Реферат Світ живого

Страница 1 из 5 | Следующая страница

1. Особливості живих систем.

1.1. Істотні риси живих систем.

Життя Землі надзвичайно різноманітна. Вона представлена ядерними і доядерными одне- і многоклеточными істотами. Найбагатший світ багатоклітинних істот представлений трьома царствами - грибами, рослинами і тваринами. Кожна з цих царств своєю чергою представлено різноманітними типами, класами, загонами, сімействами, пологами, видами, популяціями і особами. Всі ці таксоны результат історичного поступу світу живого, його еволюції. Кількість видів нинішніх рослин сягає більш 500 тис., їх квіткових приблизно 300 000 видів. Царство тварин щонайменше різноманітно, ніж царство рослин, а, по числу видів тварини перевершують рослини. Описано близько 1 200 000 видів звірів (їх близько 900 000 видів – членистоногих, 110 000 – молюсків, 42 000 – хордовых тварин).

Проте третій світ живого ще має і структурно-инвариантный аспект: живе має молекулярної, клітинної, тканинної й інший структурностью. Переважна більшість сьогодення організмів (крім вірусів і фагов) складається з клітин. По ознакою клітинного будівлі будь-які живі організми діляться на доклеточные і клітинні. Неклеточные форми життя - віруси (відкриті 1892 р. російським мікробіологом Д.І. Ивановским) і фаги. Віруси займають проміжне місце між жвавий і неживим. Вони складаються з білкових молекул і нуклеїнових кислот; немає власного обміну речовин; поза організмом чи клітини де вони виявляють ознак життя. Усі клітинні поділяються чотирма царства: безъядерные (бактерії, цианеи), рослини (багрянки, справжні водорості, вищі рослини), гриби (нижчі та вищі) і, нарешті, тварини (найпростіші і багатоклітинні). Безъядерные, певне, ставляться до древнім формам життя Землі. З іншого боку, є безліч співтовариств різною складності, які включають як особин жодного виду, і особин, які належать до різних видів.

Біологія сучасності поглибила розуміння істотних чорт живого, розкрила молекулярні основи життя. У основі сучасної біологічної картини світу лежить уявлення у тому, що живого - це грандіозна Система високоорганізованих систем. Будь-яка система (й у неорганічної й у органічної природі) складається з елементів (компонентів) і перетинів поміж ними (структури), які об'єднують цю сукупність елементів у єдине ціле. Биологическим системам властиві специфічні елементи й особливі типи перетинів поміж ними.

Спочатку про елементи і компонентах біологічних систем. У що така елементах і компонентах виражена дискретна складова живого. Живі об'єкти, системи у природі щодо відокремлені друг від друга (особини, популяції, види). Будь-яка особина багатоклітинного тваринного складається з клітин. А будь-яка клітина і одноклітинні істоти – з певних органел. Органеллы утворюються дискретними, зазвичай высокомолекулярными, органічними речовинами. І, крім того, серед живих систем немає двох однакових особин, популяцій і деяких видів.

У той самий час складна організація немислима без цілісності. Цілісність породжується структурою системи, типом перетинів поміж її елементами. Цілісність біологічними систем якісно відрізняється від цілісності неживого, і тим, що цілісність живого підтримується у розвитку.

З іншого боку, всім живим системам властиві такі суттєві риси:

o обмін речовин,

o рухливість,

o подразливість,

o зростання,

o розмноження,

o пристосовуваність.

Кожна з цих властивостей порізно може зустрічатися й у неживої природі й тому саме не може розглядатися як специфічне для живого. Але всі всі разом вони будь-коли характеризують об'єкти неживої природи. Разом вони властиві лише світу живої і у своїй єдності є критеріями, котрі відрізняють живе від неживого.

Живі системи – відкриті системи, вони постійно обмінюються речовинами і енергією з середовищем. Їх характерна негативна ентропія (збільшення упорядкованості), дедалі більша у процесі органічної еволюції. Живим системах дуже яскраво проявляється спроможність до самоорганізації матерії.

Сучасна молекулярної біології показала разюче єдність живої матерії всіх рівнях його розвитку - від найпростішого мікроорганізму до вищого ссавця. З'ясувалося, що дві основні класу молекул, взаємодія визначає те, що ми називаємо життям. Це - нуклеїнові кислоти і білки. Взяті разом, які й утворюють основу живого.

Живий організм - це множинна система хімічних процесів, у ході відбувається постійне руйнація молекулярних органічних структур та його відтворення. Основою відтворення є синтез білків. Цей синтез відбувається а клітинах організму з допомогою нуклеїнових кислот - ДНК і РНК. Бєлки - це дуже складні макромолекули, структурними елементами яких є амінокислоти. Структура білка задається послідовністю їхнім виокремленням його амінокислот. Причому, характеризуєтся тим, що зі ста відомих у органічної хімії амінокислот освіти білків всіх організмів використовується тільки 20 можна амінокислот. Чому ця двадцятка амінокислот, а чи не будь-які інші, синтезує білки нашого органічного світу, досі не ясно.

