare eenheid van de levensorganisatie op dit niveau is het individu. Het leven wordt altijd weergegeven in de vorm van afzonderlijke individuen. Dit kunnen eencellige individuen zijn, of meercellige, bestaande uit miljoenen en miljarden cellen.

Populatie-soortniveau. De fundamentele elementaire structurele eenheid op dit niveau is de bevolking. Bevolking- een lokale, geografisch tot op zekere hoogte gescheiden groep van individuen van dezelfde soort, die vrijelijk met elkaar kruisen en een gemeenschappelijk genetisch fonds hebben. Het elementaire fenomeen van het populatie-soortniveau is een verandering in de genotypische samenstelling van de populatie, en het elementaire materiaal is mutatie. Op populatie-soortniveau worden factoren bestudeerd die de omvang van populaties beïnvloeden, problemen met het behoud van bedreigde soorten en de dynamiek van de genetische samenstelling van populaties.

Biocenotisch niveau. Populaties van verschillende soorten vormen altijd complexe gemeenschappen in de biosfeer van de aarde. Dergelijke gemeenschappen in specifieke gebieden van de biosfeer worden biocenoses genoemd. Biocenose- een complex bestaande uit een plantengemeenschap (fytocenose), de daarin levende fauna (zoocenose), micro-organismen en het bijbehorende gebied aardoppervlak. Alle componenten van de biocenose zijn met elkaar verbonden door de cyclus van stoffen. Biocenose is een product van gewrichten historische ontwikkeling soorten die in systematische positie verschillen.

keer bekeken