Biosfera i człowiek, struktura biosfery.

Biosfera to skorupa Ziemi zamieszkana przez organizmy żywe, znajdująca się pod ich wpływem i zajmowana przez produkty ich życiowej działalności; „film życia”; globalny ekosystem Ziemi.

Granice biosfery:

· Górna granica w atmosferze: 15-20 km. Decyduje o tym warstwa ozonowa, która blokuje krótkofalowe promieniowanie ultrafioletowe, szkodliwe dla organizmów żywych.

· Dolna granica w litosferze: 3,5-7,5 km. Decyduje o tym temperatura przejścia wody w parę wodną oraz temperatura denaturacji białek, jednak generalnie rozmieszczenie organizmów żywych ogranicza się do głębokości kilku metrów.

· Granica między atmosferą a litosferą w hydrosferze: 10-11 km. Wyznaczane przez dno Oceanu Światowego, w tym osady denne.

Człowiek jest także częścią biosfery; jego działalność przewyższa wiele naturalnych procesów. Ta stała zależność nazywana jest prawem bumerangu lub prawem sprzężenia zwrotnego interakcji człowiek-biosfera.

W celu skorygowania zachowań człowieka w stosunku do przyrody B. Commoner sformułował cztery prawa, które z punktu widzenia Reimersa

1 – wszystko jest połączone ze wszystkim

2 – wszystko musi się gdzieś znaleźć

3 – natura wie najlepiej

4 – nie ma nic za darmo

Struktura biosfery:

· Materia żywa – cały zespół organizmów żywych zamieszkujących Ziemię jest jednolity fizykochemicznie, niezależnie od ich systematycznej przynależności. Masa materii żywej jest stosunkowo niewielka i szacowana jest na 2,4...3,6 1012 ton (w suchej masie) i stanowi niespełna jedną milionową całej biosfery (ok. 3 1018 ton), co z kolei stanowi niecałe jedna tysięczna masy Ziemi. Jest to jednak „jedna z najpotężniejszych sił geochemicznych na naszej planecie”, ponieważ żywe organizmy nie tylko zamieszkują skorupę ziemską, ale także zmieniają wygląd Ziemi. Organizmy żywe zamieszkują powierzchnię Ziemi bardzo nierównomiernie. Ich rozmieszczenie zależy od szerokości geograficznej.

· Substancja biogenna to substancja wytwarzana i przetwarzana przez żywy organizm. Podczas ewolucji organicznej organizmy żywe przeszły przez swoje narządy, tkanki, komórki i krew tysiąc razy w większości atmosfery, całej objętości oceanów świata i ogromnej masie minerałów. Tę geologiczną rolę żywej materii można sobie wyobrazić na podstawie złóż węgla, ropy, skał węglanowych itp.

· Substancja obojętna – produkty powstałe bez udziału organizmów żywych.

· Substancja bioinertna to substancja powstająca jednocześnie w wyniku działania organizmów żywych i procesów obojętnych, reprezentująca układy dynamicznie równowagi obu. Są to gleba, muł, skorupa wietrzna itp. Organizmy odgrywają w nich wiodącą rolę.

· Substancja ulegająca rozpadowi radioaktywnemu.

· Rozproszone atomy, powstające w sposób ciągły z wszelkiego rodzaju materii ziemskiej pod wpływem promieniowania kosmicznego.

· Substancja pochodzenia kosmicznego.

Poziomy organizacji życia.

Poziomy organizacji życia to hierarchicznie podporządkowane poziomy organizacji biosystemów, odzwierciedlające poziomy ich złożoności. Najczęściej wyróżnia się siedem głównych poziomów strukturalnych życia: molekularny, komórkowy, narządowo-tkankowy, organizmowy, populacyjny-gatunkowy, biogeocenotyczny i biosferyczny. Zazwyczaj każdy z tych poziomów jest systemem podsystemów na niższym poziomie i podsystemem systemu na wyższym poziomie.

1) Molekularny poziom organizacji życia

Reprezentowany przez różne cząsteczki występujące w żywej komórce (łączenie cząsteczek w specjalne kompleksy, kodowanie i przekazywanie informacji genetycznej)

2) Tkankowy poziom organizacji życia

Poziom tkanki jest reprezentowany przez tkanki, które łączą komórki o określonej strukturze, rozmiarze, lokalizacji i podobnych funkcjach. Tkanki powstały podczas rozwoju historycznego wraz z wielokomórkowością. U zwierząt wyróżnia się kilka rodzajów tkanek (nabłonkowe, łączne, mięśniowe, nerwowe). W roślinach występują tkanki merystematyczne, ochronne, zasadowe i przewodzące. Na tym poziomie następuje specjalizacja komórek.

3) Poziom organowy organizacji życia

Poziom narządów jest reprezentowany przez narządy organizmów. U pierwotniaków trawienie, oddychanie, krążenie substancji, wydalanie, ruch i rozmnażanie odbywa się za pomocą różnych organelli. Bardziej zaawansowane organizmy mają układy narządów. U roślin i zwierząt narządy zbudowane są z różnej ilości tkanki.

4) Organizm (ontogenetyczny) poziom organizacji życia

Jest reprezentowany przez jednokomórkowe i wielokomórkowe organizmy roślin, zwierząt, grzybów i bakterii. Komórka jest głównym składnikiem strukturalnym organizmu.

5) Poziom organizacji życia populacyjno-gatunkowego

W przyrodzie jest reprezentowany przez ogromną różnorodność gatunków i ich populacji.

6) Biogeocenotyczny poziom organizacji życia

Jest reprezentowany przez różnorodne biogeocenozy naturalne i kulturowe we wszystkich środowiskach życia.

7) Poziom organizacji życia w biosferze

Reprezentowana jest przez najwyższą, globalną formę organizacji biosystemów – biosferę.

3. Występowanie i rola materii żywej na planecie.

Organizmy żywe regulują cykl substancji i służą jako potężny czynnik geologiczny, który kształtuje powierzchnię Ziemi.

Właściwości organizmów żywych

1. Metabolizm i energię z otoczeniem (główny znak istot żywych).

2. Drażliwość(zdolność reagowania na wpływy).

3. Reprodukcja(samoreprodukcja).

Poziomy organizacji materii żywej

1. Molekularny- to poziom złożonych substancji organicznych - białek i kwasów nukleinowych. Na tym poziomie są chemiczne reakcje metaboliczne(glikoliza, przejście itp.), ale samych cząsteczek nie można jeszcze uznać za żywe.

2. Komórkowy. Na tym poziomie jest życie, ponieważ komórka jest minimalną jednostką posiadającą wszystkie właściwości żywej istoty.

3. Tkanka narządowa- charakterystyczne tylko dla organizmów wielokomórkowych.

4. Organiczne- dzięki regulacji neurohumoralnej i metabolizmowi na tym poziomie jest on realizowany homeostaza, tj. utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu.

5. Gatunki populacyjne. Na tym poziomie to się zdarza ewolucja, tj. zmiany w organizmach związane z ich adaptacją do środowiska pod wpływem doboru naturalnego. Najmniejszą jednostką ewolucji jest populacja.

6. Biogeocenotyka(zespół populacji różnych gatunków powiązanych ze sobą i otaczającą przyrodą nieożywioną). Na tym poziomie to się zdarza

• obieg substancji i konwersja energii, I
• samoregulacja, dzięki czemu zachowana jest stabilność ekosystemów i biogeocenoz.

7. Biosfera. Na tym poziomie to się zdarza

• cykl globalny substancji i konwersji energii, I
• wzajemne oddziaływanie materii ożywionej i nieożywionej planety.

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakich poziomach organizacji życia badają znaczenie fotosyntezy w przyrodzie?
1) biosfera
2) komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) molekularny
5) tkanka-narząd

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Na jakim poziomie organizacji przyrody żywej jest zbiór populacji różnych gatunków powiązanych ze sobą i otaczającą przyrodą nieożywioną
1) organizmowe
2) gatunek-populacyjny
3) biogeocenotyczny
4) biosfera

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Mutacje genów zachodzą na poziomie organizacji istot żywych
1) organizmowe
2) komórkowy
3) gatunek
4) molekularny

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Elementarna struktura, na poziomie której w przyrodzie objawia się działanie doboru naturalnego
1) organizm
2) biocenoza
3) widok
4) ludność

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie znaki są podobne dla żywych i nieożywionych obiektów natury?
1) struktura komórkowa
2) zmiana temperatury ciała
3) dziedziczność
4) drażliwość
5) ruch w przestrzeni

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakich poziomach organizacji istot żywych bada się charakterystykę reakcji fotosyntezy u roślin wyższych?
1) biosfera
2) komórkowy
3) gatunek-populacyjny
4) molekularny
5) ekosystem

Odpowiedź

Poniżej znajduje się lista pojęć. Wszystkie, z wyjątkiem dwóch, są poziomami organizacji istot żywych. Znajdź dwa pojęcia, które „wypadają” z szeregu ogólnego i zapisz liczby, pod którymi są oznaczone.
1) biosfera
2) genetyczne
3) gatunek-populacyjny
4) biogeocenotyczny
5) biogenny

Odpowiedź

1. Ustal kolejność, w jakiej znajdują się poziomy organizacji żywych istot. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) populacja
2) komórkowy
3) gatunek
4) biogeocenotyczny
5) genetyka molekularna
6) organizmowe

Odpowiedź

2. Ustal sekwencję rosnącej złożoności poziomów organizacji istot żywych. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) biosfera
2) komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) organizmowe
5) gatunek-populacyjny

Odpowiedź

3. Ułóż w odpowiedniej kolejności poziomy organizacji życia, zaczynając od najmniejszego.
1) biocenoza
2) populacja
3) neuron
4) organizm wielokomórkowy
5) biosfera

Odpowiedź

1. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Poziom organizacji komórkowej pokrywa się z poziomem organizmu
1) bakteriofagi
2) ameba czerwonkowa
3) wirus polio
4) dziki królik
5) zielona euglena

Odpowiedź

2. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Odpowiadają one jednocześnie komórkowemu i organizmowemu poziomowi organizacji życia.
1) hydra słodkowodna
2) spirogyra
3) ulotrix
4) ameba czerwonkowa
5) sinice

Odpowiedź

3. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi. Które organizmy mają ten sam poziom życia komórkowego i organizmu?
1) bakterie siarkowe
2) penicillium
3) chlamydomony
4) pszenica
5) hydra

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jedna pospolita ameba znajduje się jednocześnie na:
1) Molekularny poziom organizacji życia
2) Poziom organizacji życia populacyjno-gatunkowego
3) Komórkowy poziom organizacji życia
4) Tkankowy poziom organizacji życia
5) Organiczny poziom organizacji życia

Odpowiedź

1. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Istoty ożywione różnią się od istot nieożywionych
1) zdolność do zmiany właściwości obiektu pod wpływem środowiska
2) zdolność do uczestniczenia w cyklu substancji
3) zdolność do reprodukcji własnego rodzaju
4) zmieniać wielkość obiektu pod wpływem otoczenia
5) możliwość zmiany właściwości innych obiektów

Odpowiedź

2. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie cechy są charakterystyczne dla materii żywej?
1) wysokość
2) ruch
3) samoreprodukcja
4) rytmiczność
5) dziedziczność

Odpowiedź

3. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Charakterystyka wszystkich organizmów żywych
1) powstawanie substancji organicznych z nieorganicznych
2) pobieranie składników mineralnych rozpuszczonych w wodzie z gleby
3) aktywny ruch w przestrzeni
4) oddychanie, odżywianie, rozmnażanie
5) drażliwość

Odpowiedź

4. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie cechy są charakterystyczne tylko dla systemów żywych?
1) zdolność poruszania się
2) metabolizm i energia
3) zależność od wahań temperatury
4) wzrost, rozwój i zdolność do reprodukcji
5) stabilność i stosunkowo słaba zmienność

Odpowiedź

Ustal zgodność między poziomami organizacji istot żywych a ich cechami i zjawiskami: 1) biocenozą, 2) biosferą. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) procesy obejmują całą planetę
B) symbioza
B) międzygatunkowa walka o byt
D) transfer energii od producentów do odbiorców
D) odparowanie wody
E) sukcesja (zmiana zbiorowisk naturalnych)

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Ontogeneza, metabolizm, homeostaza, reprodukcja zachodzą na… poziomach organizacji.
1) komórkowy
2) molekularny
3) organizmowe
4) organy
5) tkanina

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Na poziomie populacji i gatunku organizacja życia jest taka
1) ryba z jeziora Bajkał
2) ptaki Arktyki
3) Tygrysy amurskie z Kraju Nadmorskiego w Rosji
4) wróble miejskie Parku Kultury i Wypoczynku
5) cyce Europy

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Które poziomy organizacji życia są ponadgatunkowe?
1) gatunek-populacyjny
2) organoidowo-komórkowy
3) biogeocenotyczny
4) biosfera
5) genetyka molekularna

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Odpowiada poziomowi komórkowej organizacji życia
1) chlamydomony
2) bakterie siarkowe
3) bakteriofag
4) wodorosty
5) porosty

Odpowiedź

Wybierz dwie opcje. Wymiana energii u ameby zwyczajnej zachodzi na poziomie organizacji żywych istot.
1) komórkowy
2) biosfera
3) organizmowe
4) biogeocenotyczny
5) gatunek-populacyjny

Odpowiedź

Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Na jakim poziomie organizacji zachodzą procesy takie jak drażliwość i metabolizm?
1) gatunek-populacyjny
2) organizmowe
3) genetyka molekularna
4) biogeocenotyczny
5) komórkowy

Odpowiedź

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Istnieją takie poziomy organizacji żywej materii - poziomy organizacji biologicznej: molekularny, komórkowy, tkankowy, narządowy, organizmowy, populacyjny-gatunkowy i ekosystemowy.

Molekularny poziom organizacji- to poziom funkcjonowania makrocząsteczek biologicznych - biopolimerów: kwasów nukleinowych, białek, polisacharydów, lipidów, steroidów. Na tym poziomie rozpoczynają się najważniejsze procesy życiowe: metabolizm, konwersja energii, przekazywanie informacji dziedzicznej. Na tym poziomie bada się: biochemię, genetykę molekularną, biologię molekularną, genetykę, biofizykę.

Jest to poziom komórek (komórki bakterii, sinic, zwierząt jednokomórkowych i glonów, grzybów jednokomórkowych, komórek organizmów wielokomórkowych). Komórka jest jednostką strukturalną istot żywych, jednostką funkcjonalną, jednostką rozwoju. Poziom ten bada się za pomocą cytologii, cytochemii, cytogenetyki i mikrobiologii.

Poziom organizacji tkankowej- jest to poziom, na którym bada się strukturę i funkcjonowanie tkanek. Poziom ten jest badany przez histologię i histochemię.

Poziom organizacji- To jest poziom narządów organizmów wielokomórkowych. Anatomia, fizjologia i embriologia badają ten poziom.

Organiczny poziom organizacji- jest to poziom organizmów jednokomórkowych, kolonialnych i wielokomórkowych. Specyfika poziomu organizmu polega na tym, że na tym poziomie następuje dekodowanie i wdrażanie informacji genetycznej, kształtowanie się cech właściwych osobnikom danego gatunku. Poziom ten jest badany przez morfologię (anatomię i embriologię), fizjologię, genetykę i paleontologię.

Poziom populacji i gatunku- jest to poziom agregatów jednostek - populacji i gatunków. Poziom ten jest badany przez systematykę, taksonomię, ekologię, biogeografię i genetykę populacyjną. Na tym poziomie badane są cechy genetyczne i ekologiczne populacji, elementarne czynniki ewolucyjne i ich wpływ na pulę genową (mikroewolucja) oraz problematykę ochrony gatunków.

Poziom organizacji ekosystemu- jest to poziom mikroekosystemów, mezoekosystemów, makroekosystemów. Na tym poziomie badane są rodzaje odżywiania, rodzaje relacji między organizmami i populacjami w ekosystemie, wielkość populacji, dynamika populacji, gęstość zaludnienia, produktywność ekosystemu i sukcesja. Na tym poziomie studiuje się ekologię.

Również wyróżniony poziom organizacji biosferyżywa materia. Biosfera to gigantyczny ekosystem zajmujący część geograficznej otoczki Ziemi. To mega ekosystem. W biosferze następuje obieg substancji i pierwiastków chemicznych, a także przemiana energii słonecznej.

Najtrudniejszą rzeczą w życiu jest prostota.

A. Koni

SKŁAD ELEMENTALNY ORGANIZMÓW

Molekularny poziom organizacji życia

- Jest to poziom organizacji, o którego właściwościach decydują pierwiastki i cząsteczki chemiczne oraz ich udział w procesach przemian substancji, energii i informacji. Zastosowanie podejścia strukturalno-funkcjonalnego do zrozumienia życia na tym poziomie organizacji pozwala zidentyfikować główne elementy strukturalne i procesy, które determinują porządek strukturalny i funkcjonalny tego poziomu.

Organizacja strukturalna na poziomie molekularnym. Elementarnymi elementami strukturalnymi molekularnego poziomu organizacji życia są: pierwiastki chemiczne jako odrębne typy atomów, niepołączone ze sobą i posiadające własne specyficzne właściwości. Rozkład pierwiastków chemicznych w biosystemach jest ściśle określony przez te właściwości i zależy przede wszystkim od wielkości ładunku jądrowego. Nauka badająca rozmieszczenie pierwiastków chemicznych i ich znaczenie dla układów biologicznych nazywa się biogeochemia. Założycielem tej nauki był genialny ukraiński naukowiec V.I. Vernadsky, który odkrył i wyjaśnił związek między przyrodą żywą i przyrodą nieożywioną poprzez biogeniczny przepływ atomów i cząsteczek w realizacji ich podstawowych funkcji życiowych.

Pierwiastki chemiczne łączą się ze sobą, tworząc wybaczył złożone związki nieorganiczne, które wraz z substancjami organicznymi stanowią molekularne składniki molekularnego poziomu organizacji. Substancje proste (tlen, azot, metale itp.) powstają z chemicznie połączonych atomów tego samego pierwiastka, natomiast substancje złożone (kwasy, sole itp.) składają się z atomów różnych pierwiastków chemicznych.

Z prostych i złożonych substancji nieorganicznych powstają w układach biologicznych połączenia pośrednie(na przykład octan, ketokwasy), które tworzą proste substancje organiczne lub małe biomolekuły. Są to przede wszystkim cztery klasy cząsteczek – kwasy tłuszczowe, monosacharydy, aminokwasy i nukleotydy. nazywane są cegiełkami, ponieważ służą do budowy cząsteczek kolejnego hierarchicznego podpoziomu. Proste biomolekuły strukturalne łączą się ze sobą różnymi wiązaniami kowalencyjnymi, tworząc makrocząsteczki. Należą do nich tak ważne klasy, jak lipidy, białka, oligo- i polisacharydy oraz kwasy nukleinowe.

W układach biologicznych makrocząsteczki można łączyć poprzez oddziaływania niekowalencyjne kompleksy supramolekularne. Nazywa się je również kompleksami międzycząsteczkowymi, zespołami molekularnymi lub złożonymi biopolimerami (na przykład złożonymi enzymami, złożonymi białkami). Na najwyższym, już komórkowym poziomie organizacji, kompleksy supramolekularne łączą się z tworzeniem organelli komórkowych.

Zatem poziom molekularny charakteryzuje się pewną strukturalną hierarchią organizacji molekularnej: pierwiastki chemiczne - proste i złożone związki nieorganiczne - półprodukty - małe cząsteczki organiczne - makrocząsteczki - kompleksy supramolekularne.

Molekularny poziom organizacji życia
Główne składowe determinujące przestrzeń (strukturalny) porządek	Główne procesy determinujące czas (funkcjonalny) porządek
1. Elementarne składniki chemiczne: Organogeny; Makroelementy; Mikroelementy; Ultramikroelementy. 2. Molekularne składniki chemiczne: Proste cząsteczki nieorganiczne (02 Ν2, metale) Złożone cząsteczki nieorganiczne (woda, sole, kwasy, zasady, tlenki itp.), Małe cząsteczki organiczne (kwasy tłuszczowe, aminokwasy, monosacharydy, nukleotydy) Makrocząsteczki (lipidy, białka, oligo- i polisacharydy, kwasy nukleinowe) Kompleksy supramolekularne.	1. Procesy przemian substancji. 2. Procesy konwersji energii. 3. Procesy transformacji informacji dziedzicznej

Organizacja funkcjonalna na poziomie molekularnym . Na molekularnym poziomie organizacji żywej przyrody łączy się także ogromna liczba różnych reakcji chemicznych, które determinują jej porządek w czasie. Reakcje chemiczne to zjawiska, podczas których pewne substancje posiadające określony skład i właściwości ulegają przemianie w inne substancje - o innym składzie i innych właściwościach. reakcje pomiędzy pierwiastkami i substancjami nieorganicznymi nie są specyficzne dla istot żywych; specyficzny dla życia jest pewien porządek tych reakcji, ich kolejność i połączenie w integralny system. Istnieją różne klasyfikacje reakcji chemicznych. Na podstawie zmian ilości substancji wyjściowej i końcowej wyróżnia się 4 rodzaje reakcji: wiadomości, rozkład, wymiana I podstawienia. W zależności od zużycia energii przydzielają egzotermiczny(wydziela się energia) i endotermiczny(energia jest pochłaniana). Związki organiczne są również zdolne do różnych przemian chemicznych, które mogą zachodzić albo bez zmian w szkielecie węglowym, albo ze zmianami. Reakcje bez zmiany szkieletu węglowego to reakcje podstawienia, addycji, eliminacji, izomeryzacji. DO reakcje ze zmianami w szkielecie węglowym Reakcje obejmują wydłużanie łańcucha, skracanie łańcucha, izomeryzację łańcucha, cyklizację łańcucha, otwieranie pierścienia, kurczenie się i rozszerzanie pierścienia. Zdecydowana większość reakcji zachodzących w biosystemach ma charakter enzymatyczny i tworzy zestaw zwany metabolizmem. Główne typy reakcji enzymatycznych redoks, transfer, hydroliza, rozkład niehydrolityczny, izomeryzacja i synteza. W układach biologicznych reakcje polimeryzacji, kondensacji, syntezy matrycy, hydrolizy, katalizy biologicznej itp. mogą również zachodzić pomiędzy cząsteczkami organicznymi. Większość reakcji między związkami organicznymi jest specyficzna dla przyrody ożywionej i nie może zachodzić w przyrodzie nieożywionej.

Nauki badające poziom molekularny. Głównymi naukami badającymi poziom molekularny są biochemia i biologia molekularna. Biochemia jest nauką o istocie zjawisk życiowych, której podstawą jest metabolizm, a uwaga biologii molekularnej, w przeciwieństwie do biochemii, skupia się przede wszystkim na badaniu struktury i funkcji białek

Biochemia - nauka badająca skład chemiczny organizmów, budowę, właściwości, znaczenie występujących w nich związków chemicznych oraz ich przemiany w procesie metabolizmu. Termin „biochemia” został po raz pierwszy zaproponowany w 1882 r., jednak uważa się, że zyskał szerokie zastosowanie po pracach niemieckiego chemika K. Neuberga w 1903 r. Biochemia jako samodzielna nauka ukształtowała się w drugiej połowie XIX wieku. dzięki działalności naukowej takich znanych biochemików jak A. M. Butlerov, F. Wehler, F. Misherom, A. Ya. Danilevsky, J. Liebig, L. Pasteur, E. Buchner, K. A. Timiryazev, M. I. Lunin i inni Współczesna biochemia wraz z biologią molekularną, chemią bioorganiczną, biofizyką, mikrobiologią tworzą jeden zespół powiązanych ze sobą nauk - biologii fizycznej i chemicznej, która bada fizyczne i chemiczne podstawy materii żywej. Jednym z ogólnych zadań biochemii jest ustalenie mechanizmów funkcjonowania biosystemów i regulacji aktywności komórek, które zapewniają jedność metabolizmu i energii w organizmie.

Biologia molekularna - nauka badająca procesy biologiczne na poziomie kwasów nukleinowych i białek oraz ich struktur supramolekularnych. Za datę powstania biologii molekularnej jako samodzielnej nauki przyjmuje się rok 1953, kiedy to F. Crick i J. Watson na podstawie danych biochemicznych i analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich zaproponowali model trójwymiarowej struktury DNA, który nazwano podwójną helisą. Najważniejszymi gałęziami tej nauki są genetyka molekularna, wirusologia molekularna, enzymologia, bioenergetyka, immunologia molekularna i biologia rozwoju molekularnego. Do podstawowych zadań biologii molekularnej należy ustalanie mechanizmów molekularnych podstawowych procesów biologicznych, determinowanych właściwościami strukturalnymi i funkcjonalnymi oraz oddziaływaniami kwasów nukleinowych i białek, a także badanie mechanizmów regulacyjnych tych procesów.

Metody badania życia na poziomie molekularnym powstały głównie w XX wieku. Najczęstsze z nich to chromatografia, ultrawirowanie, elektroforeza, analiza dyfrakcji rentgenowskiej, fotometria, analiza spektralna, metoda znakowanych atomów itd.

Mikroskop odsłonił przed nami wiele tajemnic – niewidzialne cząstki, które żyły w organizmie, zobacz innych.

Łomonosow

ORGANIZACJA KOMÓREK

Komórkowy poziom organizacji życia

Komórkowy poziom życia- jest to poziom organizacji, o którego właściwościach decydują komórki wraz z ich składnikami składowymi oraz ich udział w procesach transformacji substancji, energii i informacji.

Komórka to układ biologiczny posiadający charakterystyczne cechy budowy, funkcji i właściwości.

Organizacja strukturalna. Komórka jest podstawową jednostką strukturalną organizmów kolonialnych i wielokomórkowych, a u organizmów jednokomórkowych jest jednocześnie niezależnym organizmem integralnym. Głównymi częściami strukturalnymi komórki są aparat powierzchniowy, cytoplazma i jądro (nukleoid u organizmów prokariotycznych), zbudowane na określonych podsystemach i elementach, którymi są organelle. Istnieją dwa typy organizacji komórek - prokariotyczne i eukariotyczne. Podstawowym poziomem organizacji komórek jest poziom molekularny.

Organizacja funkcjonalna. Aby przetrwać, komórki muszą: a) otrzymywać energię ze środowiska i przekształcać ją do potrzebnej postaci; b) selektywnie przepuszczać, przenosić i usuwać substancje; c) przechowywać, wdrażać i przekazywać informację genetyczną następnemu pokoleniu; d) stale utrzymywać reakcje chemiczne niezbędne do utrzymania równowagi wewnętrznej; e) rozpoznawać sygnały otoczenia i reagować na nie w określony sposób; f) tworzą nowe cząsteczki i struktury w celu zastąpienia tych, których żywotność dobiegła końca.

Każda żywa komórka to system, który przetwarza docierające do niej substancje, energię i informacje, zapewniając w ten sposób procesy życiowe organizmu. Komórka jest jednostką funkcjonalną realizującą takie funkcje jak wsparcie, ruch, odżywianie, oddychanie, krążenie krwi, wydzieliny, rozmnażanie, ruch, regulacja procesów itp. Komórki organizmów jednokomórkowych pełnią wszystkie te istotne funkcje, a większość komórek organizmu wielokomórkowego specjalizuje się w wykonywaniu jednej głównej funkcji życiowej. Ale w obu przypadkach każda funkcja komórki jest konsekwencją skoordynowanej pracy wszystkich jej elementów. Organizacja i funkcjonowanie wszystkich składników komórki są związane przede wszystkim z błonami biologicznymi. Zewnętrzne relacje między komórkami są utrzymywane poprzez uwalnianie substancji chemicznych i nawiązywanie kontaktów; wewnętrzne relacje między elementami komórki zapewniają hialoplazma.

Nieruchomości . Komórka jest elementarnym biosystemem, ponieważ na poziomie komórkowym manifestują się wszystkie właściwości życia. Główne właściwości komórki to otwartość, metabolizm, hierarchia, integralność, samoregulacja, samoodnowa, samoreprodukcja, rytm itp. Właściwości te są zdeterminowane strukturalną i funkcjonalną organizacją biomembran, cytoplazmy i jądra.