Нуклеиновые кислоти мають простіший структурою. Вони утворюють довгі полімерні цеи, ланками яких виступають нуклеотиди - сполуки азотистого підстави, цукру й залишку фосфорної кислоти. У ДНК підставами служать аденін, гуанін, цитозин і тимин. Ці азотисті підстави приєднуються до цукру за одним на підприємства різної послідовності. Аденин і гуанін є пуринами, а цитозин, тимин і урацил - пирамидинами. У РНК тимин замінений урацилом, а цукор дезоксирибоза в ДНК - рибозой в РНК.

1.2.Основные рівні організації живого

Системно-структурные рівні організації різноманітних форм живого досить численні. У тому числі: молекулярний, клітинний, тканинної, органний, онтогенетический, популяційний, видовий, биогеоценотический, біосферний. Може бути виділено та інші рівні.

Але такому різноманітті рівнів планується виділити деякі основні рівні. Критерієм виділення основних рівнів має бути виступають специфічні дискретні структури та фундаментальні біологічні взаємодії. З таких критеріїв досить чітко виділяються:

o молекулярно-генетичний,

o онтогенетический,

o популяционно-видовой,

o биогеоценотический рівні організації живого.

1.2.1.Молекулярно-генетический рівень

Знання закономірностей молекулярно-генетичного рівня організації живого – необхідна передумова для виразного розуміння життєвих явищ, що відбуваються усім інших рівнях організації життя. У ХХІ столітті розвиток хромосомної теорії спадковості, аналіз мутаційного процесу, вивчення будівлі хромосом, фагов і вірусів, розвиток молекулярної біології, біохімії дозволило розкрити основні риси організації елементарних генетичних структур і що з ними явищ.

Выяснено, основні структури в таких межах несуть у собі коди спадкової інформації, переданої від покоління до покоління. Ці структури представлені молекулами ДНК (дезоксирибинуклеиновой кислотою), диференційованими за довжиною на елементи коду – триплеты азотистих підстав, їхнім виокремленням гени. Гени в таких межах організації життя представляють елементарні одиниці. Основними елементарними явищами, пов'язані з генами, вважатимуться здатність їх до конвариантной редуплікації, до локальних структурних змін (мутацій) і можливість передавати що зберігається у яких інформацію внутриклеточным управляючим системам.

Кожна молекула ДНК є дві спарені нитки, закручені у спіралі. Кожна з цих ниток сполучається з інший водневими зв'язками; причому, кожна гілка таких зв'язків попарно з'єднує або аденін ланцюжка з тиміном інший, або гуанін із цитозином. Конвариантная редуплікація (самовідтворення зі змінами) іде за рахунок матричному принципу шляхом розриву водневих зв'язків подвійної спіралі ДНК з участю ферменту ДНК-полимеразы. Потім кожна гілка ниток у своїй поверхні будує собі відповідну нитку, після чого нові нитки комплементарно з'єднуються між собою. Пиримидиновые і пуриновые підстави комплементарных ниток “зшиваються” між собою ДНК-полимеразой. Цей процес відбувається здійснюється нас дуже швидко. Так, на самосборку ДНК кишкової палички, яка перебуває з майже 40 тис. пар нуклеотидів, потрібно 100 секунд.

У синтезі білків важлива роль належить ще й РНК. Синтез білка відбувається у особливих областях клітини - рибосомах. Рибосомы іноді образно називають “фабриками білка”. Існує по вкрай мері три типу РНК:

1) высокомолекулярная РНК, локализующаяся в рибосомах;

2) інформаційна - РНК, що настає в ядрі клітини;

3) транспортна - РНК.

У ядрі генетичного коду переноситься з молекул ДНК на молекулу інформаційної - РНК. Генетична інформацію про послідовності і характері синтезу білка переноситься з ядра молекулами інформаційної - РНК в цитоплазму до рибосомам де він бере участь у синтезі білка. Перенесення і приєднання окремих амінокислот доречно синтезу здійснюється транспортної - РНК. Білок, у якому тисячі амінокислот, на живу клітині синтезується за 5 – 6 хв.

Редупликация, джерело якої в матричному копіюванні, уможливлює збереження як генетичної норми, а й відхилень від нього, т. е. мутацій (основа процесу еволюції).

Отже, як із конвариантной редуплікації, і при внутрішньоклітинної передачі інформації використовують єдиний “матричний принцип”: вихідні молекули ДНК і РНК тобто. є матрицями, біля яких будуються відповідні специфічні макромолекули. Молекули ДНК грають роль коду, у якому хіба що “зашифровані” все синтези білкових молекул у клітинах організму. Понад те, виявилося, що це біологічні організми, знані нами Землі, використовують однаковий генетичного коду!

Нині молекулярної біологією успішно дешифрується закладений структурі нуклеїнових кислот код, службовець матрицею при синтезі специфічних білкових структур.

