MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI

FEDERACJA ROSYJSKA

INSTYTUCJA EDUKACYJNA BUDŻETU PAŃSTWA FEDERALNEGO

WYŻSZE WYKSZTAŁCENIE ZAWODOWE

„Uniwersytet Państwowy Wiack”

Katedra Biologii

Katedra Mikrobiologii

I.V. DARMOW

Biologia ogólna

Kurs wykładowy

Instruktaż

Zatwierdzony przez komisję redakcyjną i wydawniczą rady metodologicznej Federalnej Państwowej Budżetowej Instytucji Edukacyjnej Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „Vyatka State University” jako podręcznik dla studentów kierunku 020400.62 „Biologia” wszystkich profili szkoleniowych

Recenzenci:

Profesor nadzwyczajny, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Państwowy Vyatka,

Kandydat nauk biologicznych O. N. Shupletsova;

Główny Naukowiec Centrum Badawczego 33 Centralny Instytut Badawczy Ministerstwa Obrony Federacji Rosyjskiej, Kirow, doktor nauk biologicznych, profesor V.B. Kaliniński

Darmov, I.V.

UDC 573(07)

Podręcznik przeznaczony jest dla studentów kierunku 020400.62 „Biologia” wszystkich profili kształcenia studiujących dyscyplinę „Biologia ogólna”.

Te. redaktor E.V. Kajgorodcewa

© Federalna Państwowa Budżetowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „VyatGU”, 2014

1.Biologia jako nauka. Właściwości układów żywych……………………………...4

2.Podstawy cytologii. Prokarioty…………………………………………………..17

3.Podstawy cytologii. Eukarionty. Składniki membrany…………….21

4.Podstawy cytologii. Eukarionty. Komponenty niemembranowe…..……..29

5.Rozmnażanie bezpłciowe. Mitoza…………………………………………………..34

6. Rozmnażanie płciowe. Mejoza………………………...…………………………43

7. Podstawowe wzorce dziedziczności…………………...……54

8. Główne wzorce zmienności……………………………...…64

9.Różnorodność biologiczna…………………………………………….79

Wykaz wykorzystanych źródeł…………………………….…….105

Wykład nr 1

Temat wykładu: Biologia jako nauka . Właściwości układów żywych.

Zarys wykładu:

1. Biologia jako nauka

2. Metody biologii

3. Podstawowe pojęcia biologii

4. Poziomy organizacji istot żywych

5. Podstawowe właściwości układów żywych

6. Nowoczesna definicja organizmu żywego i życia

1. Biologia jako nauka

Biologia (Grecki bios- życie, logo- słowo, doktryna) - zbiór nauk o życiu, o przyrodzie żywej. Przedmiot biologii - budowa organizmów żywych, ich funkcje, pochodzenie, rozwój, relacje ze środowiskiem. Oprócz fizyki, chemii, astronomii, geologii itp. odnosi się do nauki przyrodnicze.

Biologia jest jedną z najstarszych nauk, choć określenie to pojawiło się dopiero w 1797 roku (jej autorem był niemiecki profesor anatomii T. Ruz (1771-1803). Arystoteles (384-322 p.n.e.) nazywany jest często „ojcem biologii” do pierwszej klasyfikacji zwierząt.

Czym są osobliwości biologia jako nauka?

1.1 Biologia blisko związany z filozofią. Wynika to z faktu, że spośród 3 podstawowych problemów nauk przyrodniczych, 2 są przedmiotem badań biologicznych.

1. Problem powstania Wszechświata, przestrzeni, przyrody w ogóle (zajmuje się nią fizyka i astronomia).

2. Problem pochodzenia życia, tj. żyjące z nieożywionego.

3. Problem pochodzenia Rozumu i człowieka jako jego nośnika.

Rozwiązanie tych problemów jest ściśle powiązane z rozwiązaniem podstawowe pytanie filozofii: co jest pierwsze – materia czy świadomość? Dlatego aspekty filozoficzne zajmują w biologii znaczące miejsce.

1.2. Związek biologii z zagadnieniami społecznymi i etycznymi.

Na przykład darwinizm społeczny przenosi koncepcję „doboru naturalnego” na społeczeństwo ludzkie; różnice między klasami wyjaśniają czynniki biologiczne.

Inne przykłady: rasizm, przeszczepy narządów, starzenie się.

1.3. Głęboko specjalizacja biologia.

W wyniku zróżnicowania biologii według przedmiotu studiów powstały prywatne nauki biologiczne: botanika, zoologia, mikrobiologia (bakteriologia, wirusologia, mikologia itp.).

Innym działem nauk biologicznych jest według poziomów organizacji i właściwości materii żywej: genetyka (dziedziczność), cytologia (poziom komórkowy), anatomia i fizjologia (budowa i funkcjonowanie organizmów), ekologia (związki organizmów ze środowiskiem) itp.

W rezultacie integracja wraz z pojawieniem się innych nauk: biochemii, biofizyki, radiobiologii, biologii kosmicznej itp.

Te. biologia jest zespołem nauk i biologia ogólna zajmuje się badaniem najbardziej ogólnych praw budowy, aktywności życiowej, rozwoju i pochodzenia organizmów żywych. Główne pytanie, na które próbuje odpowiedzieć biologia ogólna, - czym jest życie?

1.4. Obecnie biologia, pozostając podstawy teoretyczne wiedza o istotach żywych staje się bezpośrednia siła wytwórcza , rodzi nowe technologie: biotechnologię, inżynierię genetyczną i komórkową itp.

Komórka

W tej części należy zdefiniować pojęcie „komórki”, zauważyć, że odkryto je za pomocą mikroskopu, a udoskonalenie technologii mikroskopowej pozwoliło zidentyfikować różnorodność ich kształtów, złożoność struktury jądro, proces podziału komórki itp. Wymień inne metody badania komórek: zróżnicowane wirowanie, mikroskopia elektronowa, autoradiografia, mikroskopia z kontrastem fazowym, analiza dyfrakcji promieni rentgenowskich; pokaż, na czym opierały się te metody i co odkryto za ich pomocą.

Głównym elementem strukturalnym wszystkich żywych organizmów (roślin i zwierząt) jest komórka. Wskaż, przez kogo zostało ono sformułowane jako pierwsze teoria komórki, poznaj jego położenie. Głównymi składnikami komórki są: zewnętrzna Błona komórkowa, cytoplazma i jądro.

Część błona biologiczna obejmuje lipidy stanowiące podstawę błony i białka o wysokiej masie cząsteczkowej. Zwróć uwagę na polarność cząsteczek lipidów i jaką pozycję mogą zajmować białka w stosunku do lipidów. Nowoczesny model błony biologicznej zyskał nazwę „uniwersalnego modelu płynnej mozaiki”. Rozwiń tę koncepcję. Scharakteryzuj części błony: kompleks nadbłonowy, samą membranę i kompleks podbłonowy. Wyjaśnij funkcje błony biologicznej.

Jedną z ważnych funkcji błony jest transport substancji z komórki do komórki. Omów rodzaje transportu substancji przez błonę: pasywny i aktywny. Wskaż, że transport pasywny obejmuje: osmozę, dyfuzję, filtrację. Zdefiniuj te pojęcia i podaj przykłady procesów fizjologicznych zachodzących w organizmie poprzez transport bierny. Transport aktywny obejmuje: przenoszenie substancji przy udziale enzymów nośnikowych, pompy jonowe. Wyjaśnij mechanizm na przykładzie pompy potasowo-sodowej. Istnieje również aktywne wychwytywanie substancji przez błonę komórkową: fagocytoza i pinocytoza. Zdefiniuj te pojęcia i podaj przykłady. Wskaż, czym zasadniczo różni się transport aktywny od transportu pasywnego.

W cytoplazma Wyróżnia się hialoplazmę lub macierz - jest to wewnętrzne środowisko komórki. Należy zauważyć, że zewnętrzna warstwa cytoplazmy, czyli ektoplazmy, ma większą gęstość i jest pozbawiona granulek. Podkreśl, że ektoplazma zachowuje się jak koloid, zdolny do przejścia ze stanu żelu do stanu zolowego i z powrotem. Wyjaśnij te terminy. Podaj przykłady procesów zachodzących w macierzy. Zawiera organelle i inkluzje. Dowiedz się, co to są organelle. Organelle są izolowane Ogólne znaczenie i specjalne. Do pierwszych zalicza się: retikulum endoplazmatyczne; kompleks blaszkowy, mitochondria, rybosomy, polisomy, lizosomy, centrum komórkowe, mikrociała, mikrotubule, mikrofilamenty. Scharakteryzuj budowę i funkcje tych organelli. Podaj przykłady organelli specjalnego przeznaczenia i wskaż ich funkcje. Zdefiniuj pojęcie inkluzji komórkowych, wskaż rodzaje inkluzji i podaj przykłady.

Rdzeń. Zwróć uwagę na główną funkcję jądra - przechowywanie informacji dziedzicznych. Składniki jądra to otoczka jądrowa, nukleoplazma (sok jądrowy), jąderko (jeden lub dwa), grudki chromatyny (chromosomy). Podkreśl znaczenie błony jądrowej komórki eukariotycznej - oddzielenie materiału dziedzicznego (chromosomy) od cytoplazmy, w której zachodzą różnorodne reakcje metaboliczne. Wskaż, z ilu błon biologicznych składa się otoczka jądrowa i jakie pełni funkcje. Należy pamiętać, że podstawą nukleoplazmy są białka, w tym włókniste. Zawiera enzymy niezbędne do syntezy kwasów nukleinowych i rybosomów. Jądra są niestabilnymi strukturami jądra, znikają na początku podziału komórkowego i pojawiają się ponownie pod koniec. Wskaż, co wchodzi w skład jąderek i jaką pełni funkcję.

Chromosomy. Wskaż, że chromosomy składają się z DNA otoczonego dwoma rodzajami białek: histonowym (zasadowym) i niehistonowym (kwasowym). Należy zauważyć, że chromosomy mogą znajdować się w dwóch stanach strukturalnych i funkcjonalnych: spiralizowanym i despiralnym. Dowiedz się, który z tych dwóch stanów chromosomowych działa i co to oznacza. Wskaż, w jakim okresie życia komórki chromosomy są spiralne i wyraźnie widoczne pod mikroskopem. Zna budowę chromosomu, typy chromosomów różniące się lokalizacją pierwotnego zwężenia.

Organizmy większości żywych istot tak mają struktura komórkowa. W procesie ewolucji organiczny świat Komórka została wybrana jako elementarny system, w którym mogą manifestować się wszystkie prawa istot żywych. Organizmy o budowie komórkowej dzielą się na przedjądrowe, pozbawione typowego jądra (czyli prokarioty) i te z typowym jądrem (czyli eukarionty). Wskaż, które organizmy są prokariotami, a które eukariontami.

Aby zrozumieć organizację układu biologicznego, konieczna jest znajomość składu molekularnego komórki. Ze względu na zawartość pierwiastki tworzące komórkę dzielimy na trzy grupy: makroelementy, mikroelementy i ultramikroelementy. Podaj przykłady elementów tworzących każdą grupę, scharakteryzuj rolę głównych składników nieorganicznych w życiu komórki. Składniki chemiczne organizmów żywych dzielą się na nieorganiczne (woda, sole mineralne) i organiczne (białka, węglowodany, lipidy, kwasy nukleinowe). Z nielicznymi wyjątkami (szkliwo kości i zębów) woda jest dominującym składnikiem komórek. Zna właściwości wody, scharakteryzuje w jakich formach występuje ona w komórce znaczenie biologiczne woda. Według treści z materia organiczna Białka zajmują pierwsze miejsce w komórce. scharakteryzować skład białek, organizacja przestrzenna białka (pierwotne, wtórne, trzeciorzędowe, struktura czwartorzędowa), rola białek w organizmie. Węglowodany dzielą się na 3 klasy: monosacharydy, disacharydy i polisacharydy. Zna skład chemiczny i kryteria klasyfikacji węglowodanów. Podaj przykłady najważniejszych przedstawicieli klasy i scharakteryzuj ich rolę w życiu komórki. Największą różnorodnością chemiczną charakteryzują się lipidy. Termin „lipidy” łączy w sobie tłuszcze i substancje tłuszczopodobne – lipidy. Tłuszcze- Ten estry kwasy tłuszczowe i jakikolwiek alkohol. Zna skład chemiczny lipidów i lipidów. Podkreśl główne funkcje: troficzne, energetyczne, a także inne funkcje, które należy scharakteryzować. Energia powstająca podczas rozkładu substancji organicznych nie jest od razu wykorzystywana do pracy w komórkach, ale najpierw magazynowana w postaci wysokoenergetycznego związku pośredniego – trifosforanu adenozyny (ATP). Zna skład chemiczny ATP. Wyjaśnij, czym są związki AMP i ADP. Wyjaśnij pojęcie „połączenia makroergicznego”. Wskaż, w jakich procesach powstają ADP i AMP, a w jaki sposób powstaje ATP, jaka jest wartość energetyczna tych procesów. Podaj przykłady procesów fizjologicznych wymagających dużej ilości energii.

Jak wiadomo, bramkarz Informacja genetyczna są chromosomy. Składają się z kwasu nukleinowego – DNA i dwóch rodzajów białek. Porozmawiaj o DNA. Zna skład chemiczny DNA. Wskaż, jaki jest jego monomer - nukleotyd, wymień rodzaje nukleotydów. Scharakteryzować przestrzenny model DNA, wyjaśnić pojęcia komplementarności i antyrównoległości łańcuchów cząsteczki DNA. Omów właściwości i funkcje DNA. Należy zauważyć, że kwasy nukleinowe obejmują również trzy typy kwasy rybonukleinowe: i-RNA, r-RNA, t-RNA. Zna skład chemiczny RNA. Wskaż, czym różnią się nukleotydy RNA od nukleotydów DNA. Wyjaśnij funkcje wszystkich trzech typów kwasów rybonukleinowych.

K. biologicznie substancje czynne w klatce należy enzymy. Katalizują reakcje chemiczne. Konieczne jest zastanowienie się nad takimi właściwościami enzymów; jako specyfika działania, działanie tylko w określonym środowisku i w określonej temperaturze, większa skuteczność działania przy niskiej zawartości. Rozwiń te postanowienia: i podaj przykłady. Obecnie, ze względu na budowę, enzymy dzieli się na dwie główne grupy: całkowicie enzymy białkowe oraz enzymy, składające się z dwóch części: apoenzymu i koenzymu. Wyjaśnij te pojęcia i podaj przykłady koenzymów. Wiedz, co to jest aktywny ośrodek enzym. W zależności od rodzaju katalizowanych reakcji enzymy dzieli się na 6 głównych grup: oksyreduktazy, transferazy, hydrolazy, liazy, izomerazy i ligazy. Wyjaśnij mechanizm działania tych enzymów i podaj przykłady.

Wszystkie organizmy heterotroficzne pozyskują energię ostatecznie w wyniku reakcji redoks, tj. te, w których elektrony są przenoszone z donorów elektronów - czynniki redukujące do akceptorów elektronów - środki utleniające. Według metody dysymilacji organizmy dzielą się na beztlenowe i tlenowe. Metabolizm energetyczny u organizmów tlenowych składa się z trzech etapów: przygotowawczego, który zachodzi w przewodzie pokarmowym lub w komórce pod działaniem enzymów lizosomalnych; beztlenowy (lub beztlenowy), który zachodzi w macierzy cytoplazmatycznej, oraz tlenowy, który zachodzi w mitochondriach. Podaj szczegółowy opis wszystkich etapów, wskaż, jaka jest wartość energetyczna tych etapów, jakie są końcowe produkty metabolizmu energetycznego u organizmów tlenowych. W przypadku beztlenowej metody dysymilacji nie ma etapu tlenowego i metabolizm energetyczny wśród beztlenowców nazywa się to „fermentacją”. Wskaż postępujący charakter oddychania w porównaniu z fermentacją; jakie są końcowe produkty dysymilacji podczas fermentacji. Podaj przykłady organizmów tlenowych i beztlenowych (obowiązkowych i fakultatywnych).

Życie na Ziemi opiera się całkowicie na fotosyntezie roślin, które dostarczają materię organiczną i O 2 wszystkim organizmom. Podczas fotosyntezy energia świetlna zamieniana jest na energię wiązań chemicznych. Zdefiniuj proces fotosyntezy, zwróć uwagę na znaczenie dzieł K.A. Timiryazeva. Fotosynteza zachodzi tylko u roślin posiadających plastydy - chloroplasty. Zna budowę chloroplastów, ich skład chemiczny, podaje właściwości fizykochemiczne chlorofilu i karotenoidów niezbędnych w procesie fotosyntezy. Fotosynteza składa się z dwóch etapów: jasnego i ciemnego. Charakteryzować scena świetlna, zwróć uwagę na znaczenie fotolizy wody i wskaż skutki tej fazy fotosyntezy. Scharakteryzuj etap ciemny, zauważając, że w nim, wykorzystując energię i CO2, w wyniku złożonych reakcji syntetyzuje się węglowodany, w szczególności skrobię. Ujawnij znaczenie fotosyntezy dla rolnictwa.

Przykładem metabolizmu plastycznego u organizmów heterotroficznych jest biosynteza białek. Wszystkie główne procesy zachodzące w organizmie są związane z białkami, a w każdej komórce następuje ciągła synteza białek charakterystycznych dla danej komórki i niezbędnych w danym okresie życia komórki. Informacja o cząsteczce białka jest szyfrowana w cząsteczce DNA za pomocą trójek lub kodogenów. Zdefiniować pojęcia tripletu i kodu genetycznego. Ujawnij cechy kodu genetycznego - uniwersalność, potrójność, liniowość, degenerację lub redundancję, brak nakładania się. W biosyntezie białek można wyróżnić trzy etapy – transkrypcję, procesy potranskrypcyjne i translację. Odzwierciedlaj istotę, kolejność i lokalizację każdego etapu. Aby dowiedzieć się, dlaczego komórki organizmu wielokomórkowego, powstałe z jednego zapłodnionego jaja, różnią się składem białek i pełnią różne funkcje. Wyjaśnić mechanizm regulacji aktywności genów podczas syntezy poszczególnych białek na przykładzie bakterii (schemat F. Jacoba i J. Monoda). Zdefiniuj pojęcie „operonu”, wskaż jego elementy składowe i funkcje.

Rozmnażanie komórek

Charakteryzująca reprodukcja na poziom komórki organizację biologiczną, należy zauważyć, że jedynym sposobem powstania komórek jest podział poprzednich. Proces ten jest bardzo ważny dla organizmu. Istnienie komórki od momentu jej powstania w wyniku podziału komórki macierzystej aż do późniejszego podziału lub śmierci nazywa się cyklem życia (lub komórki). Jego składnikiem jest cykl mitotyczny. Składa się z interfazy i mitozy. Wyjaśnij to interfaza- To najdłuższa część cyklu mitotycznego, podczas której komórka przygotowuje się do podziału. Składa się z trzech okresów (przedsyntetycznego, syntetycznego i postsyntetycznego). Scharakteryzuj okresy interfazy, zwracając uwagę, w którym z nich następuje synteza RNA, białek, DNA, ATP i duplikacja organelli.

Mitoza- pośredni podział komórkowy. Składa się z 4 kolejnych faz: profazy, metafazy, anafazy i telofazy. Mitoza charakteryzuje się pojawieniem się chromosomów, wrzecion i tworzeniem się komórek potomnych podobnych do matki. Scharakteryzuj fazy mitozy wraz z kolejnością zdarzeń w nich zachodzących. Wskaż mechanizmy zapewniające tożsamość chromosomów i stałość ich liczby w komórkach potomnych w czasie mitozy. Odkryj biologiczną istotę mitozy.

Inny sposób - amitoza lub bezpośredni podział. Zachodzi bez tworzenia chromosomów i wrzecion. Wskaż, które komórki dzielą się na drodze amitozy, podkreślając różnicę od mitozy.

Rozmnażanie i indywidualny rozwój organizmów

Definiować proces reprodukcji jako właściwość organizmów do pozostawiania potomstwa. Istnieją dwie formy rozmnażania się organizmów: bezpłciowe i płciowe. Należy pamiętać, że rozmnażanie bezpłciowe opiera się na mitozie, dlatego organizmy potomne są dokładną kopią organizmu matczynego. Ta metoda rozmnażania powstała jako pierwsza w procesie ewolucji. Opisać sposoby rozmnażania bezpłciowego u organizmów jednokomórkowych (podział mitotyczny, schizogonia, pączkowanie, sporulacja) i wielokomórkowych (rozmnażanie wegetatywne, czyli przez części ciała lub grupę komórek somatycznych). Daj przykłady.

Rozmnażanie płciowe- rozmnażanie za pomocą specjalnych komórek gamet, które mają haploidalny zestaw chromosomów i biorą udział w zapłodnieniu. Proces powstawania gamet nazywa się gametogeneza. Dzieli się na spermatogenezę i oogenezę. Spermatogeneza ma 4 etapy: rozmnażanie, wzrost, dojrzewanie i tworzenie. W oogeneza 3 etapy (bez etapu formowania). Opisz każdy etap gametogenezy, wskazując, jak zmienia się zestaw chromosomów i ilość DNA w każdym z nich. Zwróć uwagę na różnicę między spermatogenezą a oogenezą.

Mejoza- Jest to metoda podziału komórek, w wyniku której liczba chromosomów zmniejsza się o połowę. Jest centralnym ogniwem gametogenezy, w wyniku którego z każdej komórki powstają 4 komórki haploidalne z diploidalnym zestawem chromosomów. Mejoza składa się z dwóch szybko następujących po sobie podziałów, zwanych odpowiednio pierwszym i drugim podziałem mejotycznym. Każdy z tych podziałów ma fazy podobne do mitozy, ale ich przejście ma swoją własną charakterystykę. Scharakteryzuj fazy pierwszego i drugiego podziału, zwróć uwagę na różnice między nimi i pokaż, jak zmienia się zestaw chromosomów i ilość DNA w każdej fazie. Wyjaśnij, dlaczego pomiędzy pierwszym i drugim podziałem występuje krótka przerwa. Odkryj biologiczne znaczenie mejozy.

W większości przypadków gamety są różne: duże, nieruchome jajo i mały, ruchomy plemnik. Gamety– komórki wysoce zróżnicowane, przystosowane do pełnienia określonych funkcji. Scharakteryzuj budowę plemników i komórek jajowych, ich cechy genetyczne i funkcje.

Nawożenie to proces fuzji gamet żeńskich i męskich prowadzący do powstania zygoty. Zapłodnienie pociąga za sobą aktywację komórki jajowej i utworzenie haploidalnego jądra zygoty. Jądra haploidalne przenoszą informację genetyczną z dwóch organizmów rodzicielskich (kombinacyjna forma zmienności). U zwierząt zapłodnienie może być zewnętrzne lub wewnętrzne. Podaj przykłady i wskaż istotę różne rodzaje nawożenie. Występuje w wielu organizmach partenogeneza- rodzaj rozmnażania płciowego, gdy rozwój osobnika następuje z niezapłodnionego jaja. Wymień rodzaje partenogenezy: naturalną (fakultatywną i obligatoryjną) i sztuczną.

Ontogeneza- indywidualny rozwój organizmu, składa się z 3 okresów:

1. Progeneza- dojrzewanie gamet i ich połączenie w celu utworzenia zygoty.
2. Okres embrionalny(Lub embriogeneza) - od momentu powstania zygoty do momentu narodzin lub uwolnienia organizmu z błon jajowych. Etapy embriogenezy: zmiażdżenie, w wyniku którego powstaje blastula; gastrulacja, podczas której pojawiają się listki zarodkowe (ektoderma, endoderma i mezoderma); tworzenie tkanek i narządów. Sposób fragmentacji zygoty zależy od ilości żółtka i charakteru jego rozmieszczenia w cytoplazmie jaja. Rozróżnia się kruszenie całkowite i niepełne. Całkowite kruszenie może być równomierne i nierówne, a niepełne kruszenie może być dyskoidalne i marginalne. Pokaż, jakie rodzaje jaj charakteryzują się tym lub innym rodzajem kruszenia. Proces gastrulacji przebiega na różne sposoby i zależy od budowy blastuli, czyli ostatecznie od ilości żółtka w jaju. Gastrulacja charakteryzuje się ruchem i różnicowaniem komórek, w wyniku czego powstaje dwu- lub trójwarstwowy zarodek. Zwróć uwagę, w którym przypadku rozwój zwierząt kończy się na etapie dwóch listków zarodkowych: ektodermy i endodermy, a u jakich zwierząt i w jaki sposób rozwija się trzeci (lub środkowy) listek zarodkowy – mezoderma. Wskaż, które tkanki i narządy powstają z listków zarodkowych. Po zakończeniu gastrulacji następuje rozwój kompleksu osiowego: struny grzbietowej, cewy nerwowej, mezodermy tułowia; etap neuruli. Podaj kolejność ich powstawania. Proces różnicowania komórek jest zdeterminowany wieloma mechanizmami, wśród których ważną rolę odgrywa indukcja embrionalna. Opisz doświadczenie potwierdzające wpływ struny grzbietowej na rozwój innych tkanek
3. Okres postembrionalny rozpoczyna się po urodzeniu lub uwolnieniu organizmu z błon jajowych. Rozróżnia rozwój bezpośredni, który zachodzi bez stadium larwalnego, i rozwój pośredni, w którym występuje stadium larwalne zakończone transformacją (metamorfozą) w postać dorosłą. Podaj przykłady bezpośredniego i pośredniego rozwoju postembrionalnego u bezkręgowców i kręgowców. Sprecyzować rola biologiczna rozwój pośredni.

Podstawy genetyki

Definiować genetyka jako nauka o prawach dziedziczności i zmienności. Jak każda nauka ma przedmiot badań, metody badań, zadania i cele. Przedmiotem badań genetyki są właściwości istot żywych: dziedziczność i zmienność.

Dziedziczność- zdolność rodziców do przekazywania swoich właściwości i cech potomstwu. Zapewnia ciągłość materialną i funkcjonalną pomiędzy pokoleniami. Dzięki dziedziczności właściwości poszczególnych organizmów i gatunku jako całości zachowują się przez pokolenia.

Istnieją dwa rodzaje dziedziczności: jądrowa (chromosomalna) i zewnątrzjądrowa (niechromosomalna, cytoplazmatyczna). Dziedziczność nuklearna determinowana przez geny chromosomów i rozciąga się na większość cech i właściwości organizmu. Dziedziczność niejądrowa spowodowane przez geny mitochondriów, chloroplastów, kinetosomów, plazmidów, episomów.

Zmienność- zdolność organizmów do zmiany swoich właściwości i cech. Formy zmienności są różne i zależą od wielu przyczyn. Dziedziczność utrwaliła w potomstwie formy zmienności związane z materiałem dziedzicznym, tj. to proces zapewniający zachowanie nie tylko podobieństw, ale i różnic organizmów przez wiele pokoleń.

Genetyka ujawniła materialne podstawy oraz rolę dziedziczności i zmienności w procesie ewolucyjnym.

Metody badania

Wskaż, że wzorce dziedziczności i zmienności są badane na różnych obiektach: kwasy nukleinowe, poszczególne geny, chromosomy, organelle, komórki, mikroorganizmy, organizmy roślin, zwierząt, ludzi i ich populacji.

Analizę genetyczną przeprowadza się następującymi metodami:

1. Hybrydologia - selekcja par rodzicielskich i analiza manifestacji jednej lub więcej cech u potomstwa.
2. Genealogia - kompilacja i badanie rodowodów, śledzenie cechy na przestrzeni wielu pokoleń.
3. Cytogenetyka - badanie kariotypu za pomocą mikroskopii.
4. Populacja - określenie częstości występowania poszczególnych genów i genotypów w populacji, rozszyfrowanie struktury genetycznej.
5. Mutacja – identyfikacja skutku mutacji, ocena zagrożenia mutagennego poszczególnych czynników środowisko.
6. Fenogeneza - wyjaśnienie wpływu czynników zewnętrznych na cechy zdeterminowane dziedzicznie.

Wymień główne zadania genetyki:

1. rozwiązywanie bieżących problemów stojących przed ludzkością w obszarach zaopatrzenia w żywność, energię i surowce;
2. utrzymanie zdrowia ludzkiego;
3. ochrona środowiska i zachowanie integralności biosfery.

Dziedziczność. Współczesne poglądy na temat struktury, właściwości i funkcji genu.

Wyjaśnij, że obecnie gen jest uważany za strukturalną i funkcjonalną jednostkę dziedziczności, która kontroluje rozwój określonej cechy lub właściwości. Gen jest głównym ogniwem w zestawie struktur i procesów zapewniających pojawienie się określonego produktu (białka lub RNA) w komórce. Gen i cytoplazma znajdują się w ciągłej jedności, ponieważ realizacja informacji zawartej w genie jest możliwa tylko w cytoplazmie.

Wymień właściwości genu:

1. dyskretność - oddzielne działanie genów, kontrola różnych cech przez geny, których loci na chromosomie nie pokrywają się;
2. stabilność - zachowanie w niezmienionej formie przez wiele pokoleń;
3. specyficzność – kontrola określonej cechy przez dany gen;
4. plejotropia – zdolność niektórych genów do determinowania rozwoju kilku cech (zespół Marfana);
5. alleliczność – występowanie jednego genu w kilku wariantach;
6. stopniowość - dawka działania, umiejętność określenia rozwoju znaku o określonej sile (granica ilościowa); wraz ze wzrostem „dawek” alleli wzrasta ilość cechy (barwa ziarna pszenicy, kolor oczu, skóry, włosów u człowieka, wielkość kolby, zawartość cukru w ​​warzywach korzeniowych itp.).

Należy zauważyć, że według cech funkcjonalnych i genetycznych wyróżnia się:

1. Geny strukturalne zawierają informacje o białkach strukturalnych, enzymatycznych, t-RNA i mRNA.
2. Geny modulatorowe tłumią, wzmacniają lub zmniejszają manifestację tej cechy.
3. Geny regulatorowe koordynują aktywność genów strukturalnych.

Wyjaśnij, że aktywność funkcjonalna genów polega na ich zdolności do transkrypcji, replikacji, rekombinacji i mutacji.

Transkrypcja- przepisywanie informacji z DNA w celu wykorzystania jej do syntezy białek. Jednostką transkrypcji jest transkrypcja, w tym geny strukturalne i funkcjonalne.

Replikacja- podwojenie cząsteczki DNA, poprzedzające dystrybucję materiału dziedzicznego pomiędzy komórkami potomnymi. Jednostką replikacji jest replikon- fragment DNA składający się ze 100-200 nukleotydów.

Rekombinacja- wymiana odcinków pomiędzy homologicznymi chromosomami jest jednym z mechanizmów dziedzicznej zmienności. Jednostką rekombinacji jest zwiad(2 nukleotydy).

Mutacja- zmiana w strukturze genu to kolejny mechanizm dziedzicznej zmienności, tworzący ogromny materiał do selekcji. Jednostką mutacji jest Mouton(1-2 nukleotydy).

Podstawowe pojęcia genetyki

Zdefiniuj następujące pojęcia:

Kariotyp- specyficzny zestaw chromosomów charakterystyczny dla organizmów jednego gatunku. Charakteryzuje się:

1. stałość liczby chromosomów;
2. indywidualność chromosomów;
3. parowanie chromosomów;
4. ciągłość chromosomów.

Geny alleliczne (allele)- różne warianty danego genu, nieznacznie różniące się sekwencją nukleotydów.

Allelizm wielokrotny- występowanie w populacji więcej niż dwóch alleli danego genu. Przykładem są trzy allele I0, IA, IB, odpowiedzialne za powstawanie w erytrocytach białek antygenowych, które decydują o przynależności człowieka do określonej grupy krwi (w układzie ABO).

Alternatywne znaki- znaki wzajemnie się wykluczające, które nie mogą być jednocześnie obecne w ciele. O ich rozwoju decydują geny alleliczne.

Organizm homozygotyczny- organizm, w którym geny alleliczne w równym stopniu wpływają na rozwój danej cechy. Organizm heterozygotyczny- organizm, w którym geny alleliczne mają różny wpływ na rozwój danej cechy.

Gen dominujący (allel) kontroluje rozwój cechy, która objawia się w organizmie heterozygotycznym (hybrydowym). Gen recesywny kontroluje cechę, której rozwój jest hamowany przez dominujące allele. Cecha ta może pojawić się jedynie w organizmie homozygotycznym pod względem tego allelu.

Genotyp- zespół genów, dziedziczne skłonności danego organizmu. Genotyp rozumiany jest jako zbiór alleli w diploidalnym zestawie chromosomów. Nazywa się ich całość w haploidalnym zestawie chromosomów genom.

Fenotyp- zespół wewnętrznych i zewnętrznych cech organizmu, przejaw genotypu w określonych warunkach środowiskowych. Cechami fenotypowymi są wszelkie przejawy genu: biochemiczne, immunologiczne, morfologiczne, fizjologiczne, behawioralne itp.

Interakcja genów

Rozważając genotyp, wskaż, że ten zbiór jest systemem genów oddziałujących na siebie.

Interakcja zachodzi pomiędzy genami allelowymi i nieallelowymi zlokalizowanymi na tych samych i różnych chromosomach.

System genów tworzy zrównoważone środowisko genotypowe, które wpływa na funkcję i ekspresję każdego genu. W rezultacie powstaje pewien fenotyp organizmu, którego wszystkie oznaki są ściśle skoordynowane pod względem czasu, miejsca i rodzaju manifestacji.

Interakcja genów allelicznych wyraża się:

1. całkowita dominacja, w której manifestacja allelu recesywnego jest całkowicie stłumiona przez działanie dominującego genu;
2. niepełna dominacja, w której oba allele przejawiają się w cesze, a cecha pośrednia pojawia się u mieszańców;
3. kodominacja - manifestacja obu genów allelicznych w fenotypie i rozwój dwóch cech;
4. Nadmierna dominacja jest przejawem silniejszej (wyraźnej) cechy u mieszańców (heterozygot) w porównaniu z jej przejawem u homozygot pod względem dominujących alleli.

Interakcja genów nieallelicznych.

Duża grupa interakcji między genami nieallelowymi polega na modulowaniu przez niektóre geny funkcji innych genów nieallelicznych. To zawiera:

Epistaza- supresja jednego genu przez inny niealleliczny. W przypadku epistazy dominującej gen dominujący ma działanie supresyjne. Przykładem dominującej epistazy jest dziedziczenie koloru upierzenia u kurcząt. Kurczęta, które mają geny koloru, ale zawierają w swoim genotypie dominujące geny supresorowe, które tłumią działanie genów koloru, okazują się bezbarwne.

Komplementarność- uzupełnianie się wzajemnie oddziałującymi genami. Wchodząc w interakcję, geny niealleliczne uzupełniają się w taki sposób, że ich wspólne działanie prowadzi do pojawienia się nowej cechy, która nie pojawia się, jeśli geny działają oddzielnie od siebie. Przykładem jest dziedziczenie kształtu grzebienia u kurcząt. Krzyżując kury z grzebieniem w kształcie róży (genotypy A-bb) z kurami z grzebieniem w kształcie grochu (genotypy aaB-), całe pokolenie otrzymuje zupełnie nowy grzebień w kształcie orzecha (genotypy A-B-).

Polimeryzm- kontrola jednej cechy przez kilka dominujących alleli. Każda „dawka” allelu genu w równym stopniu przyczynia się do rozwoju cechy.

Cechy kontrolowane przez takie geny zawsze mają charakter ilościowy i zależą od „dawek” alleli dominujących występujących w genotypie.

Dziedziczenie polimerów jest charakterystyczne dla ludzkiego wzrostu, budowy ciała, masy ciała i kręconych włosów.

Hybrydologiczna metoda badania dziedziczności

Należy pamiętać, że ta metoda jest główną metodą analizy genetycznej. Został opracowany przez G. Mendla i polega na krzyżowaniu organizmów, które różnią się od siebie jedną lub kilkoma cechami.

Podaj wymagania Mendla dotyczące stosowania tej metody:

1. różnice w formach rodzicielskich oparte na kontrastujących cechach;
2. przejrzystość i stabilność analizowanych cech;
3. normalna żywotność i płodność potomstwa;
4. duża liczba pokoleń i możliwość ilościowego uwzględnienia cechy w doświadczeniu;
5. stosowanie czystych (homozygotycznych) form, w których analizowana cecha jest trwale śledzona przez pokolenia.

Należy podkreślić, że zastosowanie metody hybrydologicznej pozwoliło G. Mendelowi na dojście do następujących wniosków:

1. połączenie cechy z czynnikiem dziedzicznym;
2. materialność, dyskretność, stabilność czynników dziedzicznych;
3. specyfika czynników dziedzicznych – kontrola określonych cech;
4. parowanie czynników dziedzicznych;
5. o ich przenoszeniu przez gamety i przywracaniu par podczas zapłodnienia;
6. o dwóch przeciwstawnych stanach czynników dziedzicznych: dominującym i recesywnym.

Warto zaznaczyć, że za pomocą metody hybrydologicznej G. Mendel ustalił wzorce cech dziedzicznych:

1. jednolitość w pierwszym pokoleniu;
2. podział postaci na alternatywne warianty wśród osobników drugiej generacji;
3. niezależna kombinacja cech rodzicielskich u potomstwa.

Prawa dziedziczenia ustanowione przez Mendla. Przeprawa monohybrydowa. Prawo jednolitości pierwszej generacji.

Wyjaśnij, że Mendel przeprowadził badania na 22 odmianach grochu, wybierając do analizy 7 par kontrastujących cech. Roślina ta spełniała wszystkie wymagania niezbędne do przeprowadzenia doświadczenia:

1. obecność jasno określonych kontrastujących cech, które były dziedziczone i objawiały się przez pokolenia;
2. samozapylenie, które umożliwiło badanie czystych (homozygotycznych) roślin w eksperymentach;
3. uzyskanie licznego potomstwa (cechy uwzględniono ilościowo, wyniki doświadczeń poddano obróbce matematycznej)
4. wystarczająca witalność i płodność.

G. Mendel skrzyżował dwie odmiany grochu, które różniły się od siebie jedną parą kontrastujących cech - kolorem nasion. Pierwsza odmiana miała nasiona żółte, druga zielone. Obie odmiany były czyste, tj. podczas poprzednich krzyżowań uporczywie zachowywały swoją cechę przez pokolenia.

Okazało się, że całe pierwsze pokolenie miało żółte nasiona. Mendel nazwany żółty dominujący – dominujący, a. zielony jest recesywny - zanika. Wprowadził także symboliczne oznaczenie znaków i zapis wyników:

A - żółta barwa nasion; zielony;

P - organizmy rodzicielskie; G - gamety;

x - skrzyżowanie form rodzicielskich;

F 1.2.3... - pokolenia z przeprawy.

Z tego symbolicznego zapisu jasno wynika, że ​​zanim zakwitły nasiona, wszystkie rośliny okazały się takie same, z dominującą cechą; zgodnie z genotypem wszystkie hybrydy były heterozygotyczne.

Mendel nazwał zaobserwowane wyniki regułą dominacji. Później reguła otrzymała nazwę I prawo Mendla – prawo jednolitości pierwszej generacji:

Podczas krzyżowania organizmów różniących się jedną parą kontrastujących cech, pierwsze pokolenie jest jednolite pod względem fenotypu i genotypu. Ze względu na fenotyp całe pokolenie charakteryzuje się cechą dominującą, zgodnie z genotypem całe pokolenie jest hybrydowe (heterozygotyczne).

Prawo rozszczepienia cech hybryd drugiej generacji.

Powiedz nam, że Mendel wyhodował groszek z nasion hybrydowych F 1. przekroczył ją poprzez samozapylenie i uzyskał rośliny F 2 z nasionami żółtymi i zielonymi. Mendel nazwał to zjawisko rozszczepieniem charakterów. Zaobserwowane zjawisko wyrażono w stosunku 3:1 (75% roślin miało cechę dominującą, 25% recesywną).

Na podstawie uzyskanych wyników Mendel sformułował II prawo segregacji: U potomstwa powstałego w wyniku krzyżowania mieszańców pierwszego pokolenia obserwuje się segregację cech w stosunku 3:1. Jedna czwarta pokolenia ma cechę recesywną, trzy czwarte – dominującą.

Znalezienie przyczyny tego podziału, Mendel odkrył, że zewnętrznie podobne osoby różnią się właściwościami dziedzicznymi (genotypem). 1/3 roślin z cechą dominującą nie podzieliła się w dalszych pokoleniach. Mendel nazwał je homozygotycznymi – równie dziedzicznymi (AA). 2/3 roślin o cechach dominujących dało taki sam podział cech jak ich rodzice, w stosunku 3: 1. Mendel nazwał je inaczej dziedziczną heterozygotą (Aa). Rośliny o cechach recesywnych (aa) również nie powodowały rozszczepienia charakteru, tj. były homozygotyczne.

Doświadczenia te wykazały, że obserwowanemu rozszczepieniu według fenotypu towarzyszy rozszczepieniu według genotypu w stosunku 1:2:1

P(F 1) Aa x Aa

G       A; oraz       A; A

F 2       AA; Aaa; Aaa; ach,

gdzie jedną część (25%) stanowi pokolenie AA,

dwie części (50%) - generacja Aa,

jedna część (25%) to generacja aa.

Prawo (hipoteza) „czystości” gamet.

Charakteryzując to prawo, należy przede wszystkim powiedzieć, że analiza cech roślin pierwszego i drugiego pokolenia pozwoliła Mendelowi ustalić, że recesywny czynnik dziedziczny, który nie pojawił się w F 1, nie znika i nie miesza się z dominujący. W F 2 oba czynniki dziedziczne występują w czystej postaci. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy hybrydy F 1 nie tworzą hybryd, ale „czyste” gamety, z których niektóre niosą dominujący czynnik dziedziczny, a inne recesywny.

Ten brak mieszania się alternatywnych czynników dziedzicznych w gametach pokolenia hybrydowego nazywany jest hipotezą „czystości” gamet.

Hipoteza o „czystości” gamet była cytologiczną podstawą I i II prawa Mendla. Wyjaśniła zaobserwowany podział ze względu na fenotyp i genotyp oraz wykazała, że ​​ma on charakter prawdopodobieńsko-statystyczny i tłumaczy się równym prawdopodobieństwem powstania różnych klas gamet u mieszańców F1 i równym prawdopodobieństwem ich wystąpienia u mieszańców F2.

Obecnie hipoteza ta uzyskała pełne potwierdzenie cytologiczne. W procesie dojrzewania gamety ulegają mejozie, w wyniku której każda gameta otrzymuje haploidalny zestaw chromosomów, a zatem jeden zestaw genów allelicznych.

Analizowanie przejścia.

Wykaż, że opracował go Mendel, który ustalił, że organizmy identyczne zewnętrznie mogą różnić się czynnikami dziedzicznymi.W celu określenia form identycznych fenotypowo krzyżuje się je z organizmami homozygotycznymi pod względem genów recesywnych, tj. mający cechę recesywną.

Jeżeli w wyniku krzyżówki analizującej całe pokolenie okaże się jednolite i podobne do organizmu, którego genotyp jest analizowany, ten ostatni jest homozygotą.

Jeśli w wyniku krzyżowania analitycznego zaobserwowany zostanie podział w pokoleniu w stosunku 1:1, wówczas genotyp odziedziczonego organizmu jest heterozygotyczny.

F1AA; aaa 1:1

W tym przypadku pokolenie pod względem genotypu i fenotypu zdaje się powracać do form rodzicielskich, dlatego Mendel nazwał takie krzyżowanie analizujące powrotnym.

Krzyżowanie testowe jest szeroko stosowane w selekcji zwierząt i roślin oraz w biologii eksperymentalnej do tworzenia map genetycznych chromosomów.

Przejście dihybrydowe. Prawo niezależnej kombinacji cech w drugim pokoleniu. Należy pamiętać, że krzyżówka, w której analizowane jest dziedziczenie dwóch par cech, nazywa się dihybrydą.

Do krzyżowania Mendel wybrał dwie cechy: kolor nasion i ich kształt. Formy rodzicielskie różniły się dwiema parami kontrastujących ze sobą cech i były „czyste” (homozygotyczne).

Pierwsza odmiana miała nasiona żółte i gładkie, druga - zielone i pomarszczone. Całe pierwsze pokolenie okazało się mieć nasiona żółte i gładkie. Dominował żółty kolor i gładki kształt, co widać z symbolicznego zapisu:

A - żółta barwa nasion,

zielony,

B - gładki kształt,

c - pomarszczony.

P     AABB     x     AABB

G       AB                av

F 1       AaBv   100% (fenotyp żółty gładki, genotyp diheterozygotyczny).

Zasada dominacji przejawiała się w dziedziczeniu dwóch cech jednocześnie. Krzyżowanie mieszańców pierwszej generacji spowodowało pojawienie się roślin o różnych kombinacjach cech.

Cechy rodziców były dziedziczone niezależnie i u potomstwa łączyły się w różny sposób. Podział fenotypowy wynosił 9:3:3:1. 9 części miało obie cechy dominujące, 3 części miały pierwszą dominującą, drugą recesywną, 3 części miały pierwszą recesywną, druga dominującą, 1 część miała obie cechy recesywne.

Pokaż, że kombinacje cech zaobserwowane w drugim pokoleniu są wynikiem przypadkowego spotkania gamet podczas zapłodnienia. Do symbolicznego obrazu drugiej generacji wykorzystano siatkę Punnetta.

Gamety	AB	Av	aB	och
AB	AABB zh.g.	AAVv zh.g.	AaBB zh.g.	AaVv zh.g.
Av	AAVv zh.g.	AAbb f.m.	AaVv zh.g.	Aaaa f.m.
aB	AaBB zh.g.	AaVv zh.g.	aaBB z G.	aaVv z G.
och	AaVv zh.g.	Aaaa f.m.	aaVv z G.	och z.m.

I. - żółty; g. - gładki; H. - zielony; m. - pomarszczony.

Z tego widać, że genotypy 9 części roślin o żółtych i gładkich nasionach mogą być następujące: AABB, AaBB, AaBB, AABv (A-B-):

3 części roślin z żółtymi i pomarszczonymi nasionami - AAbb, Aavv (A-bb);

3 części rośliny o zielonych i gładkich nasionach - aaBB, aaBB (aaB-);

1 część roślin z zielonymi i pomarszczonymi nasionami - aavv.

Na podstawie obserwacji sformułowano prawo niezależnych kombinacji – III prawo Mendla: Podczas krzyżowania organizmów homozygotycznych, które różnią się od siebie dwiema lub więcej parami alternatywnych cech, geny i odpowiadające im cechy są dziedziczone niezależnie od siebie i łączone we wszystkich możliwych kombinacjach.

Każdą parę znaków, rozpatrywaną oddzielnie, podzielono w stosunku 3:1, przy czym stosunek nasion żółtych do zielonych wynosił 12:4 = 3:1. Stosunek nasion gładkich do pomarszczonych był taki sam i wynosił 12:4 = 3:1.

Prawa Mendla stosuje się do analizy bardziej złożonych cech, gdy rodzice różnią się co najmniej trzema parami cech. W tym przypadku gamety utworzą klasy według wzoru 2n, gdzie n jest stopniem hybrydyczności organizmu, a podział fenotypowy opiera się na podziale monohybrydowym (3:1)n, gdzie n jest liczbą par analizowane geny. U heterozygot każdy gen podwaja liczbę klas gamet i potraja liczbę klas genotypów. Indywidualna heterozygota pod względem n par genów wytwarza 2n typów gamet i różne genotypy Zn.

Należy zauważyć, że prawo niezależnej kombinacji cech jest spełnione pod następującymi warunkami:

1. lokalizacja genów w różnych parach homologicznych chromosomów;
2. brak wszelkiego rodzaju interakcji między genami allelowymi i nieallelowymi, z wyjątkiem całkowitej dominacji;
3. równa wartość selektywna (przeżycie) wszystkich genotypów;
4. brak plejotropowego działania genów.

Sprzężenie genów. Przechodzić przez. Teoria chromosomów Morgana.

Podkreśl, że w 1906 roku W. Bateson i R. Punnett, badając dziedziczenie dwóch par genów allelicznych w groszku słodkim, odkryli segregację odmienną od zależności ustalonych przez Mendla.

Krzyżując rośliny homozygotyczne różniące się dwiema parami kontrastujących cech AABB x aabb, spodziewali się powstania 4 klas fenotypowych w F 2 w stosunku 9: 3: 3: 1. Zamiast tego pojawił się podział fenotypowy na dwie klasy w stosunku bliskim 3:1 (przeważały rośliny z kombinacjami cech występujących w formach rodzicielskich).

Analizując to zjawisko, okazało się, że geny A i B zlokalizowane są na tym samym chromosomie i dziedziczone są razem (jako jeden gen). Hybrydy pierwszej generacji utworzyły nie 4, ale 2 rodzaje gamet. Można to wywnioskować z symbolicznego zapisu:

P (F 1)     A B     x     A B

              a in            а in

G         AV, AV         AV, AV

F 2     A B,     A B,     A B,     a c

        A B,     a in,      а in,     a in

                  3               1

Stało się oczywiste, że wszystkie geny zlokalizowane w jednej parze homologicznych chromosomów będą dziedziczone razem i wykażą wzór dziedziczenia monogenowego w drugim pokoleniu, tj. zostaną odziedziczone jako jedna para genów allelicznych, co daje podział 3:1. Zjawisko to nazywa się dziedziczeniem powiązanym.

Zjawisko dziedziczenia powiązanego zostało wyjaśnione w pracach amerykańskich genetyków pod przewodnictwem T. Morgana, którzy stworzyli teoria chromosomów dziedziczność.

Mucha (Drosophila) okazała się wygodnym obiektem do badań nad dziedziczeniem sprzężonym, łatwo rozmnażała się w probówkach z pożywką, wydawała liczne potomstwo i szybko zmieniała pokolenia. wielką zaletą była obecność 4 par homologicznych chromosomów i duża ilość warianty zmutowane (według kształtu skrzydeł i koloru oczu, liczby, rodzaju, rozmiaru, rozmieszczenia włosia itp.). Znaki można było łatwo prześledzić przez pokolenia.

Szkoła T. Morgana odkryła, że ​​połączenie genów może zostać przerwane poprzez krzyżowanie (proces wymiany fragmentów homologicznych chromosomów). Wykazano to w eksperymentach, krzyżując szare muchy długoskrzydłe z szarymi muchami krótkoskrzydłymi. Całe pokolenie z krzyżówki okazało się mieć szarą maść ciała i długie skrzydła.

Geny odpowiedzialne za szare ubarwienie i długie skrzydła były dominujące i znajdowały się na tym samym chromosomie.

A - kolor korpusu szary,

czarny,

B - długie skrzydła,

c - krótki.

(szare długoskrzydłe)

Następnie przeprowadzono krzyżowanie analityczne mieszańców F 1. Zakładając całkowite powiązanie między genami A i B, spodziewaliśmy się dwóch typów gamet i dwóch klas fenotypowych w F 2: 50% szarych muszek długoskrzydłych i 50% czarnych muszek krótkoskrzydłych, ale otrzymaliśmy po 41,5% z nich każda. W F 2 nie było 2, ale 4 klas fenotypowych. Oprócz oczekiwanych fenotypów, było 8,5% szarych much krótkoskrzydłych i 8,5% czarnych i długoskrzydłych much. W niektórych gametach samice uległy krzyżowaniu, co doprowadziło do pojawienia się u potomstwa osobników o nowych kombinacjach cech. Takie formy nazywane są krzyżowanie.

Formy krzyżowe

Ponieważ wszystkie gamety samców były całkowicie identyczne, odsetek form krzyżujących się w F 2 zależał od odsetka gamet krzyżujących się u kobiet, których całkowita liczba wynosiła 17%. T. Morgan stwierdził, że różnica w odsetku osobników krzyżujących się zależała na odległość między genami. Prawdopodobieństwo, że nastąpi skrzyżowanie między odległymi genami jest wyższe niż między blisko położonymi genami.

Odległość między genami na chromosomach jest zwykle wyrażana w konwencjonalnych jednostkach - Morganidy.

Morganidae odpowiada odległości między genami, przy której u potomstwa obserwuje się 1% osobników krzyżujących się.

Procent krzyżowania różnych par genów nie przekracza 50, w odległości 50 i więcej morganidów geny dziedziczą się niezależnie, pomimo ich lokalizacji na tym samym chromosomie.

Na podstawie danych dotyczących krzyżowania (u Drosophila) T. Morgan sformułował główne założenia teorii chromosomów:

1. Geny są ułożone liniowo na chromosomach. Różne chromosomy zawierają nierówną liczbę genów: zestaw genów w każdym z niehomologicznych chromosomów jest unikalny.
2. Każdy gen zajmuje określone miejsce (locus) na chromosomie.
3. Geny zlokalizowane: na jednym chromosomie reprezentują grupę łączącą i są dziedziczone razem, liczba grup łączących jest równa haploidalnemu zestawowi chromosomów. Dwa homologiczne chromosomy należy uważać za jedną grupę łączącą.
4. Uszkodzenie spójności następuje w wyniku przejścia.
5. Częstotliwość krzyżowania się genów nieallelicznych znajdujących się na tym samym chromosomie zależy od odległości między nimi i jest do niej wprost proporcjonalna.
6. Odległość między genami mierzy się w morganidach. Jeden morganid odpowiada 1% fenotypów krzyżowania u potomstwa.
7. Częstotliwość krzyżowania jest sposobem dokładnego ustalenia lokalizacji genów na chromosomie.

Genetyka seksu.

Wskaż, że różnorodność sposobów określania płci u różnych organizmów można podzielić na trzy grupy:

1. płeć określana jest w trakcie zapłodnienia – określanie płci symgamicznej;
2. płeć określa się przed zapłodnieniem – progamiczne określanie płci;
3. płeć jest determinowana przez mechanizmy niezwiązane z zapłodnieniem - epigamiczne określanie płci.

Najczęstszą opcją jest określenie płci u różnych gatunków w momencie zapłodnienia. Ponieważ rozwój płci zależy od zestawu chromosomów uzyskanych w zygocie, nazywa się to chromosomalną determinacją płci.

Kariotypy (diploidalne zestawy chromosomów) składają się z autosomów i chromosomów płciowych. Kariotyp kobiety obejmuje 22 pary autosomów i jedną parę chromosomów płciowych XX. Płeć żeńską nazywa się homogametyczną, ponieważ wytwarza jeden typ gamet X.

Kariotyp mężczyzny obejmuje 22 pary autosomów, podobnych do autosomów żeńskich, i jedną parę chromosomów płciowych XY; płeć męska nazywa się heterogametyczną. ponieważ tworzy dwa rodzaje gamet X i Y.

Podstawowy- teoretycznie zakładany współczynnik paleniska wynosi 1:1. Prawdopodobieństwo posiadania chłopców i dziewcząt jest takie samo – 50%.

P     XX      XU

G      X      X, U

F 1   XX;     XU

50% dziewcząt i 50% chłopców (1:1)

Wtórny stosunek płci- ich stosunek przy urodzeniu różni się od pierwotnego. Rodzi się o 6–7% więcej chłopców niż dziewcząt i wynosi 106–100. Ze względu na cechy biologiczne i społeczne chłopcy umierają częściej. Trzeciorzędowy stosunek płci to stosunek płci w okresie dojrzewania. Zbliża się do pierwotnego wyniku 1:1.

U niektórych ptaków, gadów, płazów i motyli (ćm morwowych) płeć homogametyczna to samce XX, a płeć heterogametyczna to samice XY. Prawie płeć tych zwierząt określa się przed zapłodnieniem gametami samicy.

U owadów z rodzaju protenor, koników polnych, stonogów, nicieni i chrząszczy samice mają dwa chromosomy X (XX), a samce jeden (XO). Typ XO nazywany jest „protenorem”.

U błonkoskrzydłych (pszczół, jeźdźców, mrówek) płeć zależy od ploidii jaja (nie mają one chromosomów płciowych). Z zapłodnionych jaj pszczół z chromosomami 2n rozwijają się samice – robotnice, z niezapłodnionych (n) – samce (drony).

Progamiczne określenie płci wynika z różnic w jajach wynikających z nierównej ilości cytoplazmy, składniki odżywcze. U wrotków, mszyc i robaków morskich samice rozwijają się z dużych jaj, a samce z małych.

Dziedziczenie sprzężone z płcią.

Wyjaśnij, że cechy, których geny są zlokalizowane na chromosomach serca, nazywane są sprzężonymi z płcią. Ich dziedziczenie różni się od dziedziczenia cech, których geny są zlokalizowane w autosomach.

Obecnie na ludzkim chromosomie X odkryto około 150 genów odpowiedzialnych za rozwój szerokiej gamy cech, w tym genów odpowiedzialnych za prawidłowe krzepnięcie krwi, rozwój układu mięśniowego, widzenie o zmierzchu, widzenie kolorów, gruczoły potowe, górne siekacze itp. Wszystkie te cechy są spowodowane przez dominujące allele. Allele recesywne tych genów powodują choroby: hemofilię – słabą krzepliwość krwi, ślepotę barw – zaburzenia widzenia barw, ślepotę kucą, dystrofię mięśniową, brak gruczołów potowych.

Płeć żeńska (homogemetyczna) może być homozygotyczna lub heterozygotyczna pod względem tych genów:

X n X n; X n X godz.; X godz. X godz

Organizmy heterozygotyczne są ukrytymi nosicielami genów patologicznych.

Heterogametyczna płeć męska jest hemizygotyczna pod względem tych genów, ponieważ chromosom Y nie ma alleli tych genów X i Y; X godz. Y

Chromosom Y zawiera geny różnicowania jąder, zgodności tkankowej, geny wpływające na wielkość zębów, a także geny odpowiedzialne za objawy patologiczne: wczesne łysienie, wzmożone owłosienie (nadmierne owłosienie) oraz gen rybiej łuski (ciężkie zmiany skórne).

Ponieważ chromosom Y jest przekazywany wyłącznie w linii męskiej, cechy te pojawiają się tylko u mężczyzn. Typ dziedziczenia taksówkowego nazywa się holandric.

Osobliwością dziedziczenia genów znajdujących się na chromosomie X jest to, że kobiety są ukrytymi nosicielami genów patologicznych, a ich fenotypową manifestację obserwuje się u mężczyzn:

P               X n X h       x       X n U

G             X n,     X h           X n,     U

F1   X n X h             X n X n     X n U;               X h U

    kobiety -     kobieta i mężczyzna     mężczyzna,

    nosiciele               zdrowi           pacjent chory na hemofilię

X h - hemofilia,

X n - normalne krzepnięcie krwi.

Należy odróżnić od tych cech, które są powiązane z płcią ograniczone ze względu na płeć. Cechy, które pojawiają się tylko u jednej płci, są cechami ograniczonymi do płci. Geny je determinujące mogą znajdować się w autosomach i chromosomach płciowych u mężczyzn i kobiet i podlegają prawom dziedziczenia cech zwyczajnych. Są to oznaki takie jak produkcja jaj, produkcja mleka, porody mnogie i bezrogie.

Selekcja tych cech odbywa się poprzez samce i samice.

Zmienność.

Opisz zmienność jako właściwość organizmów żywych, w której istnieją różne formy. Od tego zależy cała różnorodność struktury i funkcji na tle ich pojedynczego planu.

Istnieją dwa główne typy zmienności:

1. Fenotypowy - ograniczony jedynie fenotypem, nie wpływający na materiał dziedziczny i dlatego nie jest przekazywany potomkom.
2. Genotypowy - związany z różnymi zmianami genotypu.

Zmienność fenotypowa wyraża się w zmianach cech fenotypowych, które powstają pod wpływem czynników środowiskowych. Nie wpływają na genotyp, z reguły zmieniają aktywność enzymu. Przykładem jest zmiana koloru futra królika himalajskiego pod wpływem temperatury otoczenia. Zarodek rozwija się w warunkach podwyższonej temperatury, która niszczy enzym niezbędny do wybarwienia sierści, w związku z czym króliki rodzą się całkowicie białe.

Wkrótce po urodzeniu niektóre części ciała ciemnieją (uszy, ogon, nos), gdzie temperatura jest niższa niż w innych miejscach, a enzym nie ulega zniszczeniu. Jeśli ogolisz kawałek białego futra i ostudzisz go do temperatury +2°C, w tym miejscu wyrośnie czarna wełna. Zmienność fenotypowa dzieli się na przypadkową i modyfikację.

Losowy powstaje w wyniku połączonego działania wielu czynników środowiskowych na organizm. Wpływa na różne cechy i nie ma charakteru adaptacyjnego. Może wystąpić na każdym etapie ontogenezy.

Modyfikacja zachodzi u osobników identycznych genetycznie pod wpływem czynników zewnętrznych. W podobnych warunkach środowiskowych ma charakter grupowy i odwracalny.

Na przykład ziemniaki wyhodowane z jednej bulwy różnią się krzaczastością, wielkością i kształtem bulw, w zależności od żyzności i pielęgnacji gleby. W skórze każdego człowieka pod wpływem promieni UV osadza się ochronny pigment – ​​melanina.

Przejaw zmienności modyfikacji jest ograniczony normą reakcji. Pod norma reakcji zrozumieć granice, w jakich cecha może się zmieniać w danym genotypie. Ta właściwość genotypu zapewnia rozwój cechy w zależności od zmieniających się warunków środowiskowych. Klasycznym przykładem jest zmiana sierści u wielu zwierząt na sierść zimową (grubszą i jaśniejszą).

Norma reakcji jest dziedziczona, w przeciwieństwie do samej zmienności modyfikacji. Jej granice są różne u różnych postaci i u różnych osób. Na przykład ilość mleka (wydajność mleka) ma dużą szybkość reakcji, ale zawartość tłuszczu jest znacznie węższa. Właściwości takie jak białka antygenu erytrocytów określające grupę krwi mają jeszcze bardziej ograniczoną szybkość reakcji, a zmiany w nich pod wpływem czynników zewnętrznych są prawie niemożliwe.

Modyfikacje mają charakter kierunkowy, w przeciwieństwie do mutacji, których kierunki są zróżnicowane. Intensywność zmian modyfikacyjnych jest proporcjonalna do siły i czasu trwania działającego czynnika.

Zmienność genotypowa związane ze zmianą genotypu, przekazywane z pokolenia na pokolenie. Wyróżnia się dwie formy zmienności genotypowej: kombinacyjną i mutacyjną.Kombinacyjna forma zmienności jest związana z procesem rozmnażania płciowego i nowymi kombinacjami genów rodziców w genotypach dzieci.

Z procesem dojrzewania komórek rozrodczych związane są dwa mechanizmy zmienności kombinacyjnej – mejoza. Najważniejszym z nich jest niezależna kombinacja chromosomów niehomologicznych, która zachodzi w anafazie pierwszego podziału mejotycznego. Prawdopodobieństwo takich kombinacji dla osoby wynosi 2 23 . Drugim mechanizmem jest wymiana odcinków chromosomów pomiędzy chromosomami homologicznymi (crossing over). Kombinacje genów są wzmacniane przez losowy dobór par rodzicielskich i przypadkowe spotkanie gamet w tej samej parze rodzicielskiej podczas zapłodnienia. W rezultacie w zygotach powstają różne kombinacje genów, tworząc liczne warianty.

Zmienność mutacyjna.

Termin „mutacja” został wprowadzony w 1901 roku przez G. de Vriesa. Nazwał mutację nagłym pojawieniem się nowej cechy dziedzicznej. Przyczyny i mechanizmy powstawania mutacji są zróżnicowane. Klasyfikacja mutacji jest wielokierunkowa.

1. Ze względu na miejsce występowania wyróżnia się mutacje somatyczne i generatywne. Mutacje somatyczne to mutacje w komórkach somatycznych. Przekazywane są z pokolenia na pokolenie poprzez rozmnażanie wegetatywne i można je wykorzystać w hodowli roślin do uzyskania nowych odmian. Znane objawy mutacji somatycznych to: plamy innego koloru na skórze owiec, plamy barwnikowe na skórze, tęczówka oka u ludzi, brodawki (brodawki) skóry Mutacje generatywne - mutacje w gametach są dziedziczone.
2. Na podstawie skali zaangażowania w proces mutacji wyróżnia się mutacje genowe, chromosomalne i genomowe.
   Mutacje genowe (punktowe).- zmiany w sekwencji nukleotydów w obrębie genu, wyrażane są w następujący sposób:
   1. utrata nukleotydów;
   2. insercja nukleotydów;
   3. duplikacja nukleotydów – podwojenie jednej lub większej liczby par nukleotydów;
   4. rearanżacja nukleotydów.
   W tym przypadku następuje zniekształcenie odczytu informacji („przesunięcie ramki”), zmienia się znaczenie kodogenów, a w konsekwencji synteza prawidłowego polipeptydu.
   Mutacje chromosomowe (aberracje) powstają w wyniku rearanżacji chromosomów:
   1. delecje - utrata dużej części chromosomu;
   2. duplikacja - podwojenie odcinka chromosomu;
   3. translokacja - przeniesienie odcinka jednego chromosomu na inny niegemologiczny;
   4. insercje – przeniesienie odcinka jednego chromosomu lub poszczególnych genów w inne miejsce na danym chromosomie; są to tak zwane geny mobilne, których pozycje w chromosomie mają różny wpływ na cechę;
   5. inwersja - przegrupowanie odcinka chromosomu poprzez jego inwersję o 180°.
   Mutacje genomowe- zmiana liczby chromosomów:
   1. poliploidia - zwiększenie diploidalnej liczby chromosomów poprzez dodanie całych zestawów chromosomów. W postaciach poliploidalnych następuje wzrost liczby chromosomów, będący wielokrotnością zestawu haploidalnego (Zn - triploidalny; 4n - tetraploidalny, 5n - pentaploidalny, 6n - heksaploidalny). U zwierząt i człowieka w niektórych narządach wewnętrznych (wątroba, nerki) występują komórki poliploidalne, których liczba wzrasta wraz z wiekiem – selektywna poliploidia somatyczna. Takie komórki mają większą funkcjonalność niż diploidalne;
   2. aneuploidia – zmiana liczby chromosomów, w której zestaw diploidalny może mieć o jeden chromosom więcej lub mniej niż normalnie: 2n ± 1 chromosomów;
   3. haploidalność - zmniejszenie liczby chromosomów w komórkach somatycznych do zestawu haploidalnego. Haploidy występują głównie wśród roślin (datura, kukurydza, pszenica). Wyróżniają się mniejszym rozmiarem, zmniejszoną żywotnością i bezpłodnością.
3. Wyróżnia się mutacje spontaniczne i indukowane. Mutacje spontaniczne zachodzą pod wpływem losowych czynników mutagennych, których dawki i czas nie są ściśle określone. Częstotliwość mutacji spontanicznych jest taka sama dla wszystkich organizmów i wynosi 10 -7 - 10 -5 dla jednego genu. Mutacje indukowane to mutacje spowodowane czynnikami mutagennymi, które zwiększają częstotliwość mutacji spontanicznych.
4. W zależności od charakteru manifestacji rozróżnia się mutacje dominujące, półdominujące i recesywne.
   Dominujące natychmiast pojawiają się w fenotypie (na przykład polidaktylia - polidaktylia).
   Te półdominujące częściowo tłumią gen recesywny i pojawiają się jednocześnie z nim, powodując cechę pośrednią.
   Te recesywne przekazywane są z pokolenia na pokolenie jako część heterozygot, występując jedynie w parach z tą samą mutacją w organizmach homozygotycznych pod względem tych alleli.
5. Ze względu na ich wartość selektywną (wartość do selekcji) mutacje dzielą się na korzystne i szkodliwe.
   Te korzystne przyczyniają się do rozwoju cech zapewniających organizmowi przewagę w przetrwaniu i reprodukcji. Następnie są one ustalane poprzez selekcję.
   Szkodliwy:
   1. letalny - powoduje śmierć organizmów;
   2. pół-śmiercionośny - gwałtownie ogranicza jego reprodukcję.
   Ale mogą nie pojawiać się przez długi czas i gromadzić się w puli genowej populacji jako heterozygoty. Należy pamiętać, że efekt mutacji zależy od czynników środowiskowych. Przykładowo muszki owocowe posiadają legalny gen, którego penetracja w temperaturze +30°C wynosi 100%, tj. wszystkie muchy giną w temperaturze 0°C - 0%, tj. wszystkie muchy przeżywają.

Czynniki mutagenne można podzielić na 3 grupy:

Genetyka człowieka.

Pamiętaj, że główny wzorce genetyczne mają znaczenie uniwersalne. Człowiek jako przedmiot badań genetycznych charakteryzuje się jednak dużą specyfiką, co stwarza pewne trudności w badaniu jego dziedziczności i zmienności: niemożność zastosowania metody hybrydologicznej,

Biologia ogólna

Warto zaznaczyć, że według naukowców w nowoczesna nauka, których wyniki publikowane są zwykle w czasopismach o wysokim współczynniku oddziaływania, nie ma takiej nauki jak „biologia ogólna”, podobnej do „fizyki ogólnej”. Jednak na wiodących uniwersytetach zajęcia prowadzone są dla studentów pierwszego roku studiów licencjackich, czyli „biologia ogólna” istnieje jedynie jako kurs wprowadzający do biologii.

Fabuła

W 1802 roku pojawił się termin biologia. G. R. Treviranus definiuje biologię jako naukę o ogólna charakterystyka u zwierząt i roślin, a także specjalne działy tematyczne, które studiowali jego poprzednicy, w szczególności C. Linneusz.

W 1832 roku ukazała się książka „Allgemeine Biologie der Pflanzen” („Ogólna biologia roślin”) (Greifsv., 1832), będąca tłumaczeniem książki „Lärobok i botanik” Karla Agara.

Już w 1883 roku na Uniwersytecie Nowej Zelandii prowadzono zajęcia z biologii ogólnej.

Biologię ogólną zaczęto nauczać jako odrębny przedmiot w pierwszej połowie XX wieku, co wiązało się z sukcesami w badaniu komórki, badaniami mikrobiologicznymi, odkryciami genetyki, słowem – przekształceniem biologii z pomocniczego, prywatnego , nauki opisowe (zoologia, botanika, systematyka) w niezależny i niezwykle poszukiwany obszar wiedzy.

W 1940 roku akademik II Shmalgauzen założył Journal of General Biology.

Najwyraźniej pierwszą książką (podręcznikiem) o biologii ogólnej w języku rosyjskim był V.V. Makhovko, P.V. Makarov, K.Yu.Kostryukova General Biology Publisher: State Publishing House of Medical Literature, 1950, 504 s.

Jak dyscyplina akademicka W szkole średniej uczy się biologii ogólnej Liceum od 1963 r., a w 1966 r. wydano książkę „Biologia ogólna” pod redakcją Yu.I. Polyansky’ego, która służyła jako pomoc dydaktyczna.

Główne sekcje

Tradycyjnie do biologii ogólnej zalicza się: cytologię, genetykę, chemię biologiczną, biologię molekularną, biotechnologię [ nie w źródle], ekologia, biologia rozwoju, teoria ewolucji, doktryna biosfery i doktryna człowieka (aspekt biologiczny) [nie w źródle] .

Znaczenie biologii ogólnej

Nauki pokrewne

Biologia teoretyczna

Zobacz też

• Prywatna biologia

Notatki

Literatura

• Jane M. Oppenheimer, Refleksje na temat pięćdziesięciu lat publikacji na temat historii biologii ogólnej i embriologii specjalnej, tom. 50, Nie. 4 (grudzień 1975), ss. 373-387
• Grodnitsky D. L., Analiza porównawcza podręczników szkolnych z biologii ogólnej, 2003
• Podstawy biologii ogólnej (Kompendium Der Allgemeinen Biologie, NRD) Pod redakcją generalną E. Libberta M.: Mir, 1982. 436 s.

Spinki do mankietów

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „biologia ogólna” w innych słownikach:

BIOLOGIA- BIOLOGIA. Spis treści: I. Historia biologii............ 424 Witalizm i maszynizm. Powstanie nauk empirycznych w XVI i XVIII wieku. Powstanie i rozwój teorii ewolucji. Rozwój fizjologii w XIX wieku. Rozwój nauki komórkowej. Wyniki XIX w. Wielka encyklopedia medyczna

- (z greckiego słowa bios life i logos). Nauka o życiu i jego przejawach u zwierząt i roślin. Słownik obcojęzyczne słowa, zawarte w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. BIOLOGIA Grecki, od bios, życie i logos, słowo. Doktryna siły życiowej... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

BIOLOGIA- uch. przedmiot w szkole; podstawowa wiedza o przyrodzie żywej. Odzwierciedla nowoczesność osiągnięcia nauk badających budowę i funkcje życiowe biol. obiekty o każdym poziomie złożoności (komórka, organizm, populacja, biocenoza, biosfera). Szk. kurs B. obejmuje sekcje: ... ... Rosyjska encyklopedia pedagogiczna

- (z Bio... i... Logia to zbiór nauk o przyrodzie żywej. Przedmiotem badań są wszelkie przejawy życia: budowa i funkcje istot żywych oraz ich naturalnych zbiorowisk, ich rozmieszczenie, pochodzenie i rozwój, połączenia między sobą i z nieożywionymi … … Duży Encyklopedia radziecka

- (teoria systemów) koncepcja naukowa i metodologiczna badania obiektów będących systemami. Jest to ściśle powiązane z systematyczne podejście i jest konkretyzacją jego zasad i metod. Pierwsza opcja ogólna teoria systemami była... ... Wikipedia

I Biologia (greckie bios życie + nauczanie logos) całość nauki przyrodnicze o życiu jako o szczególnym zjawisku przyrody. Przedmiotem badań jest budowa, funkcjonowanie, indywidualny i historyczny (ewolucja) rozwój organizmów, ich relacje... Encyklopedia medyczna

BIOLOGIA- (z greki doktryna bios life i logos), zbiór nauk o przyrodzie żywej. Przedmiotem badań są wszelkie przejawy życia: budowa i funkcje organizmów żywych, ich rozmieszczenie, pochodzenie, rozwój, powiązania między sobą i z przyrodą nieożywioną. Termin... ... Weterynaryjny słownik encyklopedyczny

Biologia - przedmiot akademicki W szkole; podstawowa wiedza o przyrodzie żywej. Odzwierciedla współczesne osiągnięcia nauk badających strukturę i aktywność życiową obiektów biologicznych na wszystkich poziomach złożoności (komórka, organizm, populacja, biocenoza, biosfera). Szkoła... ... Pedagogiczny słownik terminologiczny

Biologia ogólna- - część biologii, która bada i wyjaśnia ogólne rzeczy, które są prawdziwe dla całej różnorodności organizmów na Ziemi... Słowniczek terminów z zakresu fizjologii zwierząt gospodarskich

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Wariancja. Rozproszenie to termin odnoszący się do różnorodności cech w populacji. Jedna z ilościowych cech populacji. Aby opisać populację bezpłciową i hermafrodytyczną, oprócz rozbieżności w ... ... Wikipedii

Książki

• Biologia ogólna, V. M. Konstantinov, A. G. Rezanov, E. O. Fadeeva, Podręcznik jest przeznaczony dla ogólne problemy współczesna biologia. Dostarcza podstawowych informacji o budowie materii żywej i ogólnych prawach jej funkcjonowania. Prezentowane tematy kurs treningowy:... Kategoria:

Biologia– nauka o przyrodzie żywej, badająca życie jako szczególną formę materii, prawa jego istnienia i rozwoju. Biologia to przede wszystkim zespół wiedzy o życiu i zbiór dyscypliny naukowe(ponad 300) zajmujących się badaniem istot żywych: składem chemicznym, drobną i grubą strukturą, rozmieszczeniem, funkcjonowaniem, jego przeszłością, teraźniejszością i przyszłością, a także praktycznym znaczeniem i zastosowaniem. Termin „biologia” we współczesnym znaczeniu został wprowadzony jednocześnie w 1802 r. przez J.-B. Lamarck i niemiecki przyrodnik G. R. Treviranus.

Przedmiot Badania biologiczne - wszystkie przejawy życia:

Budowa i funkcje, rozwój i rozmieszczenie organizmów żywych (prokarioty, protisty, rośliny, grzyby, zwierzęta i ludzie);

Struktura, funkcje i rozwój zbiorowisk przyrodniczych, ich wzajemne relacje i środowisko;

Rozwój historyczny i ewolucja organizmów żywych.

Zadaniaże biologia decyduje:

Identyfikacja i wyjaśnienie właściwości ogólne i różnorodność organizmów żywych;

Znajomość wzorców struktury i funkcjonowania systemów żywych różnych stopni, ich wzajemnych powiązań, stabilności i dynamiki;

Uczenie się rozwój historycznyświat organiczny;

Kompilacja na podstawie otrzymanych danych obraz naukowy pokój;

Zapewnienie zachowania biosfery i zdolności przyrody do reprodukcji.

Metody, używany do rozwiązywania problemów:

- obserwacja: umożliwia opis zjawisk biologicznych;

-porównanie: pozwala znaleźć wzorce wspólne dla różnych zjawisk;

- eksperymentalny (doświadczenie): badacz sztucznie stwarza sytuację ułatwiającą badanie właściwości obiektów biologicznych;

- modelowanie: używając technologia komputerowa symulowane są poszczególne procesy lub zjawiska biologiczne (zachowanie się układu biologicznego w ramach zadanych parametrów):

- historyczny: pozwala na podstawie danych o współczesnym świecie organicznym i jego przeszłości badać procesy rozwoju przyrody żywej (po raz pierwszy użyte przez Karola Darwina).

Do opisu i badań procesy biologiczne biolodzy posługują się także metodami: chemicznymi, fizycznymi, matematycznymi, nauki techniczne, geografia, geologia, geochemia itp. W rezultacie powstają dyscypliny pokrewne (pogranicze) - biochemia, biofizyka, gleboznawstwo, radiobiologia, radioekologia itp.

Wszystkie nauki można sklasyfikować:

· według przedmiotu studiów:

- zoologia(bada pochodzenie, budowę i rozwój zwierząt, ich sposób życia, rozmieszczenie na kuli ziemskiej), z uwzględnieniem dyscyplin węższych - entomologia(och, owady), ornitologia(o ptakach) ichtiologia(o rybach) teriologia(o ssakach);

- botanika(badania rozprzestrzeniania się organizmów, ich pochodzenia, budowy, rozwoju, aktywności życiowej, właściwości, różnorodności, klasyfikacji, a także budowy, rozwoju i umiejscowienia zbiorowisk roślinnych na powierzchni ziemi - fitocenozy), w ramach którego wyróżnia się bryologię (o mchach), dendrologię (o drzewach);

- mikrobiologia(mikroorganizmy);

- mikologia(grzyby);

- lichenologia(porosty);

- algologia(wodorost);

- wirusologia(wirusy);

- hydrobiologia(bada organizmy żyjące w środowisku wodnym) itp.;

· badać właściwości ciała:

- anatomia I morfologia(przedmiotem ich badań jest budowa zewnętrzna i wewnętrzna oraz forma organizmów);

- fizjologia(bada funkcje organizmów żywych, ich wzajemne powiązania, zależność od warunków zewnętrznych i wewnętrznych); podzielony na fizjologię człowieka, fizjologię zwierząt, fizjologię roślin itp.;

-cytologia(bada komórkę jako strukturalną i funkcjonalną jednostkę organizmów;

- histologia(bada budowę tkanek organizmów zwierzęcych);

- embriologii i biologii rozwój indywidualny (bada wzorce rozwoju indywidualnego);

- ekologia(bada styl życia zwierząt i roślin w ich związku z warunkami środowiskowymi) itp.

· w sprawie stosowania określonych metod badawczych:

- biochemia(bada skład chemiczny organizmów, budowę i funkcje substancji chemicznych metodami chemicznymi);

- biofizyka(bada zjawiska fizyczne i fizykochemiczne w komórkach i organizmach metodami fizycznymi);

- biometria(na podstawie pomiarów ciał żywych, ich części, procesów i reakcji oraz późniejszych obliczeń dokonuje matematycznego przetwarzania danych w celu ustalenia zależności, wzorców niewidocznych przy opisie poszczególnych zjawisk i procesów) itp.;

- genetyka(bada wzorce dziedziczności i zmienności);

· Przez praktyczne zastosowanie wiedza biologiczna:

- biotechnologia(zespół metod przemysłowych umożliwiających wykorzystanie organizmów żywych z dużą wydajnością w celu uzyskania cennych produktów - antybiotyków, aminokwasów, białek, witamin, hormonów itp., w celu ochrony roślin przed szkodnikami i chorobami, zwalczania zanieczyszczeń środowiska, w oczyszczalnie ścieków itp.);

- agrobiologia(zestaw wiedzy na temat uprawy roślin rolniczych);

- wybór(nauka o metodach tworzenia odmian roślin, ras zwierząt i szczepów mikroorganizmów o właściwościach niezbędnych człowiekowi);

- hodowla bydła, Medycyna weterynaryjna biologia medyczna, fitopatologia itd.;

· badać poziom organizacji istot żywych:

- Biologia molekularna(bada zjawiska życiowe na poziomie genetyki molekularnej i uwzględnia znaczenie trójwymiarowej struktury cząsteczek);

- cytologia I histologia(badanie komórek i tkanek organizmów żywych);

- biologia populacji i gatunku(badania populacji);

- biocenologia(badania biogeocenoz);

- biologia ogólna(bada ogólne wzorce odsłaniające istotę życia);

- biogeografia(bada ogólne wzorce rozmieszczenia geograficznego organizmów żywych na Ziemi;

- taksonomia(bada różnorodność organizmów i ich podział na grupy);

- paleontologia(bada historię świata organicznego ze szczątków zwierząt i roślin);

- doktryna ewolucyjna(bada historyczny rozwój przyrody żywej i różnorodność świata organicznego).

Praktyczne znaczenie i zastosowanie osiągnięć współczesnej biologii:

1. Biologia jest podstawą teoretyczną wielu nauk.

2. Znajomość biologii jest konieczna, aby zrozumieć miejsce człowieka w systemie przyrody, zrozumieć relacje pomiędzy organizmami a otaczającą je przyrodą nieożywioną.

3. Biologia ma decydujący wpływ na postęp produkcji rolnej i medycyny:

Ochrona środowiska;

Rozpoznawanie, zapobieganie i leczenie chorób roślin, zwierząt i ludzi;

Zwiększanie skali hodowli ryb i zwierząt futerkowych;

Zaangażowanie nowych terytoriów w obrót gospodarczy;

Rozwój selekcji mikroorganizmów, roślin i zwierząt;

Prognozowanie sytuacji środowiskowej w różnych regionach i stanu biosfery jako całości.

4. Kształcenie biologiczne zajmuje szczególne miejsce w systemie edukacji medycznej.

5. Wiele zasad i przepisów biologicznych

Stosowane w technologii:

Stanowią podstawę wielu gałęzi przemysłu z branży spożywczej, lekkiej, mikrobiologicznej i innych.

6. Nowoczesne biotechnologie tworzone na bazie komórek i Inżynieria genetyczna(uzyskanie szczepów mikroorganizmów zdolnych do syntezy insuliny ludzkiej, hormonu wzrostu, interferonów, leków immunogennych, szczepionek itp.).

8. Badania genetyczne umożliwiły opracowanie metod wczesnej (prenatalnej) diagnostyki, leczenia i profilaktyki wielu dziedzicznych chorób człowieka.

Samoaktualizacja – zdolność organizmów do ciągłej odnawiania elementów strukturalnych - cząsteczek, enzymów, organelli, komórek - poprzez wymianę „zużytych” tych, które spełniły swoje funkcje (komórki krwi, komórki naskórka skóry itp.). W tym przypadku organizmy wykorzystują substancje i energię, które dostają się do komórek ( przepływ materii i energii). Zapewniona jest samoaktualizacja metabolizm I konwersja energii, reakcje syntezy matrycy, dyskrecja.

Samoreprodukcja – zdolność organizmów żywych do wytwarzania własnego rodzaju przy jednoczesnym zachowaniu struktury i funkcji form rodzicielskich u ich potomków. Kiedy żywe organizmy rozmnażają się, potomstwo zwykle przypomina swoich rodziców: koty rodzą kocięta, psy rodzą szczenięta. Z nasion mniszka lekarskiego ponownie wyrośnie mlecz. Reprodukcja zapewnia właściwość samoreprodukcji. Proces samoreprodukcji zachodzi na niemal wszystkich poziomach organizacji. Dzięki rozmnażaniu nie tylko całe organizmy, ale także komórki i organelle komórkowe (mitochondria, plastydy) po podziale upodabniają się do swoich poprzedników. Z jednej cząsteczki DNA, gdy jest ona podwojona, powstają dwie cząsteczki potomne, całkowicie powtarzając pierwotną. Na tym opiera się samoreprodukcja reakcje syntezy matrycy, czyli powstawanie nowych cząsteczek i struktur w oparciu o informację ( Przepływ informacji), osadzony w sekwencji nukleotydowej DNA. W związku z tym samoreprodukcja jest ściśle powiązana ze zjawiskiem dziedziczność.

Samoregulacja – zdolność organizmów do utrzymywania stałości swoich właściwości skład chemiczny oraz intensywność procesów fizjologicznych (homeostaza) opartych na przepływie materii, energii i informacji. W tym przypadku brak składników odżywczych mobilizuje wewnętrzne zasoby organizmu, a nadmiar powoduje magazynowanie tych substancji. Samoregulacja odbywa się na różne sposoby dzięki działaniu układów regulacyjnych - nerwowego i hormonalnego - i opiera się dla zasady informacja zwrotna : sygnałem do włączenia konkretnego układu może być zmiana stężenia substancji lub stanu układu. Zatem wzrost stężenia glukozy we krwi prowadzi do zwiększonej produkcji hormonu trzustki – insuliny, co zmniejsza zawartość tego cukru we krwi; spadek poziomu glukozy we krwi spowalnia uwalnianie hormonu do krwioobiegu. Zmniejszenie liczby komórek w tkance (podczas peelingu, dermabrazji skóry, na skutek urazu) powoduje wzmożoną proliferację pozostałych komórek; przywrócenie prawidłowej liczby komórek sygnalizuje zaprzestanie intensywnego podziału komórek).

Spośród innych właściwości charakterystycznych dla istot żywych niektóre są w pewnym stopniu podobne do procesów zachodzących w przyrodzie nieożywionej.

Jedność składu chemicznego. Organizmy żywe dość wyraźnie odróżniają się od nieożywionych składem chemicznym (kwasy nukleinowe, białka, węglowodany, tłuszcze itp.). Istoty żywe składają się z tych samych elementów, co przedmioty nieożywione. Tworzą jednak w organizmie złożone cząsteczki, których nie ma w przyrodzie nieożywionej. Ponadto stosunki tych pierwiastków w istotach żywych i nieożywionych są również różne. Jeśli przedstawiony jest skład pierwiastkowy przyrody nieożywionej wraz z tlenem krzem, żelazo, magnez, aluminium itd., wówczas w organizmach żywych 98% składu chemicznego stanowią tylko cztery pierwiastki - węgiel, azot, wodór I tlen. Ponadto wszystkie żywe organizmy zbudowane są głównie z czterech grup złożonych cząsteczek organicznych: białek, węglowodanów, lipidów i kwasów nukleinowych. Należy również zauważyć, że skład pierwiastków chemicznych w różne środowiska przyroda nieożywiona, w przeciwieństwie do organizmów żywych, jest inna. W hydrosferze dominują wodór I tlen, w atmosferze – azot I tlen, w litosferze – krzem I tlen.

Metabolizm i konwersja energii. Ten ogólną właściwością wszystkich żywych istot jest ogół wszystkich przemian chemicznych zachodzących w organizmie i zapewniających zachowanie i reprodukcję życia. Organizm– układ otwarty w stabilnym stanie stacjonarnym: szybkość ciągłego dostarczania substancji i energii z otoczenia równoważy się szybkością ciągłego przenoszenia substancji i energii z układu.

Organizm zużywa substancje i energię ze środowiska i wykorzystuje je do zaopatrzenia reakcje chemiczne, a następnie powraca do środowiska, ale w innej postaci, równoważna ilość energii (w postaci ciepła) i materii (w postaci produktów rozpadu). Organizmy zużywają w tym procesie substancje ze środowiska odżywianie. Autotrofy– rośliny, większość protistów i niektóre prokarioty zdolne do samodzielnej fotosyntezy tworzą substancje organiczne z nieorganicznych za pomocą energii świetlnej. Heterotrofy– zwierzęta, grzyby, niektóre protisty i większość prokariotów korzystają z substancji organicznych innych organizmów, rozkładają je za pomocą enzymów i przyswajają produkty rozkładu.

Znacząca część substancji organicznych (węglowodany, białka, lipidy) powstających w wyniku odżywiania autotroficznego lub heterotroficznego zawiera wiązania chemiczne energia. Podczas oddychania energia ta jest uwalniana i gromadzona w ATP. Końcowe produkty metabolizmu, często toksyczne, powstają w tym procesie wypisać, Lub wydalanie są wydalane z organizmu.

Zatem organizmy charakteryzują się metabolizmem ze środowiskiem i zależnością energetyczną. Metabolizm i przemiana energii zapewniają stałość składu chemicznego i budowy wszystkich części organizmu, a co za tym idzie, stałość ich funkcjonowania w ciągle zmieniających się warunkach środowiskowych. Inne objawy - wzrost, drażliwość, dziedziczność, zmienność, reprodukcja - wszystko to jest wynikiem metabolizmu i jego przejawów.

Reprodukcja. Kiedy organizmy się rozmnażają, produkują inne, podobne do siebie, i w ten sposób zwiększają liczbę osobników. W procesie rozmnażania znaki, właściwości i cechy rozwojowe organizmów danego gatunku przekazywane są z pokolenia na pokolenie. Dzięki reprodukcji liczebność gatunku utrzymuje się przez długi czas na określonym poziomie. Przemianę pokoleń zapewnia rozmnażanie płciowe i bezpłciowe.

Dziedziczność. Polega na zdolność organizmów podczas rozmnażania do przekazywania swoich cech, właściwości i cech rozwojowych z pokolenia na pokolenie. Dziedziczność opiera się na stabilności nośników informacji genetycznej, czyli niezmienności struktury cząsteczek DNA. Informacja genetyczna zawarta w DNA wyznacza możliwe granice rozwoju organizmu, jego struktury, funkcji i reakcji na środowisko. Jednocześnie potomkowie są zwykle podobni do swoich rodziców, ale nie identyczni z nimi.

Zmienność. Zdolność organizmów do nabywania nowych właściwości i cech w trakcie ontogenezy oraz utraty starych, zwany zmienność. Ta właściwość jest niejako przeciwieństwem dziedziczności, ale jednocześnie jest z nią ściśle związana, ponieważ w tym przypadku zmieniają się geny determinujące rozwój pewnych cech. Gdyby reprodukcja matryc - cząsteczek DNA - zawsze odbywała się z absolutną dokładnością, to podczas rozmnażania organizmów istniałaby ciągłość jedynie wcześniej istniejących cech, a adaptacja gatunków do zmieniających się warunków środowiskowych byłaby niemożliwa. Stąd, zmienność to zdolność organizmów do nabywania nowych cech i właściwości, która opiera się na zmianach w cząsteczkach DNA. Zatem samoduplikacja cząsteczek DNA umożliwia nie tylko zachowanie przez potomków dziedzicznych cech rodziców, ale także odchylenie od nich, tj. Zmienność, w wyniku której organizmy zyskują nowe cechy i właściwości. Zmienność tworzy różnorodność materiału naturalna selekcja, czyli selekcja osobników najlepiej przystosowanych do określonych warunków bytowania w naturalne warunki, co z kolei prowadzi do pojawienia się nowych form życia, nowych gatunków organizmów.

Wzrost i rozwój. Niezależnie od sposobu rozmnażania (bezpłciowy czy płciowy), wszystkie osobniki córki powstałe z jednej zygoty, zarodników, zawiązków czy komórek dziedziczą jedynie informację genetyczną, czyli zdolność do wykazywania określonych cech i właściwości. Nowy organizm wdraża otrzymaną informację dziedziczną podczas wzrost i rozwój. Rozwój – zmiana zewnętrznej lub wewnętrznej struktury ciała. Przedstawiono rozwój organizmów żywych ontogeneza (rozwój indywidualny) I filogeneza (rozwój historyczny). W trakcie ontogenezy stopniowo i konsekwentnie pojawiają się indywidualne właściwości organizmu (wygląd koloru oczu, umiejętność trzymania głowy, siadania, chodzenia, wygląd zębów itp. u dzieci). Rozwój towarzyszy wysokość – stopniowy wzrost rozmiarów rozwijającego się organizmu, ze względu na proces zwiększania liczby komórek i akumulację masy formacji pozakomórkowych w wyniku metabolizmu W procesie rozwoju powstaje specyficzna organizacja strukturalna jednostki, a wzrost jej masy wynika z reprodukcji makrocząsteczek, elementarnych struktur komórek i samych komórek. Wraz z następstwem wielu pokoleń następuje zmiana gatunku, lub filogeneza (ewolucja) – Jest to nieodwracalny i ukierunkowany rozwój żywej przyrody, któremu towarzyszy powstawanie nowych gatunków i postępujące komplikowanie życia.

Drażliwość. W procesie ewolucji rozwinęły się organizmy zdolność do selektywnego reagowania na wpływy zewnętrzne lub środowisko wewnętrzne – drażliwość. Na przykład u ssaków, gdy wzrasta temperatura ciała, naczynia krwionośne w skórze rozszerzają się, odprowadzając nadmiar ciepła i tym samym przywracając optymalną temperaturę ciała.

Każda zmiana warunków środowiskowych otaczających organizm jestdrażniący , a reakcja organizmu na bodźce zewnętrzne służy jako wskaźnik jego wrażliwości i przejaw drażliwości. Najbardziej uderzającą formą przejawu drażliwości jest ruch. U roślin tak tropizmy I nastia, u protistów - taksówki; reakcje Organizmy wielokomórkowe - refleks odbywa się poprzez układ nerwowy. Połączenie „bodziec – reakcja” może kumulować się w formie doświadczenia i zostać wykorzystane przez organizm w przyszłości.

Dopasowanie do środowiska. Organizmy żywe są nie tylko dobrze przystosowane do swojego środowiska, ale także doskonale pasują do swojego trybu życia. Nazywa się cechy struktury, aktywności życiowej i zachowania, które zapewniają przetrwanie i rozmnażanie w ich środowisku adaptacje (urządzenia).

Dyskrecja i rzetelność. Dyskretność jest uniwersalną właściwością materii, z której składa się każdy atom cząstki elementarne, atomy tworzą cząsteczkę. Proste cząsteczki są częścią złożonych związków lub kryształów itp. Żywe systemy znacznie różnią się od obiektów nieożywionych wyjątkową złożonością oraz wysokim porządkiem strukturalnym i funkcjonalnym. Jednocześnie odrębny organizm lub inny układ biologiczny(gatunek, biogeocenoza itp.), dyskretny i integralny, to znaczy składa się z oddzielnych, izolowanych (oddzielonych i ograniczonych w przestrzeni), ale mimo to ściśle powiązanych i oddziałujących na siebie części, tworzących funkcjonalną jedność. Każdy typ organizmu obejmuje pojedyncze osobniki. Ciało wysoce zorganizowanej jednostki tworzy przestrzennie ograniczone narządy, które z kolei składają się z pojedynczych komórek. Aparat energetyczny komórki jest reprezentowany przez mitochondria, aparat syntezy białek jest reprezentowany przez rybosomy itp., aż do makrocząsteczek (białek, kwasów nukleinowych itp.), z których każda może spełniać swoją funkcję tylko wtedy, gdy jest przestrzennie odizolowana od innych . Dyskretna budowa organizmu stanowi podstawę jego porządku strukturalnego, stwarza możliwość jego ciągłej samoodnawiania poprzez wymianę „zużytych”. elementy konstrukcyjne bez zatrzymywania wykonywanej funkcji. Odrębność gatunku determinuje możliwość jego ewolucji poprzez śmierć lub eliminację z rozrodu osobników nieprzystosowanych i zachowanie osobników o cechach przydatnych do przetrwania.

Bieżąca strona: 1 (książka ma łącznie 26 stron) [dostępny fragment do czytania: 18 stron]

A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik
Biologia. Biologia ogólna. 10–11 klas

Wstęp

Zaczynasz się uczyć kurs szkolny„Biologia ogólna”. To umowna nazwa części szkolnego kursu biologii, którego zadaniem jest badanie ogólnych właściwości istot żywych, praw ich istnienia i rozwoju. Odbicie dzikiej przyrody i człowieka jako jego części, biologia staje się coraz ważniejsza w postępie naukowym i technologicznym, stając się siłą produkcyjną. Biologia tworzy Nowa technologia– biologiczne, które powinny stać się podstawą nowego społeczeństwa przemysłowego. Wiedza biologiczna powinna przyczyniać się do kształtowania u każdego członka społeczeństwa myślenia biologicznego i kultury ekologicznej, bez której dalszy rozwój cywilizacji ludzkiej nie jest możliwy.

§ 1. Krótka historia biologia rozwoju

1. Czego uczy biologia?

2. Jakie znasz nauki biologiczne?

3. Jakich biologów znasz?

Biologia jako nauka. Dobrze wiesz, że biologia jest nauką o życiu. Obecnie reprezentuje całokształt nauk o przyrodzie żywej. Biologia bada wszystkie przejawy życia: strukturę, funkcje, rozwój i pochodzenie organizmów żywych, ich wzajemne relacje społeczności naturalne ze środowiskiem i innymi organizmami żywymi.

Odkąd człowiek zaczął zdawać sobie sprawę z swojej różnicy w stosunku do świata zwierząt, zaczął badać otaczający go świat. Początkowo od tego zależało jego życie. Ludzie prymitywni musieli wiedzieć, które żywe organizmy można zjeść, wykorzystać jako lekarstwo, do wyrobu odzieży i domów, a które z nich są trujące lub niebezpieczne.

Wraz z rozwojem cywilizacji człowiek mógł sobie pozwolić na luksus zajmowania się nauką w celach edukacyjnych.

Badania kultury starożytnych ludów wykazały, że posiadali oni rozległą wiedzę na temat roślin i zwierząt i szeroko wykorzystywali ją w życiu codziennym.

Współczesna biologia jest nauką złożoną, którą charakteryzuje przenikanie się idei i metod różnych dyscyplin biologicznych, a także innych nauk – przede wszystkim fizyki, chemii i matematyki.

Główne kierunki rozwoju współczesnej biologii. Obecnie można z grubsza wyróżnić trzy kierunki w biologii.

Po pierwsze, to biologia klasyczna. Reprezentują go przyrodnicy, którzy badają różnorodność żywej przyrody. Obiektywnie obserwują i analizują wszystko, co dzieje się w żywej przyrodzie, badają żywe organizmy i je klasyfikują. Błędem jest sądzić, że w biologii klasycznej dokonano już wszystkich odkryć. W drugiej połowie XX wieku. opisano nie tylko wiele nowych gatunków, ale także odkryto duże taksony, aż do królestw (Pogonophora), a nawet superkrólestw (Archebacteria lub Archaea). Odkrycia te zmusiły naukowców do świeżego spojrzenia na całą historię rozwoju żywej przyrody. Dla prawdziwych przyrodników przyroda jest wartością samą w sobie. Każdy zakątek naszej planety jest dla nich wyjątkowy. Dlatego zawsze należą do tych, którzy dotkliwie wyczuwają zagrożenie dla otaczającej nas przyrody i aktywnie opowiadają się za jej ochroną.

Drugi kierunek to Biologia ewolucyjna. W 19-stym wieku autor teorii doboru naturalnego Karol Darwin zaczynał jako zwykły przyrodnik: zbierał, obserwował, opisywał, podróżował, odkrywając tajemnice żywej przyrody. Jednak głównym rezultatem jego pracy, który uczynił go sławnym naukowcem, była teoria wyjaśniająca różnorodność organiczną.

Obecnie badania ewolucji organizmów żywych są aktywnie kontynuowane. Synteza genetyki i teorii ewolucji doprowadziła do powstania tzw syntetyczna teoria ewolucji. Ale nawet teraz istnieje wiele nierozwiązanych pytań, na które szukają ewolucjonistów.

Powstał na początku XX wieku. nasz wybitny biolog Aleksander Iwanowicz Oparin Pierwsza naukowa teoria pochodzenia życia była czysto teoretyczna. Badania eksperymentalne tego problemu są obecnie aktywnie prowadzone i dzięki zastosowaniu zaawansowanych technologii metody fizyczne i chemiczne już zrobione ważne odkrycia i możemy spodziewać się nowych, interesujących wyników.

Karol Darwin (1809–1882)

Aleksander Iwanowicz Oparin (1894–1980)

Nowe odkrycia umożliwiły uzupełnienie teorii antropogenezy. Ale przejście ze świata zwierząt do człowieka nadal pozostaje jednym z najważniejszych wielkie tajemnice biologia.

Trzeci kierunek - biologia fizyczna i chemiczna, badanie struktury obiektów żywych z wykorzystaniem nowoczesnych metod fizycznych i chemicznych. Jest to dynamicznie rozwijająca się dziedzina biologii, istotna zarówno teoretycznie, jak i praktycznie. Można śmiało powiedzieć, że w biologii fizycznej i chemicznej czekają na nas nowe odkrycia, które pozwolą nam rozwiązać wiele problemów stojących przed ludzkością.

Rozwój biologii jako nauki. Współczesna biologia ma swoje korzenie w starożytności i jest związana z rozwojem cywilizacji w krajach śródziemnomorskich. Znamy nazwiska wielu wybitnych naukowców, którzy przyczynili się do rozwoju biologii. Wymieńmy tylko kilka z nich.

Hipokrates(460 - ok. 370 p.n.e.) podał pierwszy stosunkowo szczegółowy opis budowy człowieka i zwierząt, wskazał na rolę środowiska i dziedziczności w występowaniu chorób. Uważany jest za twórcę medycyny.

Arystoteles(384–322 p.n.e.) podzielony świat na cztery królestwa: nieożywiony świat ziemi, wody i powietrza; świat roślin; świat zwierząt i świat ludzi. Opisał wiele zwierząt i położył podwaliny pod taksonomię. Cztery napisane przez niego traktaty biologiczne zawierały niemal wszystkie znane wówczas informacje o zwierzętach. Zasługi Arystotelesa są tak wielkie, że uważa się go za twórcę zoologii.

Teofrast(372–287 p.n.e.) badał rośliny. Opisał ponad 500 gatunków roślin, dostarczył informacji o budowie i rozmnażaniu wielu z nich, wprowadził do użytku wiele terminów botanicznych. Uważany jest za twórcę botaniki.

Gajusz Pliniusz Starszy(23–79) zebrali znane wówczas informacje o organizmach żywych i napisali 37 tomów encyklopedii Historii Naturalnej. Niemal do średniowiecza encyklopedia ta była głównym źródłem wiedzy o przyrodzie.

Klaudiusz Galen w swoich badaniach naukowych szeroko wykorzystywał sekcje ssaków. Jako pierwszy dokonał porównawczego opisu anatomicznego człowieka i małpy. Studiował centralny i obwodowy układ nerwowy. Historycy nauki uważają go za ostatniego wielkiego biologa starożytności.

W średniowieczu dominującą ideologią była religia. Podobnie jak inne nauki, biologia w tym okresie nie wyłoniła się jeszcze jako niezależna dziedzina i istniała w ogólnym nurcie poglądów religijnych i filozoficznych. I choć akumulacja wiedzy o organizmach żywych trwała nadal, o biologii jako nauce w tym okresie można mówić jedynie warunkowo.

Renesans to przejście od kultury średniowiecza do kultury czasów nowożytnych. Radykalnym przemianom społeczno-gospodarczym tamtych czasów towarzyszyły nowe odkrycia w nauce.

Najsłynniejszy naukowiec tej epoki Leonardo da Vinci(1452–1519) wnieśli pewien wkład w rozwój biologii.

Badał lot ptaków, opisał wiele roślin, sposoby łączenia kości w stawach, czynność serca i funkcję wzrokową oka, podobieństwo kości ludzi i zwierząt.

W drugiej połowie XV w. wiedza przyrodnicza zaczyna się szybko rozwijać. To zostało ułatwione odkrycia geograficzne, co umożliwiło znaczne poszerzenie informacji o zwierzętach i roślinach. Szybka akumulacja wiedzy naukowej o organizmach żywych doprowadziła do podziału biologii na odrębne nauki.

W XVI–XVII w. Botanika i zoologia zaczęły się szybko rozwijać.

Wynalezienie mikroskopu (początek XVII w.) umożliwiło badanie mikroskopowej budowy roślin i zwierząt. Odkryto mikroskopijnie małe żywe organizmy, bakterie i pierwotniaki, niewidoczne gołym okiem.

Wniósł ogromny wkład w rozwój biologii Karol Linneusz, zaproponował system klasyfikacji zwierząt i roślin.

Karol Maksimowicz Baer(1792–1876) w swoich pracach sformułował podstawowe zasady teorii narządów homologicznych i prawa podobieństwa zarodkowego, które położyły podwaliny naukowe embriologii.

Klaudiusz Galen (ok. 130 - ok. 200)

Karol Linneusz (1707–1778)

W 1808 r. w pracy „Filozofia zoologii” Jeana Baptiste’a Lamarcka poruszył kwestię przyczyn i mechanizmów przemian ewolucyjnych oraz nakreślił pierwszą teorię ewolucji.

Teoria komórki odegrała ogromną rolę w rozwoju biologii, która naukowo potwierdziła jedność świata żywego i posłużyła jako jeden z warunków wstępnych powstania teorii ewolucji Karol Darwin. Zoolog jest uważany za autora teorii komórki Teodora Schwann(1818–1882) i botanika Matthiasa Jakoba Schleidena (1804–1881).

Na podstawie licznych obserwacji Karol Darwin opublikował w 1859 roku swoje główne dzieło „O powstawaniu gatunków przez dobór naturalny, czyli o zachowaniu ras uprzywilejowanych w walce o byt”, w którym sformułował podstawowe zasady teorii ewolucji, zaproponował mechanizmy ewolucji i sposoby przemian ewolucyjnych organizmów.

W 19-stym wieku dzięki pracom Ludwik Pasteur (1822–1895), Roberta Kocha (1843–1910), Ilja Iljicz Miecznikow Mikrobiologia ukształtowała się jako niezależna nauka.

Wiek XX rozpoczął się od ponownego odkrycia praw Grzegorz Mendel, co zapoczątkowało rozwój genetyki jako nauki.

W latach 40-50 XX w. W biologii zaczęto powszechnie stosować idee i metody fizyki, chemii, matematyki, cybernetyki i innych nauk, a obiektem badań były mikroorganizmy. W rezultacie powstała biofizyka, biochemia, biologia molekularna, biologia promieniowania, bionika itp. i zaczęły szybko rozwijać się jako niezależne nauki.Badania kosmiczne przyczyniły się do powstania i rozwoju biologii kosmicznej.

Jean Baptiste Lamarck (1774–1829)

Ilja Iljicz Miecznikow (1845–1916)

W XX wieku pojawił się kierunek badań stosowanych – biotechnologia. Kierunek ten niewątpliwie będzie się szybko rozwijał w XXI wieku. Więcej o tym kierunku rozwoju biologii dowiecie się studiując rozdział „Podstawy selekcji i biotechnologii”.

Obecnie wiedza biologiczna wykorzystywana jest we wszystkich sferach działalności człowieka: w przemyśle i rolnictwo, medycyna i energia.

Badania ekologiczne są niezwykle ważne. W końcu zaczęliśmy zdawać sobie sprawę, że kruchą równowagę istniejącą na naszej małej planecie można łatwo zniszczyć. Ludzkość stoi przed ogromnym zadaniem - ochroną biosfery w celu utrzymania warunków istnienia i rozwoju cywilizacji. Nie da się go rozwiązać bez wiedzy biologicznej i specjalnych badań. Zatem obecnie biologia stała się prawdziwą siłą wytwórczą i racjonalną naukową podstawą relacji człowieka z przyrodą.

Gregor Mendel (1822–1884)

Biologia klasyczna. Biologia ewolucyjna. Biologia fizykochemiczna.

1. Jakie kierunki rozwoju biologii możesz wyróżnić?

2. Którzy wielcy uczeni starożytności wnieśli znaczący wkład w rozwój wiedzy biologicznej?

3. Dlaczego w średniowieczu o biologii jako nauce można było mówić jedynie warunkowo?

4. Dlaczego współczesną biologię uważa się za naukę złożoną?

5. Jaka jest rola biologii we współczesnym społeczeństwie?

Przygotuj wiadomość na jeden z poniższych tematów:

1. Rola biologii we współczesnym społeczeństwie.

2. Rola biologii w badaniach kosmicznych.

3. Rola badań biologicznych we współczesnej medycynie.

4. Rola wybitnych biologów – naszych rodaków w rozwoju biologii świata.

Jak bardzo zmieniły się poglądy naukowców na temat różnorodności istot żywych, można pokazać na przykładzie podziału organizmów żywych na królestwa.

Już w latach 40. XX wieku wszystkie żywe organizmy podzielono na dwa królestwa: Roślin i Zwierząt. Do królestwa roślin zaliczały się także bakterie i grzyby. Później bardziej szczegółowe badania organizmów doprowadziły do ​​​​identyfikacji czterech królestw: Prokariotów (bakterii), Grzybów, Roślin i Zwierząt. Ten system jest podany na lekcjach biologii w szkole.

W 1959 roku zaproponowano podział świata organizmów żywych na pięć królestw: Prokarioty, Protisty (pierwotniaki), Grzyby, Rośliny i Zwierzęta.

System ten jest często cytowany w literaturze biologicznej (szczególnie tłumaczonej).

Opracowano i nadal rozwija się inne systemy, w tym 20 lub więcej królestw. Na przykład zaproponowano wyróżnienie trzech superkrólestw: Prokariotów, Archaea (Archaebacteria) i Eukaryota. Każde superkrólestwo obejmuje kilka królestw.

§ 2. Metody badawcze w biologii

1. Czym nauka różni się od religii i sztuki?

2. Jaki jest główny cel nauki?

3. Jakie znasz metody badawcze stosowane w biologii?

Nauka jako dziedzina działalności człowieka. Nauka jest jedną ze sfer działalności człowieka, której celem jest badanie i poznawanie otaczającego świata. Wiedza naukowa wymaga wyboru określonych przedmiotów badań, problemów i metod ich badania. Każda nauka ma swoje własne metody badawcze. Jednak niezależnie od tego, jakie metody zostaną zastosowane, najważniejszą zasadą dla każdego naukowca jest zawsze zasada „Nie bierz niczego za pewnik”. Głównym zadaniem nauki jest zbudowanie systemu rzetelnej wiedzy opartej na faktach i uogólnieniach, które można potwierdzić lub obalić. Wiedza naukowa są stale kwestionowane i akceptowane jedynie po uzyskaniu wystarczających dowodów. Fakt naukowy (gr. factum – gotowe) jest jedynym, który można odtworzyć i potwierdzić.

Metoda naukowa (z greckiego methodos – ścieżka badań) to zbiór technik i operacji stosowanych przy konstruowaniu systemu wiedzy naukowej.

Cała historia rozwoju biologii wyraźnie pokazuje, że został on zdeterminowany rozwojem i zastosowaniem nowych metod badawczych. Głównymi metodami badawczymi stosowanymi w naukach biologicznych są opisowe, porównawcze, historyczne I eksperymentalny.

Metoda opisowa. Był szeroko stosowany przez starożytnych naukowców, którzy zajmowali się zbieraniem materiału faktograficznego i jego opisywaniem. Opiera się na obserwacji. Prawie do XVIII w. Biolodzy zajmowali się głównie opisem zwierząt i roślin i podejmowali próby wstępnego usystematyzowania zgromadzonego materiału. Jednak metoda opisowa nie straciła dziś na znaczeniu. Na przykład wykorzystuje się go do odkrywania nowych gatunków lub badania komórek nowoczesne metody badania.

Metoda porównawcza. Umożliwiła identyfikację podobieństw i różnic między organizmami i ich częściami i zaczęto ją stosować w XVII wieku. Zastosowanie metody porównawczej umożliwiło uzyskanie danych niezbędnych do usystematyzowania roślin i zwierząt. W 19-stym wieku wykorzystano ją w rozwoju teorii komórki i uzasadnieniu teorii ewolucji, a także w restrukturyzacji szeregu nauk biologicznych na podstawie tej teorii. Obecnie metoda porównawcza jest również szeroko stosowana w różnych naukach biologicznych. Gdyby jednak w biologii stosowano jedynie metody opisowe i porównawcze, to pozostawałaby ona w ramach nauki stwierdzającej.

Metoda historyczna. Metoda ta pozwala zrozumieć uzyskane fakty i porównać je z wcześniej znanymi wynikami. Powszechnie stosowano je w drugiej połowie XIX wieku. dzięki pracom Karola Darwina, który z jego pomocą naukowo uzasadnił wzorce pojawiania się i rozwoju organizmów, kształtowania się ich struktur i funkcji w czasie i przestrzeni. Aplikacja metoda historyczna umożliwiło przekształcenie biologii z nauki opisowej w naukę wyjaśniającą, jak powstały i jak funkcjonują różnorodne systemy żywe.

Metoda eksperymentalna. Zastosowanie metody eksperymentalnej w biologii wiąże się z nazwą Williama Harveya który użył go w swoich badaniach do badania krążenia krwi. Ale zaczął być szeroko stosowany w biologii tylko z początek XIX c., przede wszystkim w badaniu procesów fizjologicznych. Metoda eksperymentalna pozwala badać konkretne zjawisko życia poprzez doświadczenie.

Wielki wkład w ustanowienie metody eksperymentalnej w biologii wniósł G. Mendel, który badając dziedziczność i zmienność organizmów, jako pierwszy wykorzystał eksperyment nie tylko do uzyskania danych o badanych zjawiskach, ale także do sprawdzić hipotezę postawioną na podstawie uzyskanych wyników. Praca G. Mendla stała się klasycznym przykładem metodologii nauk eksperymentalnych.

Williama Harveya (1578–1657)

W XX wieku metoda eksperymentalna stała się wiodącą w biologii. Stało się to możliwe dzięki pojawieniu się nowych instrumentów do badań biologicznych ( mikroskop elektronowy, tomograf itp.) oraz wykorzystanie metod fizyki i chemii w biologii.

Obecnie w doświadczeniach biologicznych szeroko stosuje się różne rodzaje mikroskopii, w tym mikroskopię elektronową z techniką ultracienkich przekrojów, metody biochemiczne, różne metody hodowli i obserwacji przyżyciowej kultur komórkowych, tkanek i narządów, metodę znakowanych atomów, X- analiza dyfrakcji promieni, ultrawirowanie, chromatografia itp. To nie przypadek, że w drugiej połowie XX wieku. W biologii rozwinął się cały kierunek - tworzenie nowych instrumentów i rozwój metod badawczych.

W badaniach biologicznych są one coraz częściej wykorzystywane modelowanie, co jest uważane za najwyższą formę eksperymentowania. Tak, są w toku aktywna praca na modelowaniu komputerowym najważniejszych procesów biologicznych, głównych kierunków ewolucji, rozwoju ekosystemów czy nawet całej biosfery (np. w przypadku globalnego klimatu czy zmian wywołanych działalnością człowieka).

Metoda eksperymentalna w połączeniu z podejściem systemowo-strukturalnym radykalnie przekształciła biologię, rozszerzyła jej możliwości poznawcze i otworzyła nowe sposoby wykorzystania wiedzy biologicznej we wszystkich sferach działalności człowieka.

Fakt naukowy. Metoda naukowa. Metody badawcze: opisowa, porównawcza, historyczna, eksperymentalna.

1. Jaki jest główny cel i zadanie nauki?

2. Dlaczego można argumentować, że rozwój biologii został zdeterminowany rozwojem i zastosowaniem nowego metody naukowe badania?

3. Jakie znaczenie dla rozwoju biologii miały metody opisowe i porównawcze?

4. Jaka jest istota metody historycznej?

5. Dlaczego metoda eksperymentalna stała się najbardziej rozpowszechniona w XX wieku?

Zaproponuj metody badawcze, które wykorzystasz podczas badania wpływu antropogenicznego na dowolny ekosystem (zbiornik, las, park itp.).

Zaproponuj kilka swoich możliwości rozwoju biologii w XXI wieku.

Jakie choroby Twoim zdaniem ludzkość pokona, stosując przede wszystkim metody biologii molekularnej, immunologii i genetyki.

Badania naukowe składają się zazwyczaj z kilku etapów (ryc. 1). Na podstawie zebranych faktów formułuje się problem. Aby go rozwiązać, proponują hipotezy (Hipoteza grecka - założenie). Każda hipoteza jest sprawdzana eksperymentalnie w procesie pozyskiwania nowych faktów. Jeśli uzyskane fakty przeczą hipotezie, wówczas zostaje ona odrzucona. Jeśli hipoteza jest zgodna z faktami i pozwala na trafne przewidywanie, to może nią zostać teoria (Teoria grecka - badania). Jednak nawet poprawną teorię można zweryfikować i udoskonalić w miarę gromadzenia się nowych faktów. Wyraźnym przykładem jest teoria ewolucji.

Niektóre teorie zakładają ustalenie powiązań między różnymi zjawiskami. Ten zasady I prawa.

Mogą istnieć wyjątki od zasad, ale przepisy zawsze mają zastosowanie. Na przykład prawo zachowania energii obowiązuje zarówno w przyrodzie ożywionej, jak i nieożywionej.

Ryż. 1. Główne etapy badania naukowe

§ 3. Istota życia i właściwości istot żywych

1. Czym jest życie?

2. Co jest uważane za strukturalną i funkcjonalną jednostkę żywych istot?

3. Jakie znasz właściwości istot żywych?

Esencja życia. Już wiesz, że biologia jest nauką o życiu. Ale czym jest życie?

Klasyczna definicja niemieckiego filozofa Fryderyka Engelsa: „Życie to sposób istnienia ciał białkowych, którego istotnym punktem jest ciągła wymiana substancji z otaczającą je przyrodą zewnętrzną, a wraz z ustaniem tego metabolizmu ustaje również życie , co prowadzi do rozkładu białka” – odzwierciedla poziom wiedzy biologicznej drugiego połowa XIX wieku V.

W XX wieku Podejmowano liczne próby zdefiniowania życia, odzwierciedlając złożoność tego procesu.

Wszystkie definicje zawierały następujące postulaty oddające istotę życia:

– życie jest szczególną formą ruchu materii;

– życie to metabolizm i energia w organizmie;

– życie jest żywotną czynnością organizmu;

– życie to samorozmnażanie się organizmów, które zapewnia przekazywanie informacji genetycznej z pokolenia na pokolenie.

Życie jest wyższą formą ruchu materii w porównaniu z fizycznymi i chemicznymi formami jego istnienia.

W najogólniejszym sensie życie można zdefiniować jako aktywny, przy wydatku energii otrzymanej z zewnątrz, utrzymujący i samoreprodukujący specyficzne struktury składające się z biopolimerów - białek i kwasów nukleinowych.

Ani kwasy nukleinowe, ani same białka nie są substratem życia. Stają się substratem życia dopiero wtedy, gdy znajdują się i funkcjonują w komórkach. Na zewnątrz komórek są to związki chemiczne.

Według definicji rosyjskiego biologa V.M. Volkenshteina „ciała żywe istniejące na Ziemi są otwartymi, samoregulującymi i samoreprodukującymi się systemami zbudowanymi z biopolimerów – białek i kwasów nukleinowych”.

Właściwości istot żywych. Istoty żywe charakteryzują się szeregiem ogólnych właściwości. Wymieńmy je.

1. Jedność składu chemicznego. Istoty żywe powstają z tego samego powodu pierwiastki chemiczne, jak obiekty nieożywione, ale u istot żywych 90% masy stanowią cztery pierwiastki: C, O, N, H, które biorą udział w tworzeniu złożonych cząsteczek organicznych, takich jak białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, lipidy.

2. Jedność organizacji strukturalnej. Komórka jest pojedynczą jednostką strukturalną i funkcjonalną, a także jednostką rozwojową niemal wszystkich żywych organizmów na Ziemi. Wirusy stanowią wyjątek, ale nawet one wykazują właściwości żywe tylko wtedy, gdy znajdują się w komórce. Poza komórką nie ma życia.

3. Otwartość. Wszystkie żywe organizmy są systemy otwarte, czyli systemy, które są stabilne tylko pod warunkiem ciągłego dostarczania energii i materii z otoczenia.

4. Metabolizm i energia. Wszystkie żywe organizmy są zdolne do wymiany substancji ze swoim środowiskiem. Metabolizm zachodzi w wyniku dwóch, powiązanych ze sobą procesów: syntezy substancji organicznych w organizmie (za sprawą zewnętrznych źródeł energii – światła i pożywienia) oraz procesu rozkładu złożonych substancji organicznych z wyzwoleniem energii, która następnie jest zużywana przez organizm. ciało.

Metabolizm zapewnia stałość składu chemicznego w stale zmieniających się warunkach środowiskowych.

5. Samoreprodukcja(reprodukcja). Zdolność do samoreprodukcji jest najważniejszą właściwością wszystkich żywych organizmów. Opiera się na informacjach o budowie i funkcjach każdego żywego organizmu, zawartych w kwasach nukleinowych i zapewniających specyfikę budowy i aktywności życiowej organizmu żywego.

6. Samoregulacja. Każdy żywy organizm narażony jest na stale zmieniające się warunki środowiskowe. Jednocześnie wymagane są pewne warunki, aby w komórkach mogły zachodzić procesy życiowe. Dzięki mechanizmom samoregulacji zachowana jest względna stałość środowiska wewnętrznego organizmu, czyli stałość składu chemicznego i intensywność procesów fizjologicznych (czyli homeostaza: od Greckie homoios – identyczność i stasis – stan).

7. Rozwój i wzrost. W procesie rozwoju jednostki (ontogenezy) stopniowo i konsekwentnie ujawniają się indywidualne właściwości organizmu i następuje jego wzrost. Ponadto wszystkie systemy żywe ewoluują - zmieniają się w trakcie rozwoju historycznego (filogeneza).

8. Drażliwość. Każdy żywy organizm jest w stanie selektywnie reagować na wpływy zewnętrzne i wewnętrzne.

9. Dziedziczność i zmienność. Ciągłość pokoleń zapewnia dziedziczność. Potomkowie nie są kopiami swoich rodziców ze względu na zdolność informacji dziedzicznych do zmiany - zmienność.

Niektóre z wymienionych powyżej właściwości mogą być również nieodłącznie związane z przyrodą nieożywioną. Na przykład kryształy w nasyconym roztworze soli mogą „rosnąć”. Jednak wzrost ten nie ma parametrów jakościowych i ilościowych, które są nieodłączne dla wzrostu żywych istot.

Płonąca świeca charakteryzuje się także procesami metabolicznymi i konwersją energii, nie jest jednak zdolna do samoregulacji i samoreprodukcji.

W związku z tym wszystkie właściwości wymienione powyżej w ich całość charakterystyczne tylko dla organizmów żywych.

Życie. Otwarty system.

1. Dlaczego bardzo trudno jest zdefiniować pojęcie „życia”?

2. Jaka jest różnica między chemiczną organizacją organizmów żywych i obiektów nieożywionych?

3. Dlaczego organizmy żywe nazywane są systemami otwartymi?

4. Czym zasadniczo różnią się procesy metaboliczne między organizmami żywymi a przyrodą nieożywioną?

5. Jaka jest rola zmienności i dziedziczności w rozwoju życia na naszej planecie?

Porównaj istotę procesów wzrostu, rozmnażania i metabolizmu w przyrodzie nieożywionej i organizmach żywych.

Podaj przykłady właściwości charakterystycznych organizmu żywego, które można zaobserwować także w obiektach nieożywionych.

Organizm(łac. organizo – aranżować) to jednostka, jednostka (łac. individuus – niepodzielny), niezależnie oddziałująca na swoje siedlisko. Termin „organizm” jest łatwy do zrozumienia, ale prawie niemożliwy do jednoznacznego zdefiniowania. Organizm może składać się z pojedynczej komórki lub może być wielokomórkowy. Różne organizmy kolonialne mogą składać się z organizmów jednorodnych, na przykład Volvox, lub reprezentować kompleks wysoce zróżnicowanych osobników, które tworzą jedną całość, na przykład portugalski okręt wojenny, koelenterat kolonialny. Czasami nawet osobniki oddzielone od siebie tworzą grupy różniące się pewnymi indywidualnymi właściwościami: na przykład u pszczół, podobnie jak innych owadów społecznych, rodzina ma wiele właściwości organizmowych.