النظم الكيميائية للمستوى البيولوجي لتنظيم عرض المادة. العرض: السمات النوعية للمادة الحية مستويات تنظيم الكائنات الحية. المستويات الهيكلية لتنظيم الحياة

الشريحة 3

الشريحة 4

مراحل تطور علم الأحياء

• فترة علم اللاهوت النظامي – علم الأحياء الطبيعي؛
• الفترة التطورية – البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية.
• فترة بيولوجيا العالم الصغير هي علم الأحياء التطوري.

الشريحة 5

علم الأحياء الطبيعي

أرسطو:

وقسم المملكة الحيوانية إلى مجموعتين: تلك التي لها دم، وتلك التي ليس لها دم.

الإنسان على رأس حيوانات الدم (مركزية الإنسان).

ك. لينيوس:

• طور تسلسلاً هرميًا متناغمًا لجميع الحيوانات والنباتات (النوع - الجنس - الرتبة - الطبقة)،
• قدم مصطلحات دقيقة لوصف النباتات والحيوانات.

الشريحة 6

البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية

فهم آليات الظواهر والعمليات التي تحدث على مختلف مستويات الحياة والكائنات الحية.

ظهرت نظريات جديدة:

• نظرية الخلية،
• علم الخلية،
• علم الوراثة,
• الكيمياء الحيوية،
• الفيزياء الحيوية.

الشريحة 7

علم الأحياء التطوري

• مسألة أصل وجوهر الحياة.
• اقترح جي بي لامارك أول نظرية تطورية في عام 1809.
• جي كوفييه - نظرية الكوارث.
• نظرية التطور لتشارلز داروين عام 1859
• نظرية التطور الحديثة (الاصطناعية) (تمثل توليفة من علم الوراثة والداروينية).

الشريحة 8

نظرية التطور لداروين

• التقلب
• الوراثة
• الانتقاء الطبيعي

الشريحة 9

المستويات الهيكلية لتنظيم الحياة

• المستوى الخلوي
• مستوى السكان والأنواع
• المستوى الحيوي
• المستوى الحيوي
• مستوى المحيط الحيوي

الشريحة 10

المستوى الوراثي الجزيئي

• مستوى عمل البوليمرات الحيوية (البروتينات والأحماض النووية والسكريات)، وما إلى ذلك، التي تقوم عليها عمليات حياة الكائنات الحية.
• الوحدة الهيكلية الأولية - الجين
• حامل المعلومات الوراثية هو جزيء الحمض النووي.

الشريحة 11

الهدف: دراسة آليات نقل المعلومات الوراثية والوراثة والتقلب ودراسة العمليات التطورية وأصل الحياة وجوهرها.

الشريحة 12

• الجزيئات الكبيرة هي جزيئات بوليمر عملاقة مبنية من العديد من المونومرات.
• البوليمرات: السكريات والبروتينات والأحماض النووية.
• المونومرات بالنسبة لهم هي السكريات الأحادية والأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات.

الشريحة 13

• السكريات (النشا والجليكوجين والسليلوز) هي مصادر الطاقة ومواد البناء لتخليق الجزيئات الأكبر.
• البروتينات والأحماض النووية هي جزيئات "معلومات".

الشريحة 14

السناجب

• الجزيئات الكبيرة هي سلاسل طويلة جدًا من الأحماض الأمينية.
• تؤدي معظم البروتينات وظيفة المحفزات (الإنزيمات).
• تلعب البروتينات دور الناقلات.

الشريحة 15

احماض نووية

• المركبات العضوية المعقدة التي هي بوليمرات حيوية تحتوي على الفوسفور (بولينوكليوتيدات).
• أنواعه: حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) وحمض الريبونوكليك (RNA).
• يتم تخزين المعلومات الوراثية للكائن الحي في جزيئات الحمض النووي.
• لديهم خاصية عدم التماثل الجزيئي (عدم التماثل)، أو عدم التماثل الجزيئي - فهي نشطة بصريا.

الشريحة 16

• يتكون الحمض النووي من شريطين ملتويين في حلزون مزدوج.
• يحتوي الحمض النووي الريبي (RNA) على 4-6 آلاف نيوكليوتيدات فردية، والحمض النووي (DNA) - 10-25 ألفًا.
• الجين هو جزء من جزيء DNA أو RNA.

الشريحة 17

المستوى الخلوي

• في هذا المستوى، يحدث ترسيم الحدود المكانية وترتيب عمليات الحياة بسبب تقسيم الوظائف بين هياكل محددة.
• الوحدة الهيكلية والوظيفية الأساسية لجميع الكائنات الحية هي الخلية.
• بدأ تاريخ الحياة على كوكبنا بهذا المستوى من التنظيم.

الشريحة 18

الخلية هي حبة طبيعية للحياة، كما أن الذرة هي حبة طبيعية من مادة غير منظمة. - تيلار دو شاردان

الشريحة 19

• الخلية الابتدائية النظام البيولوجي، قادرة على التجديد الذاتي والتكاثر الذاتي والتنمية.
• العلم الذي يدرس الخلايا الحية يسمى علم الخلايا.
• تم وصف الخلية لأول مرة بواسطة ر. هوك في عام 1665.

الشريحة 20

• تتكون جميع الكائنات الحية من الخلايا ومنتجاتها الأيضية.
• تتشكل الخلايا الجديدة عن طريق تقسيم الخلايا الموجودة مسبقًا.
• جميع الخلايا متشابهة في التركيب الكيميائي والتمثيل الغذائي.
• يتكون نشاط الكائن الحي ككل من نشاط وتفاعل الخلايا الفردية.

الشريحة 21

في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. تم اكتشاف نواة الخلية ووصفها.

تتكون جميع الخلايا من:

• غشاء البلازما، الذي يتحكم في انتقال المواد من البيئة إلى الخلية والعودة؛
• السيتوبلازم مع بنية متنوعة.
• نواة الخلية، والتي تحتوي على المعلومات الوراثية.

الشريحة 22

هيكل الخلية الحيوانية

الشريحة 23

• يمكن أن توجد الخلايا ككائنات مستقلة أو كجزء من كائنات متعددة الخلايا.
• يتكون الكائن الحي من مليارات الخلايا المختلفة (حتى 1015).
• خلايا جميع الكائنات الحية متشابهة في التركيب الكيميائي.

الشريحة 24

اعتمادًا على نوع الخلية، تنقسم جميع الكائنات الحية إلى مجموعتين:

1) بدائيات النوى - الخلايا التي لا تحتوي على نواة، مثل البكتيريا؛

2) حقيقيات النوى - خلايا تحتوي على نوى، على سبيل المثال البروتوزواوالفطر والنباتات والحيوانات.

الشريحة 25

المستوى الجيني (العضوي).

• الكائن الحي هو نظام حي متكامل أحادي الخلية أو متعدد الخلايا قادر على الوجود المستقل.
• عملية تكوين الكائنات الحية هي عملية التطور الفردي للكائن الحي منذ الولادة وحتى الموت، وهي عملية تحقيق المعلومات الوراثية.