1.2.2.Онтогенетический рівень

Наступний, складніший і комплексний рівень організації життя Землі - онтогенетический. Онтогенетический рівень пов'язані з життєдіяльністю окремих біологічних особин, дискретних індивідуумів. Індивід, особина – неподільна і цілісна одиниця життя Землі. У многобразной земної органічного життя особини мають різне морфологічне зміст. Тут - і одноклітинні, які з ядра, цитоплазми, безлічі органел і мембран, макромолекул тощо. буд. Тут - і багатоклітинна особина, освічена з мільйонів і мільярдів клітин. Складність багатоклітинних особин незрівнянно вищий складності одноклітинних. Але й одноклітинна і багатоклітинна особини мають системної організацією і регуляцією і виступають як єдине ціле.

Причому, важливо, що характеристика особини може бути вичерпана розглядом фізико-хімічних властивостей макромолекул, які входять у його склад. Розділити особина на частини без втрати “індивідуальності” неможливо. Це дає можливість окреслити онтогенетический рівень як особливий рівень організації життя. Отже, на онтогенетическом рівні одиницею життя служить особина – з виникнення на смерть.

Розвиток особини в освіті зародковій клітини на смерть становить зміст процесу онтогенезу. Онтогенез складається з зростання, переміщення окремих структур, диференціації і ускладнення інтеграції організму. Фактично, онтогенез – це процес розгортання, реалізації спадкової інформації, закодованої в управляючих структурах зародковій клітини. На онтогенетическом здійснюється як реалізація спадкової інформації, а й іспит, перевірка узгодженості й досвід роботи управляючих систем в часі та просторі, присособление до середовища не більше особини та інших. Чимало галузей біології вивчають процеси та явища, які у особини, узгоджене функціонування її органів прокуратури та систем, механізм його роботи, роль життєдіяльності організму, взаємини органів, поведінка організмів, пристосувальні зміни тощо.

Причини розвитку організму в онтогенезі є предметом докладного і інтенсивного вивчення эмбриологами, биохимиками, генетиками. Але всі ще створена загальна теорія онтогенезу і показано основні причини чинники, що визначають сувору упорядкованість процесу онтогенезу. Наявні результати дозволяють збагнути лише деякі окремі процеси, щоб забезпечити індивідуальне розвиток організму. Насамперед, що це стосується вивчення диференціації, тобто. освіти різноманітних, спеціалізованих до виконання певних функцій частин організму.

1.2.3.Популяционно-видовой рівень

Особи у природі не абсолютно ізольовані друг від друга, а об'єднані вищим рангом біологічної організації. Це - популяционно-видовой рівень. Він утворюється і тоді, де й коли відбувається об'єднання особин в популяції, а популяцій в види. Популяции - це сукупність особин жодного виду, які населяють певну територію, більш-менш ізольовану від сусідніх сукупностей тієї самої виду. Такі об'єднання характеризуються появою нових властивостей і особливості на живу природі, відмінних властивостей молекулярно-генетичного і онтогенетического рівнів.

Популяции й ті види, як і раніше, що складаються з багатьох особин, целостны. Але скількох їх цілісність виходить з інших засадах, ніж цілісність на молекулярно-генетичному і онтогенетическом рівнях. Цілісність популяцій і деяких видів забезпечується взаємодією особин в популяціях і відтворюється через обмін генетичним матеріалом у процесі статевого розмноження. Популяции й ті види як надиндивидуальные освіти здатні існувати протягом багато часу і до еволюційному розвитку. Життя окремої особини у своїй залежний від реальних процесів, що відбуваються в популяціях.

Популяции виступають як елементарні, далі неразложимые еволюційні одиниці, які становлять генетично відкриті системи (особини із різних популяцій іноді схрещуються і популяції обмінюються генетичної інформацією). На популяційно-видовому рівні особливу роль набувають процеси панмиксии (вільне схрещування) і між особами всередині популяції і виду. Види, завжди виступаючі як система популяцій, є найменшими, у природних умовах генетично закритими системами (схрещування осіб різних видів у природі в переважній більшості випадків не веде до появи плодючого нащадка). Усе це призводить до того, що популяції виявляються елементарними одиницями, а види – якісними етапами процесу еволюції.

Популяція – основна елементарна структура на популяційно-видовому рівні, а елементарне явище в таких межах – зміна генотипического складу популяції; елементарний матеріал в таких межах – мутації. У синтетичної теорії еволюції виділено елементарні чинники, які діють цьому рівні: мутаційний процес, популяційні хвилі, ізоляція і природний відбір. Кожен з цих чинників може надати ту чи іншу “тиск”, т. е. ступінь кількісного на популяцію, і залежно від рівня цього викликати зміни у генотипическом складі популяції.

Популяции і різноманітні види завжди перебувають у певної системно організованою природної середовищі, що включає у себе та біотичні і абіотичні чинники. Такі зовнішні для популяцій і деяких видів природні системи утворюють іще одна рівень організації живого - биогеоценотический.

1.2.4.Биогеоценотический рівень

Популяции різних видів взаємодіють між собою. У результаті взаємодії вони об'єднують у складні системи – біоценози.

Биоценоз – сукупність рослин, тварин, грибів і

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація