"Biosfäär ja tsivilisatsioon" – abiootilised tegurid. Ökoloogia põhimõisted. Keskkonnategur. Taimtoidulised. Ameerika teadlane. Raamat V.I. Vernadski "Biosfäär". Inimtegevus. Kasvuhooneefekt. Ökoloogiline nišš. Piiravad tegurid. Biosfääri alumine piir. Liigne vesi. Edward Suess. Autotroofid. Antropogeenne tegur. Vee tarbimine. Rahvastiku kasv. Vaate asend ruumis. Kompenseerivad omadused.
"Biosfääri mõiste" - Inimese reaktsioonid muutustele biosfääris. Malaaria. Biosfääri evolutsioon. Elusaine biosfääris. Filmid elust ookeanis. Jean-Baptiste Lamarcki portree. Sargassumi vetikad. Kuidas filosoofid noosfääri esindavad. Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete lagunemine. Näide inimese ebaõnnestunud sekkumisest. Noosfäär. Elusorganismid. Spetsiaalne keemiline koostis. Lämmastiku tsükkel. Biosfääri koostis. Riftia. Anaeroobsed bakterid.
"Biosfäär kui globaalne ökosüsteem" – Biosfäär kui globaalne biosüsteem ja ökosüsteem. Elutu loodus. Organismide elukeskkond Maal. Inimene kui biosfääri elanik. Maa kest. Bioloogiline tsirkulatsioon. Keskkonnategurid. Elusorganismid. Isik. Biosfäär kui globaalne biosüsteem. Elusaine biosfääri taseme tunnused.
"Biosfäär on Maa elav kest" – elutu loodus. Meie planeedi iidsete elanike välimus. Elusorganismid. Kivid. Taimkate. Kuumus. Biosfäär. Maa. Rohelised taimed. Olendid.
"Biosfääri koostis ja struktuur" - Biosfääri piirid. Evolutsiooniline seisund. Vernadski. Piirav tegur. Hüdrosfäär. Maapealne kest. Elav aine. Litosfäär. Osoonikiht. Noosfäär. Biosfääri struktuur. Biosfäär. Atmosfäär.
"Biosfääri uurimine" – taimede bakterid, eosed ja õietolm. Interaktsioon. Elu päritolu Maal. Mis on planeedi Maa ligikaudne vanus? Elujõulisus. Kõik organismid on ühendatud 4 eluslooduse kuningriiki. Organismide mitmekesisus. 40 tuhat. aastat tagasi ilmus moodne inimene. Mitu tüüpi seeni on olemas. Biosfääri piirid. Testige ennast. Mis varustab biosfääri hüdrosfääri. Mäng "Biosfäär". Organismide mitmekesisus Maal.
MBOU Yasnogorskaya keskkool
Bioloogia
10 A klass
Õpik
Teema:
Sihtmärk:
Ülesanded:
Varustus:
Tundide ajal:
Slaid 1
1.
Arutelu probleemide üle (slaid number 2)
1. Mis on noosfäär?
2. Uue materjali õppimine
Tunniplaan:
3. Struktuurielemendid.
4. Põhiprotsessid.
5. Organisatsiooni tunnused.
3. Ankurdamine
Õpetaja teeb kokkuvõtte:
Küsimused
D / z. par.13. küsimused.
Sõnumite ettevalmistamine:
4.organismide elukeskkond
5 keskkonnategurit
6. Abiootilised tegurid
7. Biootilised tegurid
8. Antropogeensed tegurid
MBOU Yasnogorskaya keskkool
Beketova Nurzija Falyakhetdinovna
Bioloogia
10 A klass
Üldharidusasutuste algtaseme programm
Õpik Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshchilina T.E., Izhevsky P.V. Üldbioloogia
Teema: Elusaine biosfäärilise organiseerituse tunnused ja roll elu tagamisel Maal.
Sihtmärk: võtta kokku teave Maa globaalsest ökosüsteemist - biosfäärist, elusaine organiseerumistaseme biosfääri iseärasustest ja rollist elu tagamisel Maal;
Ülesanded:
1. Kontrollida oskust rakendada organisatsiooni biosfääri tasandi kohta omandatud teadmisi olukordade põhjendamiseks, väljendada ja teaduslikult põhjendada oma seisukohta;
2. Jätkata üldhariduslike oskuste arendamist (tõsta esile peamine, luua põhjus-tagajärg seosed, töötada skeemidega, kindlaks teha väidete õigsus ning objektide ja nähtuste järjestus);
3. Kujundada tunnetuslikku huvi aine vastu, arendada suhtlemist ja grupitöö tegemise oskust;
4. Objektiivselt hinnata kooliõpilaste teadmiste ja oskuste taset vastavalt uuritud jaotisele "Elukorralduse biosfääri tase"
Varustus: tabel "Biosfäär ja selle piirid", esitlus.
Tundide ajal:
Slaid 1
1. Teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine
Arutelu probleemide üle (slaid number 2)
1. Mis on noosfäär?
2. Kes on noosfääri rajaja?
3. Mis hetkest (teie arvates) hakkas inimene biosfääri (negatiivselt) mõjutama?
4. Mis juhtub, kui biosfääri võimekuse ülempiir ületatakse?
5. Too näiteid ühiskonna mõjust loodusele, mis läbib positiivse tagasiside kanaleid. Mida sa sellest arvad?
2. Uue materjali õppimine
Tunniplaan:
1. Biosfääri tasandi tunnused.
2. Biosfääri tasandi tunnused.
3. Struktuurielemendid.
4. Põhiprotsessid.
5. Organisatsiooni tunnused.
6. Biosfääri tasandi tähendus.
3. Ankurdamine
Õpetaja teeb kokkuvõtte:
Biosfääri elatustaset iseloomustavad erilised omadused, keerukuse aste ja organiseerituse mustrid; see hõlmab elusorganisme ja nende moodustatavaid looduslikke kooslusi, geograafilisi ümbriseid ja inimtekkelisi tegevusi. Biosfääri tasandil toimuvad väga olulised globaalsed protsessid, mis annavad võimaluse Maal elu eksisteerimiseks: hapniku teke, päikeseenergia neeldumine ja muundumine, gaasi konstantse koostise säilitamine, biokeemiliste tsüklite elluviimine ja energiavoog, liikide ja ökosüsteemide bioloogilise mitmekesisuse areng. Eluvormide mitmekesisus Maal tagab biosfääri stabiilsuse, selle terviklikkuse ja ühtsuse. Elu põhistrateegiaks biosfääri tasandil on elusaine vormide mitmekesisuse ja elu lõpmatuse säilitamine, biosfääri dünaamilise stabiilsuse tagamine.
4. Teadmiste kokkuvõte ja kontroll
Kooliõpilased on oodatud selles rubriigis oma teadmisi ja oskusi proovile panema.
Küsimused
1. Teate, et elusolendite biosfääriline organiseerituse tase on kõrgeim ja kõige keerulisem. Loetlege biosfääri tasandi elukorralduse madalamad tasemed nende keerukuse järjekorras.
2. Nimeta märgid, mis võimaldavad iseloomustada biosfääri kui elukorralduse struktuurset tasandit.
3. Millised on peamised komponendid, mis moodustavad biosfääri struktuuri?
4. Nimeta peamised biosfäärile omased protsessid.
5. Miks on inimese majanduslik ja etnokultuuriline tegevus seotud peamiste protsessidega biosfääris?
6. Millised nähtused korraldavad biosfääri stabiilsust ehk juhivad selles toimuvaid protsesse?
7. Teadmised sellest, mis on lisaks struktuurile, protsessidele ja korraldusele vajalik biosfääri struktuuri täielikuks mõistmiseks?
8. Sõnasta üldine järeldus Maa elukorralduse biosfäärilise taseme tähtsusest.
D / z. par.13. küsimused.
Sõnumite ettevalmistamine:
1. inimene kui biosfääri tegur.
2.Teaduslikud alused biosfääri säilitamiseks
3. Säästva arengu eesmärgid
4.organismide elukeskkond
5 keskkonnategurit
6. Abiootilised tegurid
7. Biootilised tegurid
8. Antropogeensed tegurid
Üldharidusasutuste algtaseme programm
Õpik Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Loshchilina T.E., Izhevsky P.V. Üldbioloogia
Teema: Elusaine biosfäärilise organiseerituse tunnused ja roll elu tagamisel Maal.
Sihtmärk: võtta kokku teave Maa globaalsest ökosüsteemist - biosfäärist, elusaine organiseerumistaseme biosfääri iseärasustest ja rollist elu tagamisel Maal;
Ülesanded:
1. Kontrollida oskust rakendada organisatsiooni biosfääri tasandi kohta omandatud teadmisi olukordade põhjendamiseks, väljendada ja teaduslikult põhjendada oma seisukohta;
2. Jätkata üldhariduslike oskuste arendamist (tõsta esile peamine, luua põhjus-tagajärg seosed, töötada skeemidega, kindlaks teha väidete õigsus ning objektide ja nähtuste järjestus);
3. Kujundada tunnetuslikku huvi aine vastu, arendada suhtlemist ja grupitöö tegemise oskust;
4. Objektiivselt hinnata kooliõpilaste teadmiste ja oskuste taset vastavalt uuritud jaotisele "Elukorralduse biosfääri tase"
Varustus: tabel "Biosfäär ja selle piirid", esitlus.
gi1 kuni Ȯ argin-left: 36,0pt; veeris-alumine: 0,0001pt; teksti joondus: joondus; teksti taane: -18,0pt; rea kõrgus: tavaline; mso-loend: l0 tase1 lfo1 ">
Objektiivselt hinnata kooliõpilaste teadmiste ja oskuste taset vastavalt uuritud jaotisele "Elukorralduse biosfääri tase"
Varustus: tabel "Biosfäär ja selle piirid", esitlus.
Tundide ajal:
Slaid 1
1. Teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine
Arutelu probleemide üle (slaid number 2)
1. Mis on noosfäär?
2. Kes on noosfääri rajaja?
3. Mis hetkest (teie arvates) hakkas inimene biosfääri (negatiivselt) mõjutama?
4. Mis juhtub, kui biosfääri võimekuse ülempiir ületatakse?
5. Too näiteid ühiskonna mõjust loodusele, mis läbib positiivse tagasiside kanaleid. Mida sa sellest arvad?
2. Uue materjali õppimine
Tunniplaan:
1. Biosfääri tasandi tunnused.
2. Biosfääri tasandi tunnused.
3. Struktuurielemendid.
4. Põhiprotsessid.
5. Organisatsiooni tunnused.
6. Biosfääri tasandi tähendus.
3. Ankurdamine
Õpetaja teeb kokkuvõtte:
Biosfääri elatustaset iseloomustavad erilised omadused, keerukuse aste ja organiseerituse mustrid; see hõlmab elusorganisme ja nende moodustatavaid looduslikke kooslusi, geograafilisi ümbriseid ja inimtekkelisi tegevusi. Biosfääri tasandil toimuvad väga olulised globaalsed protsessid, mis annavad võimaluse Maal elu eksisteerimiseks: hapniku teke, päikeseenergia neeldumine ja muundumine, gaasi konstantse koostise säilitamine, biokeemiliste tsüklite elluviimine ja energiavoog, liikide ja ökosüsteemide bioloogilise mitmekesisuse areng. Eluvormide mitmekesisus Maal tagab biosfääri stabiilsuse, selle terviklikkuse ja ühtsuse. Elu põhistrateegiaks biosfääri tasandil on elusaine vormide mitmekesisuse ja elu lõpmatuse säilitamine, biosfääri dünaamilise stabiilsuse tagamine.
4. Teadmiste kokkuvõte ja kontroll
Kooliõpilased on oodatud selles rubriigis oma teadmisi ja oskusi proovile panema.
Küsimused
1. Teate, et elusolendite biosfääriline organiseerituse tase on kõrgeim ja kõige keerulisem. Loetlege biosfääri tasandi elukorralduse madalamad tasemed nende keerukuse järjekorras.
2. Nimeta märgid, mis võimaldavad iseloomustada biosfääri kui elukorralduse struktuurset tasandit.
3. Millised on peamised komponendid, mis moodustavad biosfääri struktuuri?
4. Nimeta peamised biosfäärile omased protsessid.
5. Miks on inimese majanduslik ja etnokultuuriline tegevus seotud peamiste protsessidega biosfääris?
6. Millised nähtused korraldavad biosfääri stabiilsust ehk juhivad selles toimuvaid protsesse?
7. Teadmised sellest, mis on lisaks struktuurile, protsessidele ja korraldusele vajalik biosfääri struktuuri täielikuks mõistmiseks?
8. Sõnasta üldine järeldus Maa elukorralduse biosfäärilise taseme tähtsusest.
D / z. par.13. küsimused.
Sõnumite ettevalmistamine:
1. inimene kui biosfääri tegur.
2.Teaduslikud alused biosfääri säilitamiseks
3. Säästva arengu eesmärgid
4.organismide elukeskkond
5 keskkonnategurit
6. Abiootilised tegurid
7. Biootilised tegurid
8. Antropogeensed tegurid
Naturalistlik bioloogia Aristoteles: - Jagas loomariigi kahte rühma: verega ja vereta. - Inimene vereloomade tipus (antropotsentrism). K. Linnaeus: -töötas välja kõigi loomade ja taimede harmoonilise hierarhia (liik - perekond - irdumine - klass), -võtis kasutusele täpse terminoloogia taimede ja loomade kirjeldamiseks.
Evolutsioonibioloogia Küsimus elu tekkest ja olemusest. J. B. Lamarck pakkus 1809. aastal välja J. Cuvier esimese evolutsiooniteooria – katastroofide teooria. C. Darwini evolutsiooniteooria 1859. aastal evolutsiooniteooria 1859. aastal Kaasaegne (sünteetiline) evolutsiooniteooria (esindab geneetika ja darvinismi sünteesi).
Molekulaargeneetiline tase Organismide elutähtsate protsesside aluseks olevate biopolümeeride (valgud, nukleiinhapped, polüsahhariidid) jne funktsioneerimise tase. Elementaarne struktuuriüksus – geen Päriliku informatsiooni kandjaks on DNA molekul.
Nukleiinhapped Komplekssed orgaanilised ühendid, mis on fosforit sisaldavad biopolümeerid (polünukleotiidid). Tüübid: desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA). Keha geneetiline informatsioon on talletatud DNA molekulidesse. Neil on molekulaarse dissümmeetria (asümmeetria) ehk molekulaarse kiraalsuse omadus – nad on optiliselt aktiivsed.
DNA koosneb kahest ahelast, mis on keerdunud topeltheeliksiks. RNA sisaldab 4-6 tuhat üksikut nukleotiidi, DNA - tuhandeid. Geen on DNA või RNA molekuli osa.
Raku tasand Sellel tasandil toimub elutähtsate protsesside ruumiline piiritlemine ja järjestamine, mis on tingitud funktsioonide jaotusest konkreetsete struktuuride vahel. Kõigi elusorganismide peamine struktuurne ja funktsionaalne üksus on rakk. Sellest organiseerituse tasemest sai alguse meie planeedi elulugu.
Kõik elusorganismid koosnevad rakkudest ja nende jääkainetest. Uued rakud moodustuvad olemasolevate rakkude jagamisel. Kõik rakud on keemilise koostise ja ainevahetuse poolest sarnased. Organismi kui terviku tegevus koosneb üksikute rakkude tegevusest ja vastasmõjust.
1830. aastatel. raku tuum avastati ja kirjeldati. Kõik rakud koosnevad: 1) plasmamembraanist, mis juhib ainete ülekandumist keskkonnast rakku ja vastupidi; 2) mitmekesise ehitusega tsütoplasma; 3) rakutuum, mis sisaldab geneetilist informatsiooni.
Ontogeneetiline (organismiline) tasand Organism on terviklik ainurakne või mitmerakuline elusüsteem, mis on võimeline iseseisvalt eksisteerima. Ontogenees on organismi individuaalse arengu protsess sünnist surmani, päriliku teabe realiseerimise protsess.
Populatsioon - teatud territooriumil hõivatud, pikka aega ennast taastootvate ja ühise geneetilise fondiga sama liigi isendite kogum. Liik on struktuurilt ja füsioloogilistelt omadustelt sarnaste isendite kogum, millel on ühine päritolu ja mis on võimelised vabalt ristuma ja andma viljakaid järglasi.
Biogeotsenootiline tasand Biogeotsenoos ehk ökoloogiline süsteem (ökosüsteem) - aine-, energia- ja infovahetuse kaudu omavahel seotud biootiliste ja abiootiliste elementide kogum, mille raames saab toimuda ainete ringlemine looduses.
Biogeocenoos on terviklik isereguleeruv süsteem, mis koosneb: 1) tootjatest (toodavad), otseselt töötlevad elutut ainet (vetikad, taimed, mikroorganismid); 2) esimest järku tarbijad - ainet ja energiat saadakse tootjate (rohutoiduliste) kasutamise kaudu; 3) teist järku tarbijad (kiskjad jne); 4) surnud loomadest toituvad koristajad (saprofüüdid ja saprofaagid); 5) lagundajad on rühm baktereid ja seeni, mis lagundavad orgaanilise aine jääke.
Föderaalne tervishoiu- ja sotsiaalagentuur
Kontrolltöö bioloogias
Elusaine kvalitatiivsed omadused. Elukorralduse tasemed.
Raku keemiline koostis (valgud, nende struktuur ja funktsioonid)
Lõpetanud õpilane
1 kursus 195 rühma
kirjavahetusosakond
Farmaatsiateaduskond
Tšeljabinsk 2009
Elusaine kvalitatiivsed omadused. Elamise organisatsioonilised tasemed
Iga elussüsteem, olenemata sellest, kui keeruline see on, koosneb bioloogilistest makromolekulidest: nukleiinhapetest, valkudest, polüsahhariididest ja muudest olulistest orgaanilistest ainetest. Sellelt tasandilt algavad organismi erinevad elulised protsessid: ainevahetus ja energia muundamine, päriliku informatsiooni edastamine jne.
Mitmerakuliste organismide rakud moodustavad kudesid – sarnase ehituse ja rakkude ning nendega seotud rakkudevaheliste ainete süsteeme. Kuded integreeruvad suuremateks funktsionaalseteks üksusteks, mida nimetatakse organiteks. Siseorganid on loomadele iseloomulikud; siin on nad osa organsüsteemidest (hingamisteede, närvisüsteemi jne). Näiteks seedesüsteem: suuõõs, neel, söögitoru, magu, kaksteistsõrmiksool, peensool, jämesool, pärak. Selline spetsialiseerumine ühelt poolt parandab organismi kui terviku talitlust, teisalt aga nõuab erinevate kudede ja elundite koordinatsiooni- ja integratsiooniastme tõstmist.
Rakk on struktuurne ja funktsionaalne üksus, samuti kõigi Maal elavate elusorganismide arenguüksus. Rakutasandil on info edastamine ning ainete ja energia muundamine seotud.
Organismi tasandi elementaarüksus on indiviid, keda peetakse arengus – tekkehetkest eksistentsi lõpuni – elavaks süsteemiks. Tekivad elundisüsteemid, mis on spetsialiseerunud erinevate funktsioonide täitmisele.
Sama liigi organismide kogum, mida ühendab ühine elupaik, milles luuakse populatsioon - supraorganismiline süsteem. Selles süsteemis viiakse läbi elementaarsed evolutsioonilised transformatsioonid.
Biogeocenoos - erinevat tüüpi ja erineva keerukusega organismide kogum koos nende elupaiga teguritega. Erinevate süstemaatiliste rühmade organismide ühise ajaloolise arengu käigus moodustuvad dünaamilised, stabiilsed kooslused.
Biosfäär on kõigi biogeotsenooside kogum, süsteem, mis hõlmab kõiki meie planeedi elunähtusi. Sellel tasemel toimub ainete ringlus ja energia muundumine, mis on seotud kõigi elusorganismide elutegevusega.
Tabel 1. Elusaine organiseerituse tasemed
Molekulaarne
Elukorralduse esialgne tase. Uurimisobjektiks on nukleiinhapete, valkude, süsivesikute, lipiidide ja teiste bioloogiliste molekulide molekulid, s.o. molekulid rakus. Iga elussüsteem, olenemata sellest, kui keeruline see on, koosneb bioloogilistest makromolekulidest: nukleiinhapetest, valkudest, polüsahhariididest ja muudest olulistest orgaanilistest ainetest. Sellelt tasandilt algavad organismi erinevad elulised protsessid: ainevahetus ja energia muundamine, päriliku informatsiooni edastamine jne.
Mobiilne
Sõltumatute organismidena toimivate rakkude (bakterid, algloomad ja mõned teised organismid) ning mitmerakulisi organisme moodustavate rakkude uurimine.
Kangas
Ühise päritoluga ja sarnaseid funktsioone täitvad rakud moodustavad kudesid. Erinevate omadustega loomseid ja taimseid kudesid on mitut tüüpi.
Organ
Organismides, alustades koelenteraatidest, moodustuvad organid (organisüsteemid), sageli erinevat tüüpi kudedest.
Orgaaniline
Seda taset esindavad ühe- ja mitmerakulised organismid.
Rahvastikupõhine
Teatud piirkondades koos elavad sama liigi organismid moodustavad populatsiooni. Nüüd on Maal umbes 500 tuhat taimeliiki ja umbes 1,5 miljonit loomaliiki.
Biogeotsenootiline
Seda esindab erinevat tüüpi organismide kogum, mis sõltuvad üksteisest ühel või teisel määral.
Biosfäär
Elukorralduse kõrgeim vorm. Hõlmab kõiki üldise ainevahetuse ja energia muundamisega seotud biogeotsenoose.
Kõik need tasemed on üsna spetsiifilised, neil on oma mustrid, oma uurimismeetodid. Eraldi on võimalik isegi välja tuua teadused, mis tegelevad oma uurimistööga teatud elusolendite organiseerituse tasemel. Näiteks molekulaarsel tasandil uurivad elusolendeid sellised teadused nagu molekulaarbioloogia, bioorgaaniline keemia, bioloogiline termodünaamika, molekulaargeneetika jne. Kuigi elusolendite organiseerituse tasandid paistavad silma, on need omavahel tihedalt seotud ja üksteisest tulenevad, mis räägib eluslooduse terviklikkusest.
Rakumembraan. Raku pinnaaparaat, selle põhiosad, nende otstarve
Elusrakk on elusaine struktuuri põhiosa. See on kõige lihtsam süsteem, millel on kõik elusolendite omadused, sealhulgas võime edastada geneetilist teavet. Rakuteooria lõid Saksa teadlased Theodor Schwann ja Matthias Schleiden. Selle peamine seisukoht on väide, et kõik taime- ja loomaorganismid koosnevad sarnase struktuuriga rakkudest. Tsütoloogia valdkonna uuringud on näidanud, et kõik rakud teostavad ainevahetust, on võimelised isereguleeruma ja edastama pärilikku teavet. Iga raku elutsükkel lõpeb kas jagunemisega ja elu jätkamisega uuenenud kujul või surmaga. Samas selgus, et rakud on väga mitmekesised, nad võivad eksisteerida ainuraksete organismidena või osana hulkraksetest organismidest. Rakkude eluiga ei tohi ületada mitut päeva või võib langeda kokku organismi elueaga. Rakkude suurus on väga erinev: 0,001-10 cm Rakud moodustavad kudesid, mitut tüüpi kudesid - organeid, mis tahes üldprobleemide lahendamisega seotud elundirühmi nimetatakse kehasüsteemideks. Rakkudel on keeruline struktuur. See on väliskeskkonnast eraldatud kestaga, mis, olles lahti ja lahti, tagab raku vastasmõju välismaailmaga, aine-, energia- ja infovahetuse sellega. Rakkude metabolism on aluseks nende veel ühele kõige olulisemale omadusele - stabiilsuse säilitamisele, raku sisekeskkonna tingimuste stabiilsusele. Seda rakkude omadust, mis on omane kogu elussüsteemile, nimetatakse homöostaasiks. Homöostaasi, see tähendab raku koostise püsivust, säilitab ainevahetus, see tähendab ainevahetus. Ainevahetus on keeruline, mitmeetapiline protsess, mis hõlmab algainete viimist rakku, nendest energia ja valkude tootmist, toodetud kasulike saaduste, energia ja jäätmete eemaldamist rakust keskkonda.
Rakumembraan on rakumembraan, mis täidab järgmisi funktsioone:
raku sisu ja väliskeskkonna eraldamine;
raku ja keskkonna vahelise ainevahetuse reguleerimine;
mõne biokeemilise reaktsiooni (sealhulgas fotosüntees, oksüdatiivne fosforüülimine) toimumise koht;
rakkude ühinemine kudedeks.
Membraanid jagunevad plasmaks (rakumembraanid) ja välisteks. Plasmamembraani kõige olulisem omadus on poolläbilaskvus, see tähendab võime läbida ainult teatud aineid. Glükoos, aminohapped, rasvhapped ja ioonid difundeeruvad selle kaudu aeglaselt ning membraanid ise saavad difusiooniprotsessi aktiivselt reguleerida.
Kaasaegsete andmete kohaselt on plasmamembraanid lipoproteiinide struktuurid. Lipiidid moodustavad spontaanselt kaksikkihi ja membraanivalgud "hõljuvad" selles. Membraanides on mitu tuhat erinevat valku: struktuursed, kandjad, ensüümid ja teised. Eeldatakse, et valgumolekulide vahel on poorid, millest hüdrofiilsed ained läbi pääsevad (lipiidide kaksikkiht segab nende otsest tungimist rakku). Mõne membraanipinna molekuli külge kinnituvad glükosüülrühmad, mis osalevad koe moodustumise käigus raku äratundmise protsessis.
Erinevat tüüpi membraanid erinevad oma paksuse poolest (tavaliselt jääb see vahemikku 5–10 nm). Lipiidide kaksikkihi konsistents meenutab oliiviõli. Sõltuvalt välistingimustest (regulaatoriks on kolesterool) võib kaksikkihi struktuur muutuda nii, et see muutub vedelamaks (sellest sõltub membraanide aktiivsus).
Ainete transport läbi plasmamembraanide on oluline probleem. See on hädavajalik toitainete viimiseks rakku, toksiliste jääkainete kõrvaldamiseks ning gradientide tekitamiseks närvi- ja lihastegevuse säilitamiseks. Ainete transportimiseks läbi membraani on järgmised mehhanismid:
difusioon (gaasid, rasvlahustuvad molekulid tungivad otse läbi plasmamembraani); hõlbustatud difusiooniga läbib vees lahustuv aine membraani läbi spetsiaalse kanali, mille on loonud mis tahes spetsiifiline molekul;
osmoos (vee difusioon läbi poolläbilaskvate membraanide);
aktiivne transport (molekulide ülekandmine madalama kontsentratsiooniga piirkonnast kõrgema kontsentratsiooniga piirkonda, näiteks spetsiaalsete transpordivalkude abil, nõuab ATP energia kulutamist);
endotsütoosi ajal moodustab membraan invaginatsioone, mis seejärel muundatakse vesiikuliteks või vakuoolideks. Eristada fagotsütoosi - tahkete osakeste imendumist (näiteks vere leukotsüütide poolt) - ja pinotsütoosi - vedelike imendumist;
eksotsütoos on endotsütoosile vastupidine protsess; rakkudest eemaldatakse seedimata tahkete osakeste jäägid ja vedelad eritised.
Raku plasmamembraani kohal võivad paikneda supramembraansed struktuurid. Nende struktuur on märja klassifikatsiooni tunnus. Loomadel on see glükokalüks (valgu-süsivesikute kompleks), taimedes, seentes ja bakterites on see rakusein. Taimede rakuseinas on tselluloos, seened - kitiin, bakterid - valgu-polüsahhariidi kompleks mureiin.
Rakkude pinnaaparaadi (PAA) aluseks on raku välimine membraan ehk plasmalemma. Lisaks plasmalemmale sisaldab PAA supramembraanset kompleksi, samas kui eukarüootidel on ka submembraanne kompleks.
Peamised biokeemilised komponendid plasmalemma (kreeka keelest. Plasma - teke ja lemma - kest, koorik) on lipiidid ja valgud. Nende kvantitatiivne suhe enamikus eukarüootides on 1:1, samas kui prokarüootides on plasmalemmas ülekaalus valgud. Väike kogus süsivesikuid leidub raku välismembraanis ja rasvataolisi ühendeid (imetajatel - kolesterool, rasvlahustuvad vitamiinid).
Rakkude pinnaaparaadi supramembraanset kompleksi iseloomustavad mitmesugused struktuurid. Prokarüootides esindab supramembraanset kompleksi enamikul juhtudel erineva paksusega rakusein, mis põhineb komplekssel glükoproteiinil mureiinil (arheas pseudomureiin). Paljude eubakterite puhul koosneb supramembraanse kompleksi välimine osa teisest membraanist, millel on kõrge lipopolüsahhariidide sisaldus. Eukarüootides on supramembraanse kompleksi universaalseks komponendiks süsivesikud - plasmalemma glükolipiidide ja glükoproteiinide komponendid. Selle tõttu hakati seda algselt kutsuma glükokalüksiks (kreeka keelest glükokalüks - magus, süsivesikute ja ladina kallum - paks nahk, kest). Lisaks süsivesikutele sisaldab glükokalüks perifeerseid valke, mis asuvad bilipiidkihi kohal. Supramembraanse kompleksi keerukamaid variante leidub taimedes (tselluloosi rakusein), seentes ja lülijalgsetes (kitiini väliskate).
Submembraanne (ladina keelest sub - sub) kompleks on iseloomulik ainult eukarüootsetele rakkudele. See koosneb mitmesugustest valkude filamentsetest struktuuridest: õhukesed fibrillid (ladina fibrill - filament, niit), mikrofibrillid (kreeka keelest mikro - väike), skeleti (kreeka skeletist - kuivatatud) fibrillid ja mikrotuubulid. Need on omavahel seotud valkude kaudu ja moodustavad raku luu- ja lihaskonna süsteemi. Submembraanne kompleks interakteerub plasmamembraani valkudega, mis omakorda on seotud supramembraanse kompleksiga. Selle tulemusena on PAK struktuurselt terviklik süsteem. See võimaldab tal täita raku jaoks olulisi funktsioone: isoleeriv, transport, katalüütiline, retseptor-signaal ja kontakt.
Raku keemiline koostis (valgud, nende struktuur ja funktsioonid)
Keemilised protsessid rakus on üks selle elu, arengu ja toimimise põhitingimusi.
PAGE_BREAK--
Kõik taime- ja loomaorganismide rakud, aga ka mikroorganismid on keemilise koostise poolest sarnased, mis näitab orgaanilise maailma ühtsust.
Mendelejevi perioodilise süsteemi 109 elemendist leidub märkimisväärne enamus neist rakkudes. Mõned elemendid sisalduvad rakkudes suhteliselt suures koguses, teised - väikeses koguses (tabel 2).
Tabel 2. Keemiliste elementide sisaldus rakus
Elemendid
Kogus (%)
Elemendid
Kogus (%)
Hapnik
Raku ainete hulgas on esikohal vesi. See moodustab peaaegu 80% raku massist. Vesi on raku kõige olulisem komponent, mitte ainult koguseliselt. See mängib raku elus olulist ja mitmekesist rolli.
Vesi määrab raku füüsikalised omadused – selle mahu, elastsuse. Vee tähtsus orgaaniliste ainete molekulide struktuuri, eelkõige valkude struktuuri kujunemisel, mis on vajalik nende funktsioonide täitmiseks. Vee tähtsus lahustina on suur: väliskeskkonnast siseneb rakku vesilahusena palju aineid ning rakust eemaldatakse jääkained. Lõpuks on vesi paljudes keemilistes reaktsioonides (valkude, süsivesikute, rasvade jne lagunemine) otsene osaline.
Vee bioloogilise rolli määrab selle molekulaarstruktuuri eripära, molekulide polaarsus.
Raku anorgaaniliste ainete hulka kuuluvad lisaks veele ka soolad. Elutähtsate protsesside jaoks on soolasid moodustavatest katioonidest olulisemad K +, Na +, Ca2 +, Mg2 +, anioonidest - HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.
Katioonide ja anioonide kontsentratsioon rakus ja selle keskkonnas on reeglina järsult erinev. Kuni rakk on elus, säilib ioonide suhe rakus ja väljaspool seda pidevalt. Pärast raku surma ühtlustub ioonide sisaldus rakus ja keskkonnas kiiresti. Rakus sisalduvatel ioonidel on suur tähtsus nii raku normaalseks funktsioneerimiseks kui ka rakusisese pideva reaktsiooni hoidmiseks. Hoolimata asjaolust, et elutegevuse käigus tekivad pidevalt happed ja leelised, on raku reaktsioon tavaliselt nõrgalt aluseline, peaaegu neutraalne.
Anorgaanilised ained ei sisaldu rakus mitte ainult lahustunud, vaid ka tahkes olekus. Eelkõige tagab luukoe tugevuse ja kõvaduse kaltsiumfosfaat ja karpide - kaltsiumkarbonaat.
Orgaanilised ained moodustavad umbes 20-30% raku koostisest.
Biopolümeeride hulka kuuluvad süsivesikud ja valgud. Süsivesikute koostis sisaldab süsiniku, hapniku, vesiniku aatomeid. Eristage lihtsaid ja liitsüsivesikuid. Lihtne – monosahhariidid. Kompleks - polümeerid, mille monomeerideks on monosahhariidid (oligosahhariidid ja polüsahhariidid). Monomeeriühikute arvu suurenemisega väheneb polüsahhariidide lahustuvus, magus maitse kaob.
Monosahhariidid on tahked, värvitud kristalsed ained, mis lahustuvad hästi vees ja väga halvasti (või ei lahustu üldse) orgaanilistes lahustites. Monosahhariididest eristatakse trioose, tetroose, pentoose ja heksoose. Oligosahhariididest on levinumad disahhariidid (maltoos, laktoos, sahharoos). Polüsahhariide leidub kõige sagedamini looduses (tselluloos, tärklis, kitiin, glükogeen). Nende monomeerid on glükoosi molekulid. Nad lahustuvad osaliselt vees, paisudes, moodustades kolloidseid lahuseid.
Lipiidid on vees lahustumatud rasvad ja rasvataolised ained, mis koosnevad glütseroolist ja suure molekulmassiga rasvhapetest. Rasvad on glütserooli ja kõrgemate rasvhapete kolmehüdroksüülse alkoholi estrid. Loomseid rasvu leidub piimas, lihas, nahaaluskoes. Taimedes - seemnetes, viljades. Lisaks rasvadele sisaldavad rakud ka nende derivaate – steroide (kolesterool, hormoonid ja rasvlahustuvad vitamiinid A, D, K, E, F).
Lipiidid on:
rakumembraanide ja rakuorganellide struktuurielemendid;
energeetiline materjal (1 g rasva oksüdeerituna eraldab 39 kJ energiat);
varuained;
täidavad kaitsefunktsiooni (mere- ja polaarloomadel);
mõjutada närvisüsteemi toimimist;
keha veeallikas (1 kg oksüdeerituna annab 1,1 kg vett).
Nukleiinhapped. Nimetus "nukleiinhapped" tuleb ladinakeelsest sõnast "tuum", st. tuum: need leiti esmakordselt raku tuumades. Nukleiinhapete bioloogiline tähtsus on väga suur. Neil on keskne roll raku pärilike omaduste säilitamisel ja edasikandmisel, mistõttu neid sageli nimetatakse pärilikeks aineteks. Nukleiinhapped tagavad rakus valkude sünteesi, täpselt sama, mis emarakus ja päriliku informatsiooni edastamise. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi – desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA).
DNA molekul koosneb kahest spiraalselt keerdunud ahelast. DNA on polümeer, mille monomeerideks on nukleotiidid. Nukleotiidid on ühendid, mis koosnevad fosforhappe molekulist, desoksüriboosi süsivesikutest ja lämmastiku alusest. DNA-l on nelja tüüpi lämmastiku aluseid: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C), tümiin (T). Iga DNA ahel on polünukleotiid, mis koosneb mitmekümnest tuhandest nukleotiidist. DNA dubleerimine – reduplikatsioon – tagab päriliku info edastamise emarakust tütrele.
RNA on polümeer, struktuurilt sarnane ühe DNA ahelaga, kuid väiksem. RNA monomeerid on nukleotiidid, mis koosnevad fosforhappest, süsivesikutest riboosist ja lämmastiku alusest. Tümiini asemel on RNA-s uratsiil. RNA-d on kolme tüüpi: informatsiooniline (i-RNA) – edastab DNA molekulilt informatsiooni valgu struktuuri kohta; transport (t-RNA) - transpordib aminohappeid valgusünteesi kohta; ribosomaalne (r-RNA) - sisaldub ribosoomides, osaleb ribosoomi struktuuri säilitamises.
Väga oluline roll raku bioenergeetikas on adenüülnukleotiidil, millele on kinnitunud kaks fosforhappejääki. Seda ainet nimetatakse adenosiintrifosforhappeks (ATP). ATP on universaalne bioloogiline energiaakumulaator: päikese valgusenergia ja tarbitavas toidus sisalduv energia salvestuvad ATP molekulidesse. ATP on ebastabiilne struktuur, ATP üleminekul ADP-ks (adenosiindifosfaadiks) vabaneb 40 kJ energiat. ATP moodustub loomarakkude mitokondrites ja fotosünteesi käigus taimede kloroplastides. ATP energiat kasutatakse keemilise (valkude, rasvade, süsivesikute, nukleiinhapete süntees), mehaanilise (liikumine, lihaste töö) töö, elektri- või valguse (elektrikiirte, angerjate, putukate kuma) energia muutmiseks.
Valgud on mitteperioodilised polümeerid, mille monomeerideks on aminohapped. Kõik valgud sisaldavad süsiniku, vesiniku, hapniku, lämmastiku aatomeid. Paljud valgud sisaldavad ka väävliaatomeid. On valke, mis sisaldavad ka metalliaatomeid – raud, tsink, vask. Happeliste ja aluseliste rühmade olemasolu määrab aminohapete kõrge reaktsioonivõime. Ühe aminohappe aminorühmast ja teise karboksüülrühmast vabaneb veemolekul ning vabanenud elektronid moodustavad peptiidsideme: CO-NN (selle avastas 1888. aastal professor A.Ya. Danilevski), seetõttu nimetatakse valke nn. polüpeptiidid. Valgu molekulid on makromolekulid. Tuntud on palju aminohappeid. Kuid mis tahes looduslike valkude – loomsete, taimsete, mikroobsete, viiruslike – monomeeridena on teada vaid 20 aminohapet. Neid nimetatakse "maagiaks". Asjaolu, et kõigi organismide valgud on üles ehitatud samadest aminohapetest, on veel üks tõend Maa elusmaailma ühtsusest.
Valgumolekulide struktuuris on 4 organiseerituse taset:
1. Primaarstruktuur - aminohapete polüpeptiidahel, mis on kovalentsete peptiidsidemetega seotud kindlas järjestuses.
2. Sekundaarne struktuur – spiraalne polüpeptiidahel. Külgnevate pöörete peptiidsidemete ja teiste aatomite vahel tekib arvukalt vesiniksidemeid, mis annavad tugeva struktuuri.
3. Tertsiaarne struktuur – iga valgu jaoks spetsiifiline konfiguratsioon – gloobul. Seda hoiavad madala tugevusega hüdrofoobsed sidemed või ühtekuuluvusjõud mittepolaarsete radikaalide vahel, mida leidub paljudes aminohapetes. Väävlit sisaldava aminohappe tsüsteiini radikaalide vahel tekivad ka kovalentsed S-S sidemed, mis on üksteisest kaugel.
4. Kvaternaarne struktuur tekib siis, kui mitmed makromolekulid ühinevad agregaatideks. Seega on inimvere hemoglobiin nelja makromolekuli agregaat.
Valgu loomuliku struktuuri rikkumist nimetatakse denaturatsiooniks. See tekib kõrge temperatuuri, kemikaalide, kiirgusenergia ja muude tegurite mõjul.
Valkude roll rakkude ja organismide elus:
ehitus (struktuurne) - valgud - keha ehitusmaterjal (kestad, membraanid, organellid, koed, elundid);
katalüütiline funktsioon – ensüümid, mis kiirendavad reaktsioone sadu miljoneid kordi;
lihas-skeleti funktsioon - valgud, mis moodustavad luustiku luud, kõõlused; lippude, ripsmete liikumine, lihaste kontraktsioon;
transpordifunktsioon - vere hemoglobiin;
kaitsev - vere antikehad neutraliseerivad võõrkehi;
energiafunktsioon - valkude lõhustamisel vabaneb 1 g 17,6 kJ energiat;
regulatiivne ja hormonaalne - valgud on osa paljudest hormoonidest ja osalevad organismi eluprotsesside reguleerimises;
retseptor – valgud viivad läbi üksikute ainete selektiivse äratundmise ja molekulidega seondumise protsessi.
Rakkude ainevahetus. Fotosüntees. Kemosüntees
Iga organismi eksisteerimise eelduseks on pidev toitainete juurdevool ja rakkudes toimuvate keemiliste reaktsioonide lõpp-produktide pidev vabanemine. Toitaineid kasutavad organismid keemiliste elementide (peamiselt süsinikuaatomite) aatomite allikana, millest ehitatakse või uuendatakse kõiki struktuure. Lisaks toitainetele saab organism ka vett, hapnikku ja mineraalsooli.
Rakkudesse sisenevad (või fotosünteesi käigus sünteesitud) orgaanilised ained lagundatakse ehitusplokkideks – monomeerideks ja saadetakse kõikidesse keharakkudesse. Osa nende ainete molekule kulub antud organismile omaste spetsiifiliste orgaaniliste ainete sünteesiks. Rakud sünteesivad valke, lipiide, süsivesikuid, nukleiinhappeid ja muid aineid, mis täidavad erinevaid funktsioone (ehitav, katalüütiline, reguleeriv, kaitsev jne).
Teine osa rakkudesse sattuvatest madalmolekulaarsetest orgaanilistest ühenditest läheb ATP moodustamiseks, mille molekulid sisaldavad otseselt töö tegemiseks mõeldud energiat. Energia on vajalik kõigi organismi spetsiifiliste ainete sünteesiks, selle kõrgelt korrastatud organiseerituse säilitamiseks, ainete aktiivseks transpordiks rakkude sees, ühest rakust teise, ühest kehaosast teise, närviimpulsside edastamiseks, liikumiseks. organismidele püsiva kehatemperatuuri hoidmiseks (lindudel ja imetajatel) ja muudel eesmärkidel.
Ainete muundumisel rakkudes tekivad ainevahetuse lõpp-produktid, mis võivad olla organismile mürgised ja sealt eemaldatakse (näiteks ammoniaak). Seega tarbivad kõik elusorganismid pidevalt teatud aineid keskkonnast, muundavad neid ja lasevad keskkonda lõppsaadusi.
Jätkamine
--PAGE_BREAK--
Organismis toimuvate keemiliste reaktsioonide kogumit nimetatakse ainevahetuseks ehk ainevahetuseks. Sõltuvalt protsesside üldisest suunast eristatakse katabolismi ja anabolismi.
Katabolism (dissimilatsioon) on reaktsioonide kogum, mis viib lihtsate ühendite moodustumiseni keerukamatest ühenditest. Näiteks polümeeride hüdrolüüsi reaktsioonid monomeerideks ja viimaste lõhustamine süsinikdioksiidiks, veeks, ammoniaagiks, s.o. energia metabolismi reaktsioonid, mille käigus toimub orgaaniliste ainete oksüdatsioon ja ATP süntees.
Anabolism (assimilatsioon) on reaktsioonide kogum keerukate orgaaniliste ainete sünteesimiseks lihtsamatest. Nende hulka kuuluvad näiteks lämmastiku sidumine ja valkude biosüntees, süsivesikute süntees süsihappegaasist ja veest fotosünteesi käigus, polüsahhariidide, lipiidide, nukleotiidide, DNA, RNA ja muude ainete süntees.
Ainete sünteesi elusorganismide rakkudes tähistatakse sageli plastilise metabolismi mõistega ning ainete lagunemist ja nende oksüdeerumist, millega kaasneb ATP süntees, energia metabolismi. Mõlemad vahetustüübid moodustavad mistahes raku ja seega ka iga organismi elulise aktiivsuse aluse ning on üksteisega tihedalt seotud. Ühest küljest nõuavad kõik plastilised vahetusreaktsioonid energiakulu. Teisest küljest on energia metabolismi reaktsioonide läbiviimiseks vajalik ensüümide pidev süntees, kuna nende eeldatav eluiga on lühike. Lisaks tekivad plastilise ainevahetuse käigus (näiteks fotosünteesi käigus) hingamiseks kasutatavad ained.
Fotosüntees on orgaanilise aine moodustumine süsinikdioksiidist ja veest valguse käes fotosünteetiliste pigmentide (taimedes klorofüll, bakterites bakterioklorofüll ja bakteriorodopsiin) osalusel. Kaasaegses taimefüsioloogias mõistetakse fotosünteesi all sagedamini fotoautotroofset funktsiooni - valguskvantide energia neeldumise, muundamise ja kasutamise protsesside kogumit erinevates endergoonilistes reaktsioonides, sealhulgas süsinikdioksiidi muundamisel orgaanilisteks aineteks.
Fotosüntees on peamine bioloogilise energia allikas, fotosünteetilised autotroofid kasutavad seda orgaaniliste ainete sünteesimiseks anorgaanilistest, heterotroofid eksisteerivad tänu autotroofide poolt keemiliste sidemete kujul talletatud energiale, vabastades selle hingamis- ja käärimisprotsessides. Ka fossiilsete kütuste (kivisüsi, nafta, maagaas, turvas) põletamisel inimkonnale saadav energia salvestub fotosünteesi käigus.
Fotosüntees on anorgaanilise süsiniku peamine sisenemine bioloogilisse tsüklisse. Kogu atmosfääris leiduv vaba hapnik on biogeenset päritolu ja on fotosünteesi kõrvalsaadus. Oksüdeeriva atmosfääri tekkimine (hapnikukatastroof) muutis täielikult maapinna seisukorda, tegi võimalikuks hingamise ilmnemise ning hiljem, pärast osoonikihi tekkimist, võimaldas maismaal elul tekkida.
Kemosüntees on autotroofse toitumise meetod, mille käigus anorgaaniliste ühendite oksüdatsioonireaktsioonid on energiaallikaks orgaaniliste ainete sünteesil CO2-st. Seda tüüpi energiatootmist kasutavad ainult bakterid. Kemosünteesi fenomeni avastas 1887. aastal vene teadlane S.N. Vinogradski.
Tuleb märkida, et anorgaaniliste ühendite oksüdatsioonireaktsioonides vabanevat energiat ei saa assimilatsiooniprotsessides otseselt kasutada. Esiteks muundatakse see energia ATP makroenergeetiliste sidemete energiaks ja alles seejärel kulutatakse see orgaaniliste ühendite sünteesiks.
Kemolitoautotroofsed organismid:
Rauabakterid (Geobacter, Gallionella) oksüdeerivad raudrauda raudmetalliks.
Väävlibakterid (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) oksüdeerivad vesiniksulfiidi molekulaarseks väävliks või väävelhappe sooladeks.
Nitrifitseerivad bakterid (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) oksüdeerivad orgaanilise aine lagunemisel tekkinud ammoniaagi lämmastik- ja lämmastikhapeteks, mis interakteeruvad mulla mineraalidega, moodustades nitrite ja nitraate.
Tioonbakterid (Thiobacillus, Acidithiobacillus) on võimelised oksüdeerima tiosulfaate, sulfiteid, sulfiide ja molekulaarset väävlit väävelhappeks (sageli lahuse pH olulise langusega), oksüdatsiooniprotsess erineb väävlibakterite omast (eriti et tioonbakterid ei ladesta rakusisest väävlit). Mõned tioonsete bakterite esindajad on äärmuslikud atsidofiilid (nad on võimelised ellu jääma ja paljunema, kui lahuse pH langetatakse 2-ni), taluvad kõrgeid raskmetallide kontsentratsioone ning oksüdeerivad metallilist ja raudrauda (Acidithiobacillus ferrooxidans) ja leotada maakidest raskmetalle.
Vesinikbakterid (Hydrogenophilus) on võimelised oksüdeerima molekulaarset vesinikku, on mõõdukad termofiilsed (kasvavad temperatuuril 50 ° C)
Kemosünteetilised organismid (näiteks väävlibakterid) võivad elada ookeanides suurel sügavusel, nendes kohtades, kus vesiniksulfiid väljub maakoore murrudest vette. Loomulikult ei saa valguskvandid vette tungida umbes 3-4 kilomeetri sügavusele (sel sügavusel asub suurem osa ookeani lõhedest). Seega on kemosünteetikumid ainsad organismid maa peal, mis ei sõltu päikesevalguse energiast.
Seevastu ammoniaak, mida kasutavad nitrifitseerivad bakterid, eraldub pinnasesse taimede või loomade jäänuste lagunemisel. Sel juhul sõltub kemosünteetiliste ainete elutähtis aktiivsus kaudselt päikesevalgusest, kuna ammoniaak tekib Päikese energiast saadavate orgaaniliste ühendite lagunemisel.
Kemosünteetiliste ainete roll kõigi elusolendite jaoks on väga suur, kuna need on asendamatuks lüliks kõige olulisemate elementide (väävli, lämmastiku, raua jne) loomulikus ringluses. Kemosünteetikumid on olulised ka mürgiste ainete, nagu ammoniaak ja ammoniaak, looduslike tarbijatena. vesiniksulfiid. Suur tähtsus on nitrifitseerivatel bakteritel, mis rikastavad mulda nitritite ja nitraatidega – peamiselt nitraatide kujul omastavad taimed lämmastikku. Teatud kemosünteetikume (eriti väävlibaktereid) kasutatakse reovee puhastamiseks.
Praeguste hinnangute kohaselt võib "maa-aluse biosfääri" biomass, mis asub eelkõige merepõhja all ja sisaldab kemosünteetilisi anaeroobseid metaani oksüdeerivaid arhebaktereid, ületada ülejäänud biosfääri biomassi.
Meioos. Meioosi esimese ja teise jagunemise tunnused. Bioloogiline tähtsus. Erinevus meioosi ja mitoosi vahel
Arusaam, et sugurakud on haploidsed ja seetõttu tuleb neid moodustada spetsiaalse raku jagunemise mehhanismi abil, tuli vaatluste tulemusena, mis pealegi viitasid peaaegu esimest korda, et kromosoomid sisaldavad geneetilist teavet. 1883. aastal avastati, et teatud tüüpi usside munaraku tuumad ja spermatosoidid sisaldavad ainult kahte kromosoomi, viljastatud munas on neid aga juba neli. Pärilikkuse kromosoomiteooria võiks seega seletada pikaajalist paradoksi, et isa ja ema roll järglaste omaduste määramisel näib sageli olevat sama, hoolimata tohutust erinevusest munaraku ja sperma suuruses.
Selle avastuse teiseks oluliseks tagajärjeks oli see, et sugurakud peaksid moodustuma eritüüpi tuumajagunemise tulemusena, mille käigus kogu kromosoomide komplekt jaguneb täpselt pooleks. Seda tüüpi jagunemist nimetatakse meioosiks (kreeka päritolu sõna, mis tähendab "vähenemist". Teise rakkude jagunemise tüübi nimi - mitoos - tuleneb kreeka sõnast, mis tähendab "niit", see nimevalik põhineb niit- nagu kromosoomide tüüp nende kondenseerumisel tuumajagunemise ajal - see protsess toimub nii mitoosi kui ka meioosi ajal) Kromosoomide käitumine meioosi ajal, kui nende arv väheneb, osutus seni arvatust keerulisemaks. Seetõttu oli meiootilise jagunemise kõige olulisemad tunnused võimalik kindlaks teha alles 30ndate alguseks tohutu hulga hoolikate uuringute tulemusena, mis ühendasid tsütoloogiat ja geneetikat.
Meioosi esimese jagunemise ajal pärib iga tütarrakk kahest homoloogist kaks koopiat ja sisaldab seetõttu diploidset kogust DNA-d.
Sugurakkude haploidsete tuumade moodustumine toimub meioosi teise jagunemise tulemusena, mille käigus kromosoomid reastuvad uue spindli ekvaatorile ja ilma edasise DNA replikatsioonita eralduvad sõsarkromatiidid üksteisest nagu tavalises mitoosis, moodustades rakud haploidse DNA komplektiga.
Seega koosneb meioos kahest raku jagunemisest, mis järgneb ühele kromosoomi kahekordistumise faasile, nii et igast meioosi sisenevast rakust saadakse neli haploidset rakku.
Mõnikord kulgeb meioosiprotsess ebanormaalselt ja homoloogid ei saa üksteisest eralduda - seda nähtust nimetatakse kromosoomi mittedisjunktsiooniks. Mõned sel juhul moodustunud haploidsed rakud saavad ebapiisava arvu kromosoome, teised aga omandavad oma lisakoopiad. Sellistest sugurakkudest moodustuvad defektsed embrüod, millest enamik sureb.
Meioosi esimese jagunemise profaasis konjugatsiooni (sünapsi) ja kromosoomide eraldamise ajal toimuvad neis kõige keerulisemad morfoloogilised muutused. Vastavalt nendele muudatustele on profaas jagatud viieks järjestikuseks etapiks:
leptoteen;
sigoteen;
pahhüteen;
diplomaat;
diakinees.
Kõige silmatorkavam nähtus on kromosoomide tiheda konvergentsi initsiatsioon sügoteenis, kui igas kahevalentsis õdekromatiidide paaride vahel hakkab moodustuma spetsiaalne struktuur, mida nimetatakse sünaptonemaalseks kompleksiks. Kromosoomide täieliku konjugeerumise hetke peetakse pahhüteeni alguseks, mis kestab tavaliselt mitu päeva, pärast kromosoomide eraldumist algab diploteeni staadium, mil chiasmata on esmakordselt nähtav.
Pärast pika I profaasi lõppu viivad kaks tuuma lõhustumist ilma neid eraldava DNA sünteesi perioodita meioosi protsessi lõpuni. Need etapid ei võta tavaliselt rohkem kui 10% kogu meioosi jaoks vajalikust ajast ja neil on samad nimetused kui mitoosi vastavatel etappidel. Ülejäänud meioosi esimese jagunemise osas eristatakse metafaasi I, anafaasi I ja telofaasi I. Esimese jagunemise lõpuks taandub kromosoomikomplekt, mis muutub tetraploidsest diploidseks, nagu ka mitoosi ajal, ja kaks rakku. moodustatud ühest rakust. Otsustav erinevus seisneb selles, et meioosi esimese jagunemise ajal saab iga rakk kaks tsentromeeri piirkonnas ühendatud sõsarkromatiidi ja mitoosi ajal kaks eraldatud kromatiidi.
Peale selle, pärast lühiajalist II interfaasi, kus kromosoomid ei dubleerita, toimub kiiresti teine jagunemine - II profaas, II anafaas ja II telofaas. Selle tulemusena moodustub igast meioosi sisenenud diploidsest rakust neli haploidset tuuma.
Meioos koosneb kahest järjestikusest raku jagunemisest, millest esimene kestab peaaegu sama kaua kui kogu meioos ja on palju keerulisem kui teine.
Pärast meioosi esimese jagunemise lõppu moodustuvad kahes tütarrakus uuesti membraanid ja algab lühike interfaas. Sel ajal on kromosoomid mõnevõrra despiraliseeritud, kuid varsti kondenseeruvad uuesti ja algab II profaas. Kuna DNA süntees sel perioodil ei toimu, tundub, et mõnes organismis lähevad kromosoomid otse ühest jagunemisest teise. II profaas on kõigil organismidel lühike: tuumaümbris hävib uue spindli moodustumisel, misjärel järgneb teineteist kiiresti asendades metafaas II, anafaas II ja telofaas II. Nagu mitoosi puhul, moodustuvad kinetokoorfilamendid sõsarkromatiidides, mis ulatuvad tsentromeerist vastassuunas. Metafaasiplaadis hoitakse kahte õdekromatiidi koos kuni anafaasini, mil nad eralduvad kinetokooride äkilise eraldumise tõttu. Seega sarnaneb meioosi teine jagunemine tavalise mitoosiga, ainus oluline erinevus on see, et igast kromosoomist on üks koopia, mitte kaks, nagu mitoosi korral.
Meioos lõpeb tuumamembraanide moodustumisega II telofaasis moodustunud nelja haploidse tuuma ümber.
Üldjuhul moodustub meioosi tulemusena ühest diploidsest rakust neli haploidset rakku. Sugurakkude meioosi korral moodustuvad moodustunud haploidsetest rakkudest sugurakud. Seda tüüpi meioos on iseloomulik loomadele. Gamete meioos on tihedalt seotud gametogeneesi ja viljastumisega. Sügootilise ja spoorimeioosi korral tekitavad moodustunud haploidsed rakud eoseid või zoospoore. Seda tüüpi meioosid on iseloomulikud madalamatele eukarüootidele, seentele ja taimedele. Eoste meioos on tihedalt seotud sporogeneesiga. Seega on meioos sugulise ja mittesugulise (eoste) paljunemise tsütoloogiline alus.
Meioosi bioloogiline tähtsus seisneb kromosoomide arvu püsivuse säilitamises seksuaalse protsessi juuresolekul. Lisaks toimub ületamise tulemusena rekombinatsioon - kromosoomides ilmnevad uued pärilike kalduvuste kombinatsioonid. Meioos annab ka kombinatiivse varieeruvuse – uute pärilike kalduvuste kombinatsioonide ilmnemise edasise viljastamise käigus.
Meioosi kulgu juhib organismi genotüüp, suguhormoonide (loomadel), fütohormoonide (taimedel) ja paljude muude tegurite (näiteks temperatuur) kontrolli all.
Võimalikud on järgmised teatud organismide mõjud teistele:
positiivne – üks organism saab teisest kasu;
negatiivne - keha on kahjustatud teise tõttu;
neutraalne – teine ei mõjuta keha kuidagi.
Seega on kahe organismi vahelise suhte järgmised variandid võimalikud vastavalt nende üksteisele avaldatava mõju tüübile:
Mutualism - looduslikes tingimustes ei saa populatsioonid üksteiseta eksisteerida (näide: seene ja vetikate sümbioos samblikus).
Protokoostöö - suhe on vabatahtlik (näide: krabi ja anemoonide suhe, anemoonid kaitsevad krabi ja kasutavad seda transpordivahendina).
Kommensalism – üks elanikkond saab suhtest kasu ja teine ei saa kasu ega kahju.
Kooselu - üks organism kasutab teist (või tema eluruumi) elukohana, kahjustamata viimasele.
Vabaraie - üks organism toitub teise toidujääkidest.
Neutralism – mõlemad populatsioonid ei mõjuta teineteist kuidagi.
Amensalism, antibioos – üks populatsioon mõjutab negatiivselt teist, kuid see ise ei ole negatiivselt mõjutatud.
Kisklus on nähtus, mille puhul üks organism toitub teise organismi organitest ja kudedest, samas kui puudub sümbiootiline suhe.
Konkurents – mõlemad populatsioonid mõjutavad üksteist negatiivselt.
Loodus teab arvukalt näiteid sümbiootilistest suhetest, millest on kasu mõlemale partnerile. Näiteks kaunviljade ja mullabakterite Rhizobium sümbioos on looduses toimuva lämmastikuringe jaoks äärmiselt oluline. Need bakterid – neid nimetatakse ka lämmastikku siduvateks – settivad taimede juurtele ja neil on võime "kinnitada" lämmastikku, st lõhkuda tugevaid sidemeid atmosfääri vaba lämmastiku aatomite vahel, võimaldades lämmastikku kaasata saadaolevatesse ühenditesse. taimedele, näiteks ammoniaagile. Sel juhul on mõlemapoolne kasu ilmne: juured on bakterite elupaigaks ja bakterid varustavad taime vajalike toitainetega.
Samuti on arvukalt näiteid sümbioosist, mis on kasulik ühele liigile ja ei ole kasulik ega kahjulik teisele. Näiteks inimese soolestikus elavad mitut tüüpi bakterid, mille esinemine on inimesele kahjutu. Samuti elavad bromeeliad (näiteks ananassid) puuokstel, kuid saavad toitaineid õhust. Need taimed kasutavad puud toestamiseks ilma toitaineid võtmata.
Lamedad ussid. Morfoloogia, taksonoomia, peamised esindajad. Arengutsüklid. Nakatumise teed. Profülaktika
Lamedad ussid on organismide rühm, millel on enamikus kaasaegsetes klassifikatsioonides tüüp, mis ühendab suurt hulka primitiivseid ussilaadseid selgrootuid, millel pole kehaõõnsust. Tänapäevasel kujul on rühm selgelt parafüleetiline, kuid praegune teadustöö ei võimalda välja töötada rahuldavat rangelt fülogeneetilist süsteemi ja seetõttu kasutavad zooloogid traditsiooniliselt seda nimetust.
Lameusside kuulsaimad esindajad on planaaria (Turbellaria: Tricladida), maksa- ja kassirest (trematood), veise-paeluss, sea-paeluss, laiune paeluss, ehhinokokk (paeluss).
Praegu on arutlusel küsimus nn sooleturbellaria (Acoela) süstemaatilisest asukohast, kuna 2003. aastal tehti ettepanek eristada neid iseseisva tüübina.
Keha on kahepoolselt sümmeetriline, selgelt piiritletud pea- ja sabaotstega, dorsoventraalses suunas mõnevõrra lapik, suurtel esindajatel tugevalt lame. Kehaõõnsus ei ole välja arenenud (v.a mõned paelusside ja liblikate elutsükli faasid). Gaaside vahetus toimub kogu keha pinnal; hingamiselundid ja veresooned puuduvad.
Väljaspool on keha kaetud ühe epiteeli kihiga. Tsiliaarsete usside ehk turbellaria puhul koosneb epiteel rakkudest, mis kannavad ripsmeid. Lestlased, monogeenid, tsestoodid ja paelussid on suurema osa oma elust ilma ripsepiteelist (kuigi tsiliaarrakke võib leida vastsete kujul); nende sisekesi esindab nn tegument, mitmes rühmas, millel on mikrovillid või kitiinkonksud. Tegumenti kandvad lestaussid kuuluvad Neodermata rühma.
Epiteeli all on lihasekott, mis koosneb mitmest lihasrakkude kihist, mis ei ole üksikuteks lihasteks diferentseerunud (teatavat diferentseerumist täheldatakse ainult neelu ja suguelundite piirkonnas). Välise lihaskihi rakud on suunatud risti, sisemine - piki keha anteroposterioorset telge. Välist kihti nimetatakse rõngakujuliseks lihaskihiks ja sisemist kihti pikisuunaliseks lihaskihiks.
Kõigis rühmades, välja arvatud tsestoodid ja paelussid, on neelu, mis viib soolestikku või, nagu nn sooleturbellaria puhul, seedetrakti parenhüümi. Soolestik on pimesi suletud ja suhtleb keskkonnaga ainult suu kaudu. Mitmel suurel turbellarial on pärakupoorid (mõnikord mitu), kuid see on pigem erand kui reegel. Väikestes vormides on soolestik sirge, suurtel (planaaria, lest) võib tugevalt hargneda. Neelu paikneb kõhupinnal, sageli keha keskel või selle tagumise otsa lähedal, mõnes rühmas on see nihkunud ettepoole. Tsestoodil ja paelussidel sool puudub.
Närvisüsteem on nn ortogonaalset tüüpi. Enamikul neist on kuus pikisuunalist tüve (kaks kere selja- ja ventraalsel küljel ning kaks külgedel), mis on omavahel ühendatud põikkommissuuridega. Koos ortogoniga on parenhüümi perifeersetes kihtides paiknev enam-vähem tihe närvipõimik. Mõnedel tsiliaarsete usside kõige arhailisematel esindajatel on ainult närvipõimik.
Paljudel vormidel on välja arenenud lihtsad valgustundlikud silmad, mis ei ole võimelised nägema objekte, samuti tasakaaluelundid (stagotsüstid), puutetundlikud rakud (sensilla) ja keemilised meeleorganid.
Osmoregulatsioon viiakse läbi protonefridia abil - hargnevad kanalid, mis ühenduvad ühe või kahe erituskanaliga. Mürgiste ainevahetusproduktide vabanemine toimub kas protonefridia kaudu erituva vedelikuga või akumuleerudes parenhüümi spetsiaalsetesse rakkudesse (atrotsüüdid), mis mängivad "akumulatsioonineerude" rolli.
Valdav enamus esindajatest on hermafrodiidid, välja arvatud verelibled (skistosoomid) - nad on kahekojalised. Fluke munad on helekollase kuni tumepruuni värvusega, ühel poolustel on kork. Uurimisel leitakse mune kaksteistsõrmiksoole sisust, väljaheitest, uriinist, rögast.
Esimeseks vaheperemeheks lestlaste seas on erinevad molluskid, teiseks peremeheks kalad, kahepaiksed. Lõplikuks peremeheks on mitmesugused selgroogsed.
Elutsükkel (polüstüreeni näitel) on äärmiselt lihtne: pärast kalast lahkumist väljub munast vastne, mis kleepub lühikese aja pärast uuesti kala külge ja muutub täiskasvanud ussiks. Flukes on keerulisem arendustsükkel, vahetades 2-3 peremeest.
Genotüüp. Genoom. Fenotüüp. Fenotüübi arengut määravad tegurid. Domineerimine ja retsessiivsus. Geenide koostoime tunnuste määramisel: domineerimine, vahepealne manifestatsioon, kaasdominants
Genotüüp on antud organismi geenide kogum, mis erinevalt genoomi ja genofondi kontseptsioonidest iseloomustab indiviidi, mitte liiki (genotüübi ja genoomi erinevus seisneb mittekodeerivate järjestuste kaasamises, mida ei kaasata genotüübi mõistes genoomi mõistes). Koos keskkonnateguritega määrab see organismi fenotüübi.
Tavaliselt räägitakse genotüübist konkreetse geeni kontekstis, polüploidsetel indiviididel tähistab see antud geeni alleelide kombinatsiooni. Enamik geene esineb organismi fenotüübis, kuid fenotüüp ja genotüüp erinevad järgmistel viisidel:
1. Vastavalt teabeallikale (genotüüp määratakse isendi DNA-d uurides, fenotüüp registreeritakse organismi välimust jälgides).
2. Genotüüp ei vasta alati samale fenotüübile. Mõned geenid ilmuvad fenotüübis ainult teatud tingimustel. Teisest küljest on mõned fenotüübid, näiteks loomade karusnaha värvus, mitme geeni koostoime tulemus.
Genoom - organismi kõigi geenide kogum; selle täielik kromosoomikomplekt.
On teada, et DNA, mis on enamikus organismides geneetilise teabe kandja ja seega ka genoomi aluseks, ei hõlma ainult geene selle sõna tänapäevases tähenduses. Suurem osa eukarüootsete rakkude DNA-st on esindatud mittekodeerivate ("üleliigsete") nukleotiidjärjestustega, mis ei sisalda teavet valkude ja RNA kohta.
Seetõttu mõistetakse organismi genoomi all haploidse kromosoomikomplekti ja iga kromosoomivälise geneetilise elemendi kogu DNA-d, mis sisalduvad mitmerakulise organismi iduliini üksikus rakus. Erinevate liikide organismide genoomi suurused erinevad üksteisest oluliselt ning samas puudub sageli korrelatsioon bioloogilise liigi evolutsioonilise keerukuse taseme ja selle genoomi suuruse vahel.
Fenotüüp on teatud arenguetapis indiviidile omaste omaduste kogum. Fenotüüp kujuneb genotüübi alusel, mida vahendavad mitmed keskkonnategurid. Diploidsetes organismides esinevad fenotüübis domineerivad geenid.
Fenotüüp - organismi väliste ja sisemiste omaduste kogum, mis on omandatud ontogeneesi (individuaalse arengu) tulemusena
Vaatamata näiliselt rangele määratlusele on fenotüübi mõistel mõned ebaselgused. Esiteks ei ole enamik geneetilise materjali poolt kodeeritud molekule ja struktuure organismi välisilmes nähtavad, kuigi need on osa fenotüübist. Näiteks inimese veregrupid. Seetõttu peaks fenotüübi laiendatud määratlus hõlmama omadusi, mida saab tuvastada tehniliste, meditsiiniliste või diagnostiliste protseduuridega. Lisaks võib radikaalsem laienemine hõlmata omandatud käitumist või isegi organismi mõju keskkonnale ja teistele organismidele.
Fenotüüpi võib defineerida kui geneetilise informatsiooni "kandumist" keskkonnateguritesse. Esimese lähendusena saame rääkida kahest fenotüübi tunnusest: a) eemaldamise suundade arv iseloomustab keskkonnategurite hulka, mille suhtes fenotüüp on tundlik - fenotüübi mõõtmelisust; b) eemaldamise "vahemik" iseloomustab fenotüübi tundlikkuse astet antud keskkonnateguri suhtes. Need omadused koos määravad fenotüübi rikkuse ja arengu. Mida mitmemõõtmelisem ja tundlikum on fenotüüp, mida kaugemal on fenotüüp genotüübist, seda rikkam see on. Kui võrrelda viirust, bakterit, ümarussi, konna ja inimest, siis fenotüübi rikkus selles sarjas kasvab.
Mõned fenotüübi omadused, näiteks silmade värv, on otseselt määratud genotüübiga. Teised sõltuvad suuresti organismi vastasmõjust keskkonnaga – näiteks võivad identsed kaksikud olla erineva pikkuse, kaalu ja muude põhiliste füüsiliste omaduste poolest, hoolimata sellest, et nad kannavad samu geene.
Fenotüübiline dispersioon (määratletud genotüübi dispersiooniga) on loodusliku valiku ja evolutsiooni põhieeldus. Organism tervikuna jätab (või ei jäta) järglasi, seetõttu mõjutab looduslik valik populatsiooni geneetilist struktuuri kaudselt fenotüüpide panuse kaudu. Ilma erinevate fenotüüpideta pole evolutsiooni. Samas ei kajastu retsessiivsed alleelid alati fenotüübi tunnustes, vaid need püsivad ja võivad järglastele edasi kanduda.
Tegurid, millest sõltuvad fenotüübiline mitmekesisus, geneetiline programm (genotüüp), keskkonnatingimused ja juhuslike muutuste (mutatsioonide) sagedus, on kokku võetud järgmises seoses:
genotüüp + keskkond + juhuslikud muutused → fenotüüp.
Genotüübi võimet kujuneda ontogeneesis, olenevalt keskkonnatingimustest, erinevaid fenotüüpe nimetatakse reaktsiooninormiks. See iseloomustab keskkonna osakaalu funktsiooni rakendamisel. Mida suurem on reaktsioonikiirus, seda suurem on keskkonna mõju ja seda väiksem on genotüübi mõju ontogeneesis. Tavaliselt, mida mitmekesisemad on liigi elutingimused, seda suurem on tema reaktsioonikiirus.
Jätkamine
--PAGE_BREAK--
Dominantsus (dominantsus) on ühe geeni alleelide vahelise suhte vorm, mille puhul üks neist (dominantne) surub (maskeerib) teise (retsessiivse) avaldumist ja määrab seega tunnuse avaldumise nii domineerivates homosügootides kui ka heterosügootides.
Täieliku domineerimise korral ei erine heterosügoodi fenotüüp domineeriva homosügoodi fenotüübist. Ilmselt on puhtal kujul täielik domineerimine üliharva või ei esine seda üldse.
Mittetäieliku domineerimise korral on heterosügootidel fenotüüp domineeriva ja retsessiivse homosügoodi fenotüüpide vahepealne. Näiteks snapdragoni ja paljude teiste õitsvate taimeliikide puhaste liinide ristamisel lillade ja valgete õitega on esimesel põlvkonnal roosad õied. Molekulaarsel tasandil võib mittetäieliku domineerimise lihtsaim seletus olla vaid ensüümi või mõne muu valgu aktiivsuse kahekordne vähenemine (kui domineeriv alleel toodab funktsionaalset valku ja retsessiivne alleel defektset). Võib esineda ka teisi mittetäieliku domineerimise mehhanisme.
Mittetäieliku domineerimise korral on genotüübi ja fenotüübi järgi sama segregatsioon vahekorras 1:2:1.
Koosdominantsiga, erinevalt mittetäielikust domineerimisest, ilmnevad heterosügootides tunnused, mille eest iga alleel vastutab, samaaegselt (segatuna). Tüüpiline kodominantsi näide on ABO süsteemi veregruppide pärand inimestel. Kõigil AA (teine rühm) ja BB (kolmas rühm) genotüübiga inimeste järglastel on genotüüp AB (neljas rühm). Nende fenotüüp ei ole vanemate fenotüüpide vahepealne, kuna erütrotsüütide pinnal on mõlemad aglutinogeenid (A ja B). Kodomineerides ei saa üht alleelist nimetada domineerivaks ja teist ei saa olla retsessiivne, need mõisted kaotavad oma tähenduse: mõlemad alleelid mõjutavad fenotüüpi võrdselt. RNA ja geenide valguproduktide tasandil on ilmselt valdav enamus geenide alleelsete interaktsioonide juhtudest kodominantsus, kuna heterosügootides kodeerivad mõlemad alleelist tavaliselt RNA-d ja/või valguprodukti ning mõlemad valgud või RNA on olemas. kehas.
Keskkonnategurid, nende koosmõju
Keskkonnategur on elupaiga seisund, mis mõjutab keha. Keskkond hõlmab kõiki kehasid ja nähtusi, millega organism on otseses või kaudses suhtes.
Ühel ja samal keskkonnateguril on koos elavate organismide elus erinev tähendus. Näiteks mulla soolarežiim mängib taimede mineraalse toitumise juures esmast rolli, kuid on enamiku maismaaloomade jaoks ükskõikne. Valgustuse intensiivsus ja valguse spektraalne koostis on fototroofsete taimede elus äärmiselt olulised ning heterotroofsete organismide (seente ja veeloomade) elus valgus nende elutegevust oluliselt ei mõjuta.
Keskkonnategurid mõjutavad organisme erineval viisil. Need võivad toimida stiimulitena, põhjustades adaptiivseid muutusi füsioloogilistes funktsioonides; piirangutena, mis muudavad teatud organismide eksisteerimise antud tingimustes võimatuks; kui modifikaatorid, mis määravad organismide morfoloogilisi ja anatoomilisi muutusi.
Tavapärane on eristada biootilisi, antropogeenseid ja abiootilisi keskkonnategureid.
Biootilised tegurid – kõik paljud elusorganismide tegevusega seotud keskkonnategurid. Nende hulka kuuluvad fütogeensed (taimed), zoogeensed (loomad), mikrobiogeensed (mikroorganismid) tegurid.
Antropogeensed tegurid – kõik paljud inimtegevusega seotud tegurid. Nende hulka kuuluvad füüsikalised (aatomienergia kasutamine, liikumine rongides ja lennukites, müra ja vibratsiooni mõju jne), keemiline (mineraalväetiste ja pestitsiidide kasutamine, maakoore saastamine tööstus- ja transpordijäätmetega, suitsetamine, alkoholi ja narkootikumide tarvitamine, meditsiiniliste vahendite liigtarbimine), bioloogilised (toit; organismid, millele inimene võib olla elupaigaks või toiduallikaks), sotsiaalsed (seotud inimeste ja eluga ühiskonnas) tegurid.
Abiootilised tegurid – kõik paljud elutus looduses toimuvate protsessidega seotud tegurid. Nende hulka kuuluvad klimaatilised (temperatuur, niiskus, rõhk), edafogeensed (mehaaniline koostis, õhu läbilaskvus, pinnase tihedus), orograafilised (reljeef, kõrgus merepinnast), keemilised (õhu gaasiline koostis, vee soolane koostis, kontsentratsioon, happesus), füüsikalised (müra, magnetväljad, soojusjuhtivus, radioaktiivsus, kosmiline kiirgus).
Keskkonnategurite iseseisva toimega piisab, kui tegutseda "piirava teguri" mõistega, et määrata kindlaks keskkonnategurite kompleksi ühine mõju antud organismile. Reaalsetes tingimustes võivad keskkonnategurid aga üksteise toimet tugevdada või nõrgendada.
Keskkonnategurite koosmõju arvestamine on oluline teaduslik probleem. Tegurite koostoimel on kolm peamist tüüpi:
aditiivne - tegurite koostoime on iga teguri mõjude lihtne algebraline summa iseseisva tegevusega;
sünergiline - tegurite koosmõju suurendab efekti (see tähendab, et nende koos toimimise mõju on suurem kui iga teguri mõjude lihtne summa, kui nad tegutsevad iseseisvalt);
antagonistlik – tegurite koosmõju nõrgendab mõju (see tähendab, et nende koos toimimise mõju on väiksem kui iga teguri mõjude lihtsumma).
Kasutatud kirjanduse loetelu
Gilbert S. Arengubioloogia. - M., 1993.
Green N., Stout W., Taylor D. Bioloogia. - M., 1993.
Nebel B. Keskkonnateadus. - M., 1993.
Carroll R. Selgroogsete paleontoloogia ja evolutsioon. - M., 1993.
Leinger A. Biokeemia. - M., 1974.
A. A. Slyusarev Bioloogia üldgeneetikaga. - M., 1979.
Watson D. Geeni molekulaarbioloogia. - M., 1978.
Chebyshev N.V., Supryaga A.M. Kõige lihtsam. - M., 1992.
Tšebõšev N.V., Kuznetsov S.V. Rakubioloogia. - M., 1992.
Yarygin V.N. Bioloogia. - M., 1997.
Elusaine organiseerituse tasemed Elusaine organiseerituse tasemed. Autor: Lõssenko Roman, 10. klassi õpilane MBOU SOSH 31 Novocherkassk Bioloogiaõpetaja: Bashtannik N.E õppeaasta
Molekulaarne tase on bioloogiliste makromolekulide – biopolümeeride – funktsioneerimise tase: nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid, lipiidid, steroidid. Sellelt tasandilt algavad tähtsamad eluprotsessid: ainevahetus, energia muundamine, päriliku informatsiooni edastamine.Seda taset uurivad: biokeemia, molekulaargeneetika, molekulaarbioloogia, geneetika, biofüüsika.
Rakutasand on rakkude tasand (bakterirakud, tsüanobakterid, üherakulised loomad ja vetikad, ainuraksed seened, paljurakuliste organismide rakud). Rakk on elusolendite struktuuriüksus, funktsionaalne üksus, arenguüksus.Seda taset uurivad tsütoloogia, tsütokeemia, tsütogeneetika, mikrobioloogia. (Närvirakk)
Organismi tase on üherakuliste, koloniaalsete ja mitmerakuliste organismide tase. Organismi taseme eripära seisneb selles, et sellel tasemel toimub geneetilise teabe dekodeerimine ja rakendamine, antud liigi isendite omaduste kujunemine. Seda taset uurivad morfoloogia (anatoomia ja embrüoloogia), füsioloogia, geneetika, paleontoloogia.
Populatsioonispetsiifiline on isendite – populatsioonide ja liikide – agregaatide tase. Seda taset uurivad süstemaatika, taksonoomia, ökoloogia, biogeograafia ja populatsioonigeneetika. Sellel tasemel uuritakse populatsioonide geneetilisi ja ökoloogilisi omadusi, elementaarseid evolutsioonifaktoreid ja nende mõju genofondile (mikroevolutsioon), liigi säilimise probleemi.
Ökosüsteemi tasand on mikroökosüsteemide, mesoökosüsteemide, makroökosüsteemide tase. Sellel tasemel uuritakse toitumistüüpe, organismide ja populatsioonide vaheliste seoste tüüpe ökosüsteemis, populatsioonide arvukust, populatsioonide arvukuse dünaamikat, populatsioonide tihedust, ökosüsteemide produktiivsust ja suktsessiooni. Seda taset uurib ökoloogia.
*1 – 4 *2 – 3 *3 – 1 *4 – 3 *5 - 3 *6 – 4 *7 – 1 *8 – 3 *9 – 2 *10 – 1 *
24
