1.2. Organisatieniveaus van een levend systeem

Het menselijk lichaam is een complex zelfregulerend systeem van onderling verbonden structurele elementen, verenigd
op meerdere organisatieniveaus. Onderscheiden volgende niveaus: Naar letochny, weefsel, orgaan, systeem en organisme.
Deze organisatieniveaus staan ​​onderling in een hiërarchische (ondergeschikte) relatie.

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 hebben, een vergelijkbare structuur hebben en dezelfde functies vervullen, vormen een weefsel. Er zijn vier hoofdtypen weefsel:
epitheliaal, verbindend, gespierd en nerveus. Elk weefsel heeft specifieke structurele kenmerken en vervult bepaalde functies.

· epitheel weefsels zijn grensweefsels die organen van buitenaf bedekken en de holtes van interne organen van binnenuit bekleden en de 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 - vetweefsel, reticulair weefsel, slijmvliesweefsel en gepigmenteerd weefsel), skeletweefsels(kraakbeen, bot). Bindweefsel omvat ook bloed en lymfe (vloeibaar bindweefsel). De belangrijkste functies van de soorten bindweefsel zijn ondersteunend, trofisch (nutritioneel), 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 de spijsverteringskanaal en anderen

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

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

1. Slijmvliezen meestal gevoerd binnenoppervlak holle organen. Ze omvatten drie lagen weefsel: 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 (hard, spinachtig, zacht) bedekken de hersenen en het ruggenmerg. Ze bestaan ​​uit bindweefsel.

3. Orgel niveau. Verschillende weefsels, gecombineerd tot één complex, vormen een orgaan, maar sommige weefsels daarin hebben de overhand en bepalen dit. 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 holistisch organisme.

4. Systeemniveau. Verschillende organen die een specifieke functievorm delen fysiologisch systeem (cardiovasculair, respiratoir, spijsvertering, zenuwachtig).
en andere systemen). Onder alle fysiologische systemen van het lichaam wordt een speciale plaats ingenomen zenuwstelsel Omdat het de activiteiten van alle systemen reguleert en coördineert, zorgt het voor de aanpassing van het lichaam aan veranderende omgevingsomstandigheden.

5. Organisme 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 normaal leven
in een voortdurend veranderende omgeving.

Orgaansystemen in het lichaam functioneren niet los van elkaar, maar worden in een bepaalde periode met elkaar gecombineerd om tot stand 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 wereld van de wilde dieren 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 is georganiseerd, manifesteert zich op het niveau van het functioneren van biologische macromoleculen: nucleïnezuren, eiwitten, polysachariden en belangrijke organische stoffen. Vanaf dit niveau beginnen de belangrijkste processen van de vitale activiteit van het lichaam: metabolisme en energieconversie, overdracht 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 bestaan ​​geen niet-cellulaire levensvormen, en het bestaan ​​van virussen bevestigt deze regel alleen maar, omdat ze de eigenschappen van levende systemen alleen in cellen kunnen vertonen.

Zakdoek- Weefsel is een verzameling cellen die qua structuur vergelijkbaar zijn, verenigd door een gemeenschappelijke functie uit te voeren.

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

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

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

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

biosferisch- de 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 zeer 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 van celreproductie (reproductie), die zorgt voor een identieke verdeling van genetisch materiaal tussen dochtercellen en de continuïteit van chromosomen in een aantal celgeneraties.

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 de verdubbeling van chromosomen daarin door middel van hun longitudinale splitsing en uniforme verdeling tussen dochtercellen. Het begin van de mitose wordt voorafgegaan door een periode van voorbereiding, inclusief de accumulatie van energie, de synthese van deoxyribonucleïnezuur (DNA) en de reproductie van centriolen. De energiebron is rijk aan energie, oftewel de zogenaamde macroerge verbindingen. Mitose gaat niet gepaard met een toename van de ademhaling, omdat oxidatieve processen plaatsvinden in de interfase (het vullen van de "energiereserve van de ara"). Het periodiek vullen en legen van de energiereserve van de 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. Fig. 2. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). Interfase

Soms beschrijven ze een ander stadium voorafgaand aan het begin van de profase: preprofase (antefase). Preprofase - synthetische fase Mitose, overeenkomend met het einde van de interfase (S-G 2-perioden). omvat DNA-duplicatie en synthese van het materiaal van het MITOTIC APPARATUS. VOORSTEL REORGANISATIE van de kern met CONDENSATIE en spiralisatie van CHROMOSOM, vernietiging van de nucleaire envelop en vorming van het mitotische apparaat door de synthese van eiwitten en hun "assemblage" tot een georiënteerd SPINDEL-systeem.

Rijst. Fig. 3. Mitose in de meristematische bosjes van de uienwortel (microfoto). Prophase (losse kluwenfiguur)

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 uit de scheiding van chromatiden, of zusterchromosomen.

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

Afb.6. Mitose in de meristeemcellen van de uienwortel (microfoto). metafase

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

Anafase - het stadium van divergentie van chromosomen naar de polen. Anafase-beweging wordt geassocieerd met de verlenging van de centrale filamenten van VERETIN, waardoor de mitotische polen uit elkaar worden geduwd, en met de verkorting van de chromosomale MICROBUISJES van het mitotische apparaat. De verlenging van de centrale filamenten van de SPINDEL vindt plaats als gevolg van de POLARISATIE van "reservemacromoleculen" die de constructie van de MICROBUISJES van de spil voltooien, of als gevolg van de uitdroging van deze structuur. De verkorting van chromosomale microtubuli wordt veroorzaakt door de EIGENSCHAPPEN van de 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, de verdeling van het cellichaam (CYTOTHYMIE, CYTOKINESE) en de uiteindelijke vernietiging van het mitotische apparaat met de VORMING van een tussenlichaam. Reconstructie van dochterkernen gaat gepaard met chromosoomdesperalisatie, HERSTEL van de nucleolus en nucleaire envelop. Cytotomie wordt uitgevoerd door de vorming van een celplaat (in een plantencel) of door de vorming van een splijtingsvoor (in een dierlijke cel).

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

Rijst. Fig. 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 CYTOPLASMA die de EQUATOR omringt (de ‘contractiele ring’-hypothese) of met de uitzetting van het celoppervlak als gevolg van het rechttrekken van de lusachtige eiwitketens (de ‘contractiele ring’-hypothese). MEMBRAANexpansie”-hypothese)

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

DE 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 het behoud van dezelfde set genetisch materiaal in talloze celgeneraties. Mitose zorgt voor belangrijke manifestaties van vitale activiteit: embryonale ontwikkeling, groei, herstel van organen en weefsels na beschadiging, behoud van de structurele integriteit van weefsels met constant verlies van cellen tijdens hun functioneren (vervanging van dode erytrocyten, huidcellen, darmepitheel, enz. ) Bij protozoa zorgt mitose voor aseksuele voortplanting.

3. Gametogenese, karakterisering van geslachtscellen, bevruchting

Geslachtscellen (gameten) - mannelijke spermatozoa en vrouwelijke eieren (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 de 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 GAMETOGENESE - tijdens het ontwikkelingsproces van zowel seksuele spermatozoa als eieren worden stadia onderscheiden (fig.). De eerste fase is de voortplantingsperiode, waarin de primaire geslachtscellen zich delen door mitose, waardoor hun aantal toeneemt. Tijdens spermatogenese is de reproductie van primaire geslachtscellen zeer intens. Het begint met het begin van de puberteit en duurt gedurende de gehele voortplantingsperiode. De reproductie van vrouwelijke primaire 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 opgenomen, 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 afmetingen van mannelijke gameten nemen licht 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 gaat de groei maanden en jaren door. De groei van eicellen gaat ten koste van 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 van generatie op generatie hun karakteristieke aantal chromosomen. 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 een diploïde set (2n) wordt een 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.


Dubnishcheva T.Ya. enz. 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 met eenvoud.

A. Koni

ELEMENTALE SAMENSTELLING VAN ORGANISMEN

Moleculair niveau van levensorganisatie

- dit is het organisatieniveau, waarvan de eigenschappen worden bepaald door chemische elementen en moleculen en hun deelname aan de processen van transformatie van stoffen, energie en informatie. De toepassing van de 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 van het moleculaire niveau. De elementaire structurele componenten van het moleculaire niveau van de levensorganisatie zijn dat wel chemische elementen als afzonderlijke typen atomen, en niet onderling verbonden en met hun eigen typen bepaalde eigenschappen. De verdeling van chemische elementen in biosystemen wordt precies bepaald door deze eigenschappen, en hangt vooral af van de grootte van de lading van de kern. De wetenschap die de verspreiding van chemische elementen en hun betekenis voor biosystemen bestudeert, wordt genoemd biogeochemie. De grondlegger van deze wetenschap was de briljante Oekraïense wetenschapper V. I. Vernadsky, die het verband tussen de levende en 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 om te vormen 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 verbonden 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. Het zijn zulke belangrijke klassen als lipiden, eiwitten, oligo- en polysachariden en nucleïnezuren.

In biosystemen kunnen macromoleculen worden gecombineerd door middel van niet-covalente interacties in supramoleculaire complexen. Ze worden ook wel intermoleculaire complexen of moleculaire ensembles 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 de ruimtelijke bepalen (structureel) ordelijkheid	De belangrijkste processen die de tijd bepalen (functioneel) ordelijkheid
1. Elementaire chemische bestanddelen: Organogenen; Macronutriënten; Micro-elementen; Ultramicro-elementen. 2. Moleculair-chemische bestanddelen: Eenvoudige anorganische moleculen (02 N2, 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 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, anorganische stoffen zijn niet specifiek voor levende wezens, specifiek voor het leven is er 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 begin- en eindstoffen worden 4 soorten reacties onderscheiden: berichten, uitbreidingen, uitwisseling En vervanging. Afhankelijk van het energieverbruik stoten ze uit 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 een verandering in het koolstofskelet omvatten reacties zoals ketenverlenging, ketenverkorting, ketenisomerisatie, ketencyclisatie, ringopening, ringcontractie en ringexpansie. De overgrote meerderheid van de reacties in biosystemen zijn enzymatisch en vormen een aggregaat dat metabolisme wordt genoemd. De 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, etc. plaatsvinden tussen organische moleculen. De meeste reacties tussen organische verbindingen zijn specifiek voor de levende natuur en kunnen niet voorkomen in levenloze wezens.

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, voornamelijk gericht op de studie van de structuur en functies van eiwitten.

Biochemie - wetenschap die bestudeert chemische samenstelling organismen, structuur, eigenschappen, waarde die erin wordt gevonden chemische bestanddelen en hun transformaties 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 bekende biochemici als A.M. Butlerov, F. Wehler, F. Misher, A. Ya. Danilevsky, Yu. Liebikh, 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 de vitale activiteit van cellen, 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 biochemie en röntgendiffractiegegevens, een model voorstelden van de driedimensionale structuur van DNA, dat werd de dubbele helix genoemd. De belangrijkste onderdelen 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 de belangrijkste biologische processen als gevolg van de structurele en functionele eigenschappen en de 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 hiervan zijn chromatografie, ultracentrifugatie, elektroforese, röntgendiffractieanalyse, fotometrie, spectraalanalyse, tracermethode en etc.

Alle wilde dieren zijn 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.


Het organisatieniveau 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 verschijnselen bestudeerd die verband houden met veranderingen (mutaties) en de reproductie van genetisch materiaal en metabolisme. Dit is de wetenschap van de moleculaire biologie.
• Mobielniveau- het niveau waarop leven bestaat in de vorm van een cel - de structurele en functionele eenheid van het leven, bestudeert 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 histologie bestuderen.

Weefsel is een combinatie van intercellulaire substantie en cellen die qua structuur, oorsprong en functies vergelijkbaar zijn.

• Orgaanniveau. Een orgaan bevat verschillende weefsels.
• Organischniveau- het onafhankelijke bestaan ​​van een enkel individu - een eencellig of meercellig organisme wordt bijvoorbeeld bestudeerd door fysiologie en autecologie (ecologie van individuen). Een individu als integraal organisme is 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 - populatie; het is in de populatie dat elementaire evolutionaire processen (accumulatie, manifestatie en selectie van mutaties) plaatsvinden. Dit organisatieniveau wordt bestudeerd door wetenschappen als de-ecologie (of populatie-ecologie) en de evolutionaire doctrine.

Een populatie is een verzameling individuen van dezelfde soort die al lange tijd in een bepaald gebied 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 (gemeenschapsecologie).

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

• biosferischniveau- niveau dat het geheel van alle biogeocenosen vertegenwoordigt. In de biosfeer vindt de circulatie van stoffen en de transformatie van energie plaats met deelname van organismen.

Moleculair genetisch. De basiseenheid van de organisatie 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. Het bestudeert de structuur van eiwitten, hun functies (inclusief als enzymen), de rol van nucleïnezuren bij de opslag, replicatie en implementatie van genetische informatie, d.w.z. 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 de matrixsynthese die op moleculair niveau plaatsvindt, plaatsvindt in cellen. 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 vindt er een differentiatie en ordening plaats van vitale processen in ruimte en tijd.

weefsel niveau. 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.

Organisch (ontogenetisch) niveau. Op organisme niveau ze bestuderen het individu en de structurele kenmerken die daaraan inherent zijn als geheel, fysiologische processen, inclusief differentiatie, aanpassingsmechanismen en gedrag. Een elementaire, ondeelbare eenheid van levensorganisatie op dit niveau is het individu. Het leven wordt altijd voorgesteld als afzonderlijke individuen. Dit kunnen eencellige individuen zijn, maar ook meercellige, bestaande uit miljoenen en miljarden cellen.

Populatie-soortniveau. De fundamentele elementaire, structurele eenheid op dit niveau is de bevolking. bevolking- een lokale groep individuen van dezelfde soort, geografisch tot op zekere hoogte gescheiden van anderen, die vrijelijk met elkaar kruisen en een gemeenschappelijk genetisch fonds voor hen hebben. Het elementaire fenomeen van het populatie-soortniveau is een verandering in de genotypische samenstelling van de populatie, en het elementaire materiaal is een mutatie. Op populatie-soortniveau bestuderen ze de factoren die van invloed zijn op de omvang van populaties, de problemen van 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 dierenwereld die daarin leeft (zoocenose), micro-organismen en de bijbehorende locatie aardoppervlak. Alle componenten van de biocenose zijn met elkaar verbonden door de circulatie van stoffen. Biocenose is een product van gewrichten historische ontwikkeling soorten die verschillen in hun systematische positie.

keer bekeken