الشريحة 26

• علم وظائف الأعضاء هو علم عمل وتطور الكائنات الحية متعددة الخلايا.
• يتم وصف عملية تكوين الجنين على أساس قانون الوراثة الحيوية الذي صاغه E. Haeckel.

الشريحة 27

الكائن الحي هو نظام مستقر من الأعضاء والأنسجة الداخلية الموجودة في البيئة الخارجية.

الشريحة 28

مستوى السكان والأنواع

• ويبدأ بدراسة العلاقة والتفاعل بين مجموعات الأفراد من نفس النوع الذين لديهم مجموعة جينات واحدة ويحتلون منطقة واحدة.
• الوحدة الأساسية هي السكان.

الشريحة 29

يمتد مستوى السكان إلى ما هو أبعد من الكائن الحي الفردي، ولذلك يطلق عليه مستوى التنظيم فوق العضوي.

الشريحة 30

• السكان عبارة عن مجموعة من الأفراد من نفس النوع الذين يشغلون منطقة معينة، ويتكاثرون على مدى فترة طويلة من الزمن ولديهم مجموعة وراثية مشتركة.
• النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد المتشابهين في البنية والخصائص الفسيولوجية، ولهم أصل مشترك، ويمكنهم التزاوج بحرية وإنتاج ذرية خصبة.

التكاثر الحيوي، أو النظام البيئي (النظام البيئي) هو مجموعة من العناصر الحيوية وغير الحيوية المترابطة عن طريق تبادل المواد والطاقة والمعلومات، والتي يمكن من خلالها أن يتم تداول المواد في الطبيعة.

الشريحة 35

التكاثر الحيوي هو نظام متكامل ذاتي التنظيم يتكون من:

• المنتجون (المصنعون) الذين يقومون مباشرة بمعالجة المواد غير الحية (الطحالب والنباتات والكائنات الحية الدقيقة)؛
• المستهلكون من الدرجة الأولى - يتم الحصول على المادة والطاقة من خلال استخدام المنتجين (الحيوانات العاشبة)؛
• مستهلكو الدرجة الثانية (الحيوانات المفترسة، وما إلى ذلك)؛
• الزبالون (النباتات الرمامية والعاثية) التي تتغذى على الحيوانات الميتة ؛
• المحللات هي مجموعة من البكتيريا والفطريات التي تحلل بقايا المواد العضوية.

الشريحة 36

مستوى المحيط الحيوي

• اعلى مستوىتنظيم الحياة، ويغطي جميع ظواهر الحياة على كوكبنا.
• المحيط الحيوي هو المادة الحية للكوكب (مجمل جميع الكائنات الحية على الكوكب، بما في ذلك البشر) والبيئة التي تحولت بها.

الشريحة 37

• المحيط الحيوي هو نظام بيئي واحد.
• تعد دراسة عمل هذا النظام وبنيته ووظائفه من أهم مهام علم الأحياء.
• تدرس علم البيئة وعلم الأحياء الحيوي والكيمياء الجيولوجية الحيوية هذه المشاكل.

الشريحة 38

كل مستوى من مستويات تنظيم المادة الحية له سماته الخاصة، وبالتالي، في أي بحث بيولوجي، هناك مستوى معين يقود.

عرض كافة الشرائح

المحتويات المجهر الأسماء التي لعبت دورا في دراسة الخلايا المبادئ الأساسية لنظرية الخلية هياكل الخلية: عضيات الخلية: غشاء الخلية السيتوبلازم النواة الريبوسومات مجمع جولجي ER الليزوزومات الميتوكوندرياالميتوكوندريا البلاستيدات مركز الخلية عضيات الحركة

المجهر أنطون فان ليوينهوك أنشأ أنطون فان ليوينهوك أول مجهر في العالم، مما جعل من الممكن النظر في البنية المجهرية للخلية. ومع تحسن المجهر، اكتشف العلماء المزيد والمزيد من الأجزاء غير المعروفة في الخلية، وهي العمليات الحيوية التي يمكن ملاحظتها في المجهر الضوئي. أرز. 1: مجهر ليفينهوك إن المجهر الكهربائي، الذي تم اختراعه في القرن العشرين، ونموذجه المحسن، يجعل من الممكن رؤية البنية المجهرية للهياكل الخلوية. من خلال المسح الحجمي، يمكنك رؤية بنية الخلية وعضياتها كما هي في بيئتها الطبيعية، في الكائن الحي. أرز. 2: المجهر الكهربائي

الأسماء التي لعبت دورا في دراسة الخلايا كان أنطون فان ليوينهوك أنطون فان ليوينهوك أول من فحص الكائنات وحيدة الخلية تحت المجهر. روبرت هوك اقترح روبرت هوك مصطلح "الخلية". T. Schwann T. Schwann وM. Schleiden - صاغوا نظرية الخلية في منتصف القرن التاسع عشر. نظرية خلية شلايدن ر. براون ر. براون – في أوائل التاسع عشرفي القرن العشرين رأيت تكوينًا كثيفًا داخل الخلايا الورقية، والذي أسميته النواة. R. Virchow R. Virchow - أثبت أن الخلايا قادرة على الانقسام واقترح إضافة إلى نظرية الخلية.

الأحكام الأساسية لنظرية الخلية 1. جميع الكائنات الحية، من الكائنات الحية وحيدة الخلية إلى الكائنات النباتية والحيوانية الكبيرة، تتكون من خلايا. 2. جميع الخلايا متشابهة في التركيب والتركيب الكيميائي والوظائف الحيوية. 3. الخلايا متخصصة، وفي الكائنات متعددة الخلايا، في التركيب والوظائف، وقادرة على الحياة المستقلة. 4. الخلايا مصنوعة من الخلايا. تكمن الخلية في تحلل الخلية الأم إلى خليتين ابنتين.

الهياكل الخلوية غشاء الخلية تتكون جدران معظم العضيات من غشاء الخلية. تركيب غشاء الخلية: يتكون من ثلاث طبقات. سمك - 8 نانومتر. طبقتان تشكلان الدهون التي تحتوي على البروتينات. غالبًا ما تشكل البروتينات الغشائية قنوات غشائية يتم من خلالها نقل أيونات البوتاسيوم والكالسيوم والصوديوم. تدخل جزيئات كبيرة من البروتينات والدهون والكربوهيدرات إلى الخلية عن طريق البلعمة والاحتساء. البلعمة هي دخول الجزيئات الصلبة المحاطة بغشاء الخلية إلى سيتوبلازم الخلية. Pinocytosis هو دخول قطرات سائلة محاطة بغشاء الخلية إلى سيتوبلازم الخلية. يحدث تدفق المواد عبر الغشاء بشكل انتقائي، بالإضافة إلى أنه يحد من الخلية ويفصلها عن الآخرين وعن البيئة ويعطيها الشكل ويحميها من التلف. أرز. 4: أ – عملية البلعمة. ب – عملية الإحتساء الشكل . 3: هيكل غشاء الخلية

هياكل الخلية السيتوبلازم. جوهر. السيتوبلازم هو المحتوى شبه السائل للخلية، والذي يحتوي على جميع عضيات الخلية. يتضمن التركيب العديد من المواد العضوية وغير العضوية والماء والأملاح. النواة: جسم مستدير كثيف داكن اللون يوجد في خلايا النبات والفطريات والحيوانات. محاطة بغشاء نووي. الطبقة الخارجية للغشاء خشنة، والطبقة الداخلية ناعمة. سمك - 30 نانومتر. لديه المسام. يوجد داخل القلب عصير نووي. يحتوي على خيوط الكروماتين. الكروماتين - الحمض النووي + البروتين. أثناء الانقسام، يلتف الحمض النووي حول البروتين، مثل البكرة. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشكيل الكروموسومات. في البشر، تحتوي الخلايا الجسدية للجسم على 46 كروموسومًا. هذه مجموعة ثنائية الصبغيات (كاملة ومزدوجة) من الكروموسومات. تحتوي الخلايا الجرثومية على 23 كروموسومًا (أحادي الصيغة الصبغية، نصف). تسمى مجموعة الكروموسومات الخاصة بالأنواع الموجودة في الخلية بالنمط النووي. الكائنات الحية التي لا تحتوي خلاياها على نواة تسمى بدائيات النوى. حقيقيات النوى هي كائنات تحتوي خلاياها على نواة. أرز. 6: مجموعة الكروموسومات الذكرية. 5: الهيكل الأساسي

العضيات الخلوية الريبوسومات العضيات كروية الشكل، قطرها نانومتر. أنها تحتوي على الحمض النووي والبروتين. تتشكل الريبوسومات في نواة النواة، ثم تدخل السيتوبلازم، حيث تبدأ في أداء وظيفتها - تخليق البروتين. في السيتوبلازم، توجد الريبوسومات غالبًا على الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. وفي حالات أقل شيوعًا، يتم تعليقها بحرية في سيتوبلازم الخلية. أرز. 7: هيكل الريبوسوم للخلية حقيقية النواة

عضيات الخلية مجمع جولجي هي تجاويف تتكون جدرانها من طبقة واحدة من الغشاء، وتقع في أكوام بالقرب من النواة. يوجد بالداخل مواد مركبة تتراكم في الخلية. يتم إطلاق الحويصلات من مجمع جولجي وتشكل إلى الجسيمات الحالة. أرز. 8: رسم تخطيطي وصورة مجهرية لجهاز جولجي

عضيات خلية ER EPS هي الشبكة الإندوبلازمية. إنها شبكة من الأنابيب التي تتكون جدرانها من غشاء الخلية. سمك الأنابيب هو 50 نانومتر. يأتي EPS في نوعين: ناعم وحبيبي (خشن). يؤدي النوع الأملس وظيفة النقل، بينما يقوم النوع الخشن (الريبوسومات الموجودة على سطحه) بتركيب البروتينات. أرز. الشكل 9: صورة مجهرية إلكترونية لقسم من EPS الحبيبي

عضيات الخلية الليزوزومات الليزوزوم عبارة عن حويصلة صغيرة يبلغ قطرها 0.5 - 1 ميكرون فقط، وتحتوي على مجموعة كبيرة من الإنزيمات التي يمكنها تدمير المواد الغذائية. يمكن أن يحتوي الليزوزوم الواحد على 30-50 إنزيمًا مختلفًا. وتحيط الليزوزومات بغشاء يمكنه تحمل عمل هذه الإنزيمات. تتشكل الليزوزومات في مجمع جولجي. أرز. 10: رسم تخطيطي لهضم الخلية لجسيم غذائي باستخدام الليزوزوم

عضيات الخلية الميتوكوندريا هيكل الميتوكوندريا: أجسام مستديرة، بيضاوية، على شكل قضيب. الطول -10 ميكرومتر، القطر -1 ميكرومتر. تتكون الجدران من غشائين. الخارجي أملس، والداخلي به نتوءات - أعراف. يمتلئ الجزء الداخلي بمادة تحتوي على عدد كبير من الإنزيمات DNA، RNA. هذه المادة تسمى المصفوفة. الوظائف: تنتج الميتوكوندريا جزيئات ATP. يحدث تركيبها على العرف. تم العثور على معظم الميتوكوندريا في خلايا العضلات. أرز. 11: هيكل الميتوكوندريا

عضيات الخلية البلاستيدات هناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات البيضاء - عديمة اللون، البلاستيدات الخضراء - الخضراء (الكلوروفيل)، البلاستيدات الملونة - الأحمر والأصفر والبرتقالي. توجد البلاستيدات في الخلايا النباتية فقط. البلاستيدات الخضراء لها شكل يشبه حبة فول الصويا. تتكون الجدران من غشائين. الطبقة الخارجية ناعمة، والطبقة الداخلية بها نتوءات وطيات تشكل أكوامًا من الفقاعات تسمى جرانا. تحتوي الجرانا على الكلوروفيل، لأن الوظيفة الرئيسية للبلاستيدات الخضراء هي عملية التمثيل الضوئي، ونتيجة لذلك يتم تشكيل الكربوهيدرات وATP من ثاني أكسيد الكربون والماء. يوجد داخل البلاستيدات الخضراء جزيئات DNA و RNA والريبوسومات والإنزيمات. يمكنهم أيضًا القسمة (الضرب). أرز. 12 : هيكل البلاستيدات الخضراء

عضيات الخلية المركز الخلوي بالقرب من النواة في النباتات والحيوانات السفلية يوجد مئويتان، وهذا هو المركز الخلوي. هذان جسمان أسطوانيان متعامدان مع بعضهما البعض. تتكون جدرانها من 9 توائم ثلاثية من الأنابيب الدقيقة. تشكل الأنابيب الدقيقة الهيكل الخلوي للخلية التي تتحرك عبرها العضيات. أثناء الانقسام، يشكل مركز الخلية خيوط المغزل، بينما يتضاعف، يذهب 2 سنتريول إلى أحد القطبين، و 2 إلى الآخر. أرز. 13: أ – المخطط الهيكلي وب – صورة مجهرية إلكترونية للمركز المركزي

عضيات الخلية عضيات الحركة عضيات الحركة هي الأهداب والسوط. الأهداب أقصر - يوجد عدد أكبر منها، والسوط أطول - يوجد عدد أقل منها. وهي تتكون من غشاء وتحتوي على أنابيب دقيقة بداخلها. تحتوي بعض العضيات المتحركة على أجسام قاعدية تثبتها في السيتوبلازم. تتم الحركة بسبب انزلاق الأنابيب فوق بعضها البعض. في الجهاز التنفسي البشري، تحتوي الظهارة الهدبية على أهداب تطرد الغبار والكائنات الحية الدقيقة والمخاط. البروتوزوا لها سوط وأهداب. أرز. 14: كائنات وحيدة الخلية قادرة على الحركة

أنطون فان ليفينهوك ولد في 24 أكتوبر 1632 في مدينة دلفت بهولندا. كان أقاربه من المواطنين المحترمين وكانوا يعملون في نسج السلال وتخميرها. توفي والد ليفينهوك مبكرًا، وأرسلت والدته الصبي إلى المدرسة، وكانت تحلم بجعله مسؤولًا. ولكن في سن الخامسة عشرة، ترك أنتوني المدرسة وذهب إلى أمستردام، حيث بدأ دراسة التجارة في متجر للملابس، وعمل هناك كمحاسب وأمين صندوق. في سن الحادية والعشرين، عاد ليفينهوك إلى دلفت، وتزوج وافتتح تجارة المنسوجات الخاصة به. لا يُعرف سوى القليل جدًا عن حياته خلال العشرين عامًا التالية، باستثناء أنه كان لديه العديد من الأطفال، مات معظمهم، وأنه بعد أن أصبح أرملًا، تزوج للمرة الثانية، ومن المعروف أيضًا أنه حصل على منصب حارس غرفة المحكمة في قاعة المدينة المحلية، والتي، وفقا ل الأفكار الحديثة، يتوافق مع مزيج من البواب والمنظف والوقاد في واحد. كان ليوينهوك هوايته الخاصة. عند عودته إلى المنزل من العمل، حبس نفسه في مكتبه، حيث لم يُسمح حتى لزوجته في ذلك الوقت، وفحص بحماس مجموعة متنوعة من الأشياء تحت النظارات المكبرة. لسوء الحظ، لم يتم تكبير هذه النظارات كثيرًا. ثم حاول ليفينهوك أن يصنع مجهرًا خاصًا به باستخدام الزجاج المطحون، وهو ما نجح في فعله.

روبرت هوك (المهندس روبرت هوك؛ روبرت هوك، 18 يوليو 1635، جزيرة وايت 3 مارس 1703، لندن) عالم الطبيعة الإنجليزي، الموسوعي. قام والد هوك، وهو قس، بإعداده في البداية للنشاط الروحي، ولكن بسبب تدهور صحة الصبي وقدرته الواضحة على ممارسة الميكانيكا، كلفه بدراسة صناعة الساعات. ومع ذلك، أصبح هوك الشاب مهتمًا بالدراسات العلمية، ونتيجة لذلك، تم إرساله إلى مدرسة وستمنستر، حيث درس بنجاح اللاتينية واليونانية القديمة والعبرية، لكنه كان مهتمًا بشكل خاص بالرياضيات وأظهر قدرة كبيرة على الاختراعات في الفيزياء و علم الميكانيكا. وقد حظيت قدرته على دراسة الفيزياء والكيمياء بالاعتراف والتقدير من قبل العلماء في جامعة أكسفورد، حيث بدأ الدراسة عام 1653؛ أصبح أولا مساعدا للكيميائي ويليس، ثم بويل الشهير. خلال حياته التي دامت 68 عامًا، كان روبرت هوك، على الرغم من سوء حالته الصحية، لا يكل في دراسته وحقق العديد من الاكتشافات والاختراعات والتحسينات العلمية. وفي عام 1663، أدركت الجمعية الملكية في لندن فائدة اكتشافاته وأهميتها، فجعلته عضوًا فيها؛ تم تعيينه بعد ذلك أستاذًا للهندسة في كلية جريشام.

اكتشافات روبرت هوك تشمل اكتشافات هوك ما يلي: اكتشاف التناسب بين التمدد المرن والضغط والانحناء والضغوط التي تنتجها، وبعض الصياغة الأولية لقانون الجاذبية العالمية (عارض نيوتن أولوية هوك، ولكن، على ما يبدو، ليس من حيث الصيغة الأصلية)، اكتشاف ألوان الصفائح الرقيقة، ثبات درجة حرارة ذوبان الجليد وغليان الماء، فكرة انتشار الضوء بشكل موجي وفكرة الجاذبية، الخلية الحية (باستخدام المجهر قام بتحسينها؛ هوك نفسه يمتلك مصطلح "الخلية" - الخلية الإنجليزية) وأكثر من ذلك بكثير. أولاً، ينبغي أن يقال عن الزنبرك الحلزوني لتنظيم حركة الساعة؛ هذا الاختراع قام به في الفترة من 1656 إلى 1666 اخترع ميزان الروح، في 1665 قدم للجمعية الملكية ربعًا صغيرًا تم فيه تحريك العضادة باستخدام برغي ميكرومتر، بحيث يمكن حساب الدقائق والثواني؛ علاوة على ذلك، عندما وجد أنه من المناسب استبدال الديوبتر للأدوات الفلكية بالأنابيب، اقترح وضع شبكة خيطية في العدسة. بالإضافة إلى ذلك، اخترع التلغراف البصري، ومقياس الحرارة الأدنى، ومقياس المطر المسجل؛ قام بملاحظات من أجل تحديد تأثير دوران الأرض على سقوط الأجسام ودرس العديد من الأشكال. 3: مجهر هوك مع الأسئلة الفيزيائية، على سبيل المثال، حول تأثيرات الشعر، والتماسك، وحول تعليق الهواء، وحول جاذبية معينةالجليد، اخترع مقياس كثافة السوائل خاصًا لتحديد درجة نضارة مياه النهر (توازن الماء). في عام 1666، قدم هوك إلى الجمعية الملكية نموذجًا للتروس الحلزونية التي اخترعها، والتي وصفها لاحقًا في Lectiones Cutlerianae (1674).

شوان تيودور شوان () ولد في 7 ديسمبر 1810 في نيوس على نهر الراين، بالقرب من دوسلدورف، وحضر صالة الألعاب الرياضية اليسوعية في كولونيا، ودرس الطب من عام 1829 في بون وفارتسبورغ وبرلين. حصل على الدكتوراه عام 1834 واكتشف البيبسين عام 1836. جلبت دراسة شوان "الدراسات المجهرية حول التشابه في بنية ونمو الحيوانات والنباتات" (1839) شهرة عالمية. من عام 1839 كان أستاذًا لعلم التشريح في لوفين، بلجيكا، ومن عام 1848 في لوتيش. كان شوان غير متزوج وكان كاثوليكيًا متدينًا. توفي في كولونيا في 11 يناير 1882. قدمت أطروحته حول ضرورة الهواء الجوي لنمو الكتكوت (1834) دور الهواء في عمليات تطور الكائنات الحية. كما تم توضيح الحاجة إلى الأكسجين للتخمر والتعفن في تجارب جاي لوساك. وأحيت ملاحظات شوان الاهتمام بنظرية التولد التلقائي وأحيت فكرة أن الهواء يفقد حيويته الضرورية لنشوء الكائنات الحية بسبب التسخين. حاول شوان إثبات أن الهواء الساخن لا يتعارض مع عملية الحياة. وأظهر أن الضفدع يتنفس بشكل طبيعي في الهواء الدافئ. ومع ذلك، إذا تم تمرير الهواء الساخن من خلال معلقة الخميرة التي أضيف إليها السكر، لا يحدث التخمر، في حين أن الخميرة غير المسخنة تتطور بسرعة. توصل شوان إلى تجاربه الشهيرة حول تخمير النبيذ على أساس اعتبارات نظرية وفلسفية. وأكد فكرة أن تخمر النبيذ يحدث بسبب الكائنات الحية - الخميرة. أشهر أعمال شوان هي في مجال علم الأنسجة، وكذلك الأعمال المخصصة لنظرية الخلية. بعد أن تعرف على أعمال M. Schleiden، قام شوان بمراجعة جميع المواد النسيجية المتاحة في ذلك الوقت ووجد مبدأ لمقارنة الخلايا النباتية والهياكل المجهرية الأولية للحيوانات. باعتبار النواة عنصرًا مميزًا في البنية الخلوية، تمكن شوان من إثبات البنية المشتركة للخلايا النباتية والحيوانية. في عام 1839، تم نشر عمل شوان الكلاسيكي "الدراسات المجهرية حول المراسلات في بنية ونمو الحيوانات والنباتات".

M. Schleiden Schleiden Matthias Jacob (، هامبورغ - ، فرانكفورت أم ماين)، عالم النبات الألماني. درس القانون في هايدلبرغ وعلم النبات والطب في جامعات غوتنغن وبرلين ويينا. أستاذ علم النبات في جامعة جينا (1839-1862)، من 1863 - أستاذ الأنثروبولوجيا في جامعة دوربات (تارتو). التيار بحث علمي– علم الخلايا وفسيولوجيا النباتات. في عام 1837 اقترح شلايدن نظرية جديدةتكوين الخلايا النباتية، انطلاقاً من فكرة الدور الحاسم لنواة الخلية في هذه العملية. لقد اعتقد العالم ذلك خلية جديدةكما لو تم نفخها خارج النواة ثم تغطيتها بجدار الخلية. ساهمت أبحاث شلايدن في إنشاء نظرية الخلية لت. شوان. إن أعمال شلايدن حول تطوير وتمييز الهياكل الخلوية للنباتات العليا معروفة. في عام 1842 اكتشف لأول مرة النواة في النواة. ومن أشهر أعمال العالم "أساسيات علم النبات" (Grundz ge der Botanik، 1842–1843).

كان روبرت براون (من مواليد 21 ديسمبر 1773، مونتروز - 10 يونيو 1856) عالم نبات إنجليزيًا بارزًا. ولد في 21 ديسمبر في مونتوروسا في اسكتلندا، ودرس في أبردين وإدنبره وفي عام 1795. التحق بفوج الميليشيا الاسكتلندية التي كان معها في أيرلندا بصفته ضابطًا وجراحًا مساعدًا. أدرس بجد علوم طبيعيةأكسبه صداقة السير جوزيف بانك، الذي تم تعيينه بناءً على توصيته عالم نبات في رحلة استكشافية أُرسلت عام 1801، تحت قيادة الكابتن فليندر، لاستكشاف ساحل أستراليا. قام مع الفنان فرديناند باور بزيارة أجزاء من أستراليا، ثم تسمانيا وجزر مضيق باس. في عام 1805، عاد براون إلى إنجلترا، حاملاً معه حوالي 4000 نوع من النباتات الأسترالية. لقد أمضى عدة سنوات في تطوير هذه المادة الغنية التي لم يحضرها أحد من قبل دول بعيدة. قام السير بانك، أمين مكتبة مجموعته الباهظة الثمن من أعمال التاريخ الطبيعي، بنشر براون: "Prodromus florae Novae Hollandiae" (لندن، 1810)، الذي طبعه أوكين في "إيزيس"، ونشره نيس فون إيسنبيك (نورمبرغ، 1827) مع إضافات. . أعطى هذا العمل المثالي اتجاهًا جديدًا لجغرافيا النباتات (جغرافيا النباتات). كما قام بتأليف أقسام من علم النبات في تقارير روس وباري وكلابيرتون، المسافرين إلى البلدان القطبية، وساعد الجراح ريتشاردسون، الذي جمع الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام خلال رحلته مع فرانكلين؛ وصف تدريجيًا الأعشاب التي جمعها: جورسفيلد في جاوة على مر السنين. أودني وكلابرتون في أفريقيا الوسطى، كريستيان سميث، رفيق توكواي خلال رحلة استكشافية على طول الكونغو. يدين له النظام الطبيعي بالكثير: لقد سعى لتحقيق أكبر قدر ممكن من البساطة سواء في التصنيف أو في المصطلحات، وتجنب أي ابتكارات غير ضرورية؛ فعل الكثير لتصحيح التعريفات القديمة وتأسيس أسر جديدة. كما عمل في مجال فسيولوجيا النبات: حيث درس تطور المتك وحركة الأجسام البلازمية فيه.

آر فيرشو () (الألمانية: Rudolf Ludwig Karl Virchow) عالم ألماني وشخصية سياسية ثانية نصف القرن التاسع عشرقرون، مؤسس نظرية الخلية في علم الأحياء والطب؛ كان معروفًا أيضًا باسم عالم الآثار. ولد في 13 أكتوبر 1821 في بلدة شيفيلباين في مقاطعة بوميرانيا البروسية. بعد الانتهاء من الدورة التدريبية في معهد برلين فريدريش فيلهلم الطبي في عام 1843، أصبح ف. في البداية مساعدًا، ثم أصبح محققًا في مستشفى برلين شاريتيه. في عام 1847، حصل على حق التدريس، وقام مع بينو راينهارد (1852) بتأسيس مجلة "Archiv für pathol". التشريح ش. علم وظائف الأعضاء ش. عيادة الفراء. الطب"، قيد الاستخدام حاليًا مشهور عالميًاتحت اسم أرشيف فيرشو. في بداية عام 1848، تم إرسال فيرشو إلى سيليزيا العليا لدراسة وباء التيفوس المجاعة الذي ساد هناك. تقريره عن هذه الرحلة، المنشور في الأرشيف والذي يحظى باهتمام علمي كبير، ملون في نفس الوقت بالأفكار السياسية بروح عام 1848. هذا الظرف، فضلاً عن مشاركته العامة في الحركات الإصلاحية في ذلك الوقت، جعل الحكومة البروسية تكرهه ودفعته إلى قبول الكرسي العادي للتشريح المرضي الذي عرض عليه في جامعة فورتسبورغ، والذي سرعان ما تمجد اسمه. في عام 1856، عاد إلى برلين كأستاذ في علم التشريح المرضي، وعلم الأمراض العامة والعلاج، ومديرًا للمعهد الباثولوجي المنشأ حديثًا، حيث بقي هناك حتى نهاية حياته. يدين علماء الطب الروس بالكثير لفيرتشو ومعهده.

مدرسة MBOU ياسنوجورسك الثانوية

مادة الاحياء

10 فئة

كتاب مدرسي

موضوع:

هدف:

مهام:

معدات:

خلال الفصول الدراسية:

شريحة 1

1.

محادثة حول القضايا (الشريحة رقم 2)

1. ما هو مجال نو؟

2. تعلم مواد جديدة

خطة الدرس:

3. العناصر الهيكلية.

4. العمليات الأساسية.

5. مميزات المنظمة.

3. التوحيد

يلخص المعلم:

أسئلة

د / ض. الفقرة 13. أسئلة.

تحضير الرسائل:

4. البيئة المعيشية للكائنات الحية

5. العوامل البيئية

6. العوامل اللاأحيائية

7. العوامل الحيوية

8. العوامل البشرية

مدرسة MBOU ياسنوجورسك الثانوية

بيكيتوفا نورزيا فالياختدينوفنا

مادة الاحياء

10 فئة

برنامج المستوى الأساسي لمؤسسات التعليم العام

كتاب مدرسي بونوماريفا آي إن، كورنيلوفا أو إيه، لوشيلينا تي إي، إيجيفسكي بي في. علم الأحياء العام

موضوع: ملامح مستوى المحيط الحيوي لتنظيم المادة الحية ودورها في ضمان الحياة على الأرض.

هدف: تلخيص المعلومات حول النظام البيئي العالمي للأرض - المحيط الحيوي، وخصائص مستوى المحيط الحيوي لتنظيم المادة الحية ودورها في ضمان الحياة على الأرض؛

مهام:

1. اختبار القدرة على تطبيق المعرفة المكتسبة حول مستوى المحيط الحيوي لمنظمة ما لإثبات المواقف والتعبير عن وجهة نظر الفرد وإثباتها علميًا؛

2. مواصلة تطوير المهارات التعليمية العامة (تسليط الضوء على الشيء الرئيسي، وإقامة علاقات السبب والنتيجة، والعمل مع المخططات، وتحديد صحة الأحكام الصادرة وتسلسل الأشياء والظواهر)؛

3. تكوين اهتمام معرفي بالموضوع، وتطوير التواصل والقدرة على العمل في مجموعات؛

4. تقييم موضوعي لمستوى المعرفة والمهارات لدى تلاميذ المدارس في القسم المدروس "مستوى المحيط الحيوي لتنظيم الحياة"

معدات: جدول "المحيط الحيوي وحدوده"، عرض تقديمي.

خلال الفصول الدراسية:

شريحة 1

1. تعميم وتنظيم المعرفة

محادثة حول القضايا (الشريحة رقم 2)

1. ما هو مجال نو؟

2. من هو مؤسس مجال نو؟

3. منذ أي لحظة (برأيك) بدأ الإنسان بالتأثير (سلبًا) على المحيط الحيوي؟

4. ماذا يحدث إذا تجاوزت الحد الأعلى لسعة المحيط الحيوي؟

5. إعطاء أمثلة على تأثير المجتمع على الطبيعة، والذي يأتي من خلال القنوات الإيجابية تعليق. ما رأيك في ذلك؟

2. تعلم مواد جديدة

خطة الدرس:

1. ملامح مستوى المحيط الحيوي.

2. خصائص مستوى المحيط الحيوي.

3. العناصر الهيكلية.

4. العمليات الأساسية.

5. مميزات المنظمة.

6. أهمية مستوى المحيط الحيوي.

3. التوحيد

يلخص المعلم:

ويتميز مستوى المحيط الحيوي للحياة بصفات خاصة ودرجة التعقيد وأنماط التنظيم، ويشمل الكائنات الحية والأشياء التي تشكلها. المجتمعات الطبيعيةوالأظرف الجغرافية والأنشطة البشرية. على مستوى المحيط الحيوي، تحدث عمليات عالمية مهمة للغاية تضمن إمكانية وجود الحياة على الأرض: تكوين الأكسجين، وامتصاص وتحويل الطاقة الشمسية، والحفاظ على تكوين غاز ثابت، وتنفيذ الدورات الكيميائية الحيوية وتدفق الطاقة ، تنمية التنوع البيولوجي للأنواع والنظم الإيكولوجية. إن تنوع أشكال الحياة على الأرض يضمن استقرار المحيط الحيوي وسلامته ووحدته. تتمثل الإستراتيجية الرئيسية للحياة على مستوى المحيط الحيوي في الحفاظ على تنوع أشكال المادة الحية ولانهاية الحياة، مما يضمن الاستقرار الديناميكي للمحيط الحيوي.

4. تلخيص ورصد المعرفة

أطفال المدارس مدعوون لاختبار معارفهم ومهاراتهم في هذا القسم.

أسئلة
1. أنت تعلم أن مستوى تنظيم الكائنات الحية في المحيط الحيوي هو الأعلى والأكثر تعقيدًا. قم بإدراج المستويات الأساسية لتنظيم الحياة المتضمنة في مستوى المحيط الحيوي، حسب ترتيب تعقيدها.
2. قم بتسمية العلامات التي تسمح لنا بوصف المحيط الحيوي كمستوى هيكلي لتنظيم الحياة.
3. ما هي المكونات الرئيسية التي تشكل بنية المحيط الحيوي؟
4. قم بتسمية العمليات الرئيسية المميزة للمحيط الحيوي.
5. لماذا تنتمي الأنشطة الاقتصادية والعرقية الثقافية للإنسان إلى العمليات الرئيسية في المحيط الحيوي؟
6. ما هي الظواهر التي تنظم استقرار المحيط الحيوي، أي تتحكم في العمليات التي تحدث فيه؟
7. معرفة ما هو ضروري، بالإضافة إلى الهيكل والعمليات والتنظيم، لفهم كامل لبنية المحيط الحيوي؟
8. صياغة استنتاج عام حول أهمية مستوى المحيط الحيوي في تنظيم الحياة على الأرض.

د / ض. الفقرة 13. أسئلة.

تحضير الرسائل:

1. الإنسان كعامل في المحيط الحيوي.

2. الأساس العلمي للحفاظ على المحيط الحيوي

3. تحديات التنمية المستدامة

4. البيئة المعيشية للكائنات الحية

5. العوامل البيئية

6. العوامل اللاأحيائية

7. العوامل الحيوية

8. العوامل البشرية

برنامج المستوى الأساسي لمؤسسات التعليم العام

كتاب مدرسي بونوماريفا آي إن، كورنيلوفا أو إيه، لوشيلينا تي إي، إيجيفسكي بي في. علم الأحياء العام

موضوع: ملامح مستوى المحيط الحيوي لتنظيم المادة الحية ودورها في ضمان الحياة على الأرض.

هدف: تلخيص المعلومات حول النظام البيئي العالمي للأرض - المحيط الحيوي، وخصائص مستوى المحيط الحيوي لتنظيم المادة الحية ودورها في ضمان الحياة على الأرض؛

مهام:

1. اختبار القدرة على تطبيق المعرفة المكتسبة حول مستوى المحيط الحيوي لمنظمة ما لإثبات المواقف والتعبير عن وجهة نظر الفرد وإثباتها علميًا؛

2. مواصلة تطوير المهارات التعليمية العامة (تسليط الضوء على الشيء الرئيسي، وإقامة علاقات السبب والنتيجة، والعمل مع المخططات، وتحديد صحة الأحكام الصادرة وتسلسل الأشياء والظواهر)؛

3. تكوين اهتمام معرفي بالموضوع، وتطوير التواصل والقدرة على العمل في مجموعات؛

4. تقييم موضوعي لمستوى المعرفة والمهارات لدى تلاميذ المدارس في القسم المدروس "مستوى المحيط الحيوي لتنظيم الحياة"

معدات: جدول "المحيط الحيوي وحدوده"، عرض تقديمي.

gi1 إلى argin-left:36.0pt;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-indent:-18.0pt; ارتفاع الخط: عادي؛ قائمة mso: l0 Level1 lfo1">

تقييم موضوعي لمستوى المعرفة والمهارات لدى تلاميذ المدارس في القسم المدروس "مستوى المحيط الحيوي لتنظيم الحياة"

معدات: جدول "المحيط الحيوي وحدوده"، عرض تقديمي.

خلال الفصول الدراسية:

شريحة 1

1. تعميم وتنظيم المعرفة

محادثة حول القضايا (الشريحة رقم 2)

1. ما هو مجال نو؟

2. من هو مؤسس مجال نو؟

3. منذ أي لحظة (برأيك) بدأ الإنسان بالتأثير (سلبًا) على المحيط الحيوي؟

4. ماذا يحدث إذا تجاوزت الحد الأعلى لسعة المحيط الحيوي؟

5. أعط أمثلة على تأثير المجتمع على الطبيعة، والذي يحدث من خلال قنوات التغذية الراجعة الإيجابية. ما رأيك في ذلك؟

2. تعلم مواد جديدة

خطة الدرس:

1. ملامح مستوى المحيط الحيوي.

2. خصائص مستوى المحيط الحيوي.

3. العناصر الهيكلية.

4. العمليات الأساسية.

5. مميزات المنظمة.

6. أهمية مستوى المحيط الحيوي.

3. التوحيد

يلخص المعلم:

ويتميز مستوى المعيشة في المحيط الحيوي بصفات خاصة ودرجة التعقيد وأنماط التنظيم؛ ويشمل الكائنات الحية والمجتمعات الطبيعية التي تشكلها، والبيئات الجغرافية والأنشطة البشرية. على مستوى المحيط الحيوي، تحدث عمليات عالمية مهمة للغاية تضمن إمكانية وجود الحياة على الأرض: تكوين الأكسجين، وامتصاص وتحويل الطاقة الشمسية، والحفاظ على تكوين غاز ثابت، وتنفيذ الدورات الكيميائية الحيوية وتدفق الطاقة ، تنمية التنوع البيولوجي للأنواع والنظم الإيكولوجية. إن تنوع أشكال الحياة على الأرض يضمن استقرار المحيط الحيوي وسلامته ووحدته. تتمثل الإستراتيجية الرئيسية للحياة على مستوى المحيط الحيوي في الحفاظ على تنوع أشكال المادة الحية ولانهاية الحياة، مما يضمن الاستقرار الديناميكي للمحيط الحيوي.

4. تلخيص ورصد المعرفة

أطفال المدارس مدعوون لاختبار معارفهم ومهاراتهم في هذا القسم.

أسئلة
1. أنت تعلم أن مستوى تنظيم الكائنات الحية في المحيط الحيوي هو الأعلى والأكثر تعقيدًا. قم بإدراج المستويات الأساسية لتنظيم الحياة المتضمنة في مستوى المحيط الحيوي، حسب ترتيب تعقيدها.
2. قم بتسمية العلامات التي تسمح لنا بوصف المحيط الحيوي كمستوى هيكلي لتنظيم الحياة.
3. ما هي المكونات الرئيسية التي تشكل بنية المحيط الحيوي؟
4. قم بتسمية العمليات الرئيسية المميزة للمحيط الحيوي.
5. لماذا تنتمي الأنشطة الاقتصادية والعرقية الثقافية للإنسان إلى العمليات الرئيسية في المحيط الحيوي؟
6. ما هي الظواهر التي تنظم استقرار المحيط الحيوي، أي تتحكم في العمليات التي تحدث فيه؟
7. معرفة ما هو ضروري، بالإضافة إلى الهيكل والعمليات والتنظيم، لفهم كامل لبنية المحيط الحيوي؟
8. صياغة استنتاج عام حول أهمية مستوى المحيط الحيوي في تنظيم الحياة على الأرض.

د / ض. الفقرة 13. أسئلة.

تحضير الرسائل:

1. الإنسان كعامل في المحيط الحيوي.

2. الأساس العلمي للحفاظ على المحيط الحيوي

3. تحديات التنمية المستدامة

4. البيئة المعيشية للكائنات الحية

5. العوامل البيئية

6. العوامل اللاأحيائية

7. العوامل الحيوية

8. العوامل البشرية

الوكالة الاتحادية للصحة والشؤون الاجتماعية

اختبار الأحياء

الميزات النوعيةالمادة الحية. مستويات تنظيم الكائنات الحية.

التركيب الكيميائي للخلية (البروتينات وبنيتها ووظائفها)

أكملها الطالب

السنة الأولى 195 مجموعة

قسم المراسلات

كلية الصيدلة

تشيليابينسك 2009

الخصائص النوعية للمادة الحية. مستويات تنظيم الكائنات الحية

يتكون أي نظام حي، بغض النظر عن مدى تعقيد تنظيمه، من جزيئات بيولوجية كبيرة: الأحماض النووية، والبروتينات، والسكريات، بالإضافة إلى مواد عضوية مهمة أخرى. من هذا المستوى تبدأ العمليات الحيوية المختلفة للجسم: التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة، ونقل المعلومات الوراثية، وما إلى ذلك.

تشكل خلايا الكائنات متعددة الخلايا الأنسجة - أنظمة من الخلايا متشابهة في البنية والوظيفة والمواد بين الخلايا المرتبطة بها. يتم دمج الأنسجة في وحدات وظيفية أكبر تسمى الأعضاء. الأعضاء الداخلية هي من سمات الحيوانات؛ هنا هم جزء من أجهزة الأعضاء (الجهاز التنفسي، العصبي، وما إلى ذلك). على سبيل المثال، الجهاز الهضمي: تجويف الفم، البلعوم، المريء، المعدة، الاثني عشر، الأمعاء الدقيقة، القولون، فتحة الشرج. مثل هذا التخصص، من ناحية، يحسن أداء الجسم ككل، ومن ناحية أخرى، يتطلب درجة متزايدة من التنسيق والتكامل بين الأنسجة والأعضاء المختلفة.

الخلية هي وحدة هيكلية ووظيفية، كما أنها وحدة تطور جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. على المستوى الخلوي، يقترن نقل المعلومات وتحويل المواد والطاقة.

الوحدة الأولية للمستوى العضوي هي الفرد، الذي يعتبر في التطور – من لحظة النشأة إلى نهاية الوجود – كنظام حي. تظهر أجهزة الأعضاء المتخصصة في أداء وظائف مختلفة.

مجموعة من الكائنات الحية من نفس النوع، متحدة في موطن مشترك، حيث يتم إنشاء السكان - نظام فوق الكائنات الحية. في هذا النظام، يتم إجراء التحولات التطورية الأولية.

التكاثر الحيوي - مجموعة من الكائنات الحية أنواع مختلفةوتفاوت تعقيد التنظيم مع العوامل البيئية. في عملية التطور التاريخي المشترك للكائنات من مجموعات منهجية مختلفة، يتم تشكيل مجتمعات ديناميكية ومستقرة.

المحيط الحيوي هو مجمل جميع التكاثر الحيوي، وهو النظام الذي يغطي جميع ظواهر الحياة على كوكبنا. على هذا المستوى، يحدث تداول المواد وتحويل الطاقة المرتبطة بالنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية.

الجدول 1. مستويات تنظيم المادة الحية

جزيئي

المستوى الأولي لتنظيم الكائنات الحية. موضوع البحث هو جزيئات الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والدهون والجزيئات البيولوجية الأخرى، أي. الجزيئات الموجودة في الخلية. يتكون أي نظام حي، بغض النظر عن مدى تعقيد تنظيمه، من جزيئات بيولوجية كبيرة: الأحماض النووية، والبروتينات، والسكريات، بالإضافة إلى مواد عضوية مهمة أخرى. من هذا المستوى تبدأ العمليات الحيوية المختلفة للجسم: التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة، ونقل المعلومات الوراثية، وما إلى ذلك.

الخلوية

دراسة الخلايا التي تعمل ككائنات مستقلة (البكتيريا والأوالي وبعض الكائنات الحية الأخرى) والخلايا التي تشكل الكائنات متعددة الخلايا.

قماش

الخلايا التي لها أصل مشترك وتؤدي وظائف مماثلة تشكل الأنسجة. هناك عدة أنواع من الأنسجة الحيوانية والنباتية ذات خصائص مختلفة.

عضو

في الكائنات الحية، بدءًا من التجويفات المعوية، تتشكل الأعضاء (أنظمة الأعضاء)، غالبًا من أنسجة من أنواع مختلفة.

عضوي

ويمثل هذا المستوى كائنات وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا.

الأنواع السكانية

تشكل الكائنات الحية من نفس النوع التي تعيش معًا في مناطق معينة مجتمعًا. يوجد الآن على الأرض حوالي 500 ألف نوع من النباتات وحوالي 1.5 مليون نوع من الحيوانات.

التكاثر الحيوي

ويمثلها مجموعة من الكائنات الحية من أنواع مختلفة، تعتمد على بعضها البعض بدرجة أو بأخرى.

المحيط الحيوي

أعلى شكل من أشكال تنظيم الكائنات الحية. يشمل جميع التكاثر الحيوي المرتبط بعملية التمثيل الغذائي العام وتحويل الطاقة.

كل مستوى من هذه المستويات محدد تمامًا، وله أنماطه الخاصة، وطرق البحث الخاصة به. بل من الممكن أيضًا تخصيص العلوم التي تجري أبحاثها على مستوى معين من تنظيم الكائنات الحية. على سبيل المثال، على المستوى الجزيئي، تتم دراسة الكائنات الحية بواسطة علوم مثل البيولوجيا الجزيئية، والكيمياء العضوية الحيوية، والديناميكا الحرارية البيولوجية، وعلم الوراثة الجزيئية، وما إلى ذلك. وعلى الرغم من أن مستويات تنظيم الكائنات الحية متميزة، إلا أنها مترابطة بشكل وثيق وتتدفق من بعضها البعض، مما يدل على سلامة الطبيعة الحية.

غشاء الخلية. الأجهزة السطحية للخلية وأجزائها الرئيسية والغرض منها

الخلية الحية هي جسيم أساسي في بنية المادة الحية. وهو أبسط نظام يمتلك مجموعة كاملة من خصائص الكائنات الحية، بما في ذلك القدرة على نقل المعلومات الوراثية. تم إنشاء نظرية الخلية من قبل العلماء الألمان تيودور شوان وماتياس شلايدن. موقفها الرئيسي هو القول بأن جميع الكائنات الحية النباتية والحيوانية تتكون من خلايا متشابهة في البنية. أظهرت الأبحاث في مجال علم الخلايا أن جميع الخلايا تقوم بعملية التمثيل الغذائي، وهي قادرة على التنظيم الذاتي، ويمكنها نقل المعلومات الوراثية. وتنتهي دورة حياة أي خلية إما بالانقسام واستمرار الحياة بشكل متجدد، أو بالموت. وفي الوقت نفسه، اتضح أن الخلايا متنوعة للغاية، ويمكن أن توجد ككائنات وحيدة الخلية أو كجزء من كائنات متعددة الخلايا. وقد لا يتجاوز عمر الخلايا عدة أيام، أو قد يتزامن مع عمر الكائن الحي. تختلف أحجام الخلايا بشكل كبير: من 0.001 إلى 10 سم، وتشكل الخلايا الأنسجة، وأنواع عديدة من الأنسجة - الأعضاء، ومجموعات الأعضاء المرتبطة بحل بعض المشاكل الشائعة تسمى أجهزة الجسم. الخلايا لها بنية معقدة. يتم فصلها عن البيئة الخارجية بواسطة قذيفة، والتي تكون فضفاضة وفضفاضة، تضمن تفاعل الخلية مع العالم الخارجي، وتبادل المادة والطاقة والمعلومات معها. يعمل استقلاب الخلية كأساس لواحدة أخرى من أهم خصائصها - الحفاظ على استقرار واستقرار ظروف البيئة الداخلية للخلية. تسمى خاصية الخلايا هذه، المتأصلة في النظام الحي بأكمله، بالاستتباب. يتم الحفاظ على التوازن، أي ثبات تكوين الخلية، عن طريق التمثيل الغذائي، أي التمثيل الغذائي. عملية التمثيل الغذائي هي عملية معقدة ومتعددة المراحل، بما في ذلك إيصال المواد الخام إلى الخلية، وإنتاج الطاقة والبروتينات منها، وإزالة المواد المنتجة من الخلية إلى البيئة. منتجات صحيةوالطاقة والنفايات.

غشاء الخلية هو غشاء الخلية الذي يؤدي الوظائف التالية:

فصل محتويات الخلية والبيئة الخارجية.

تنظيم عملية التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة.

موقع بعض التفاعلات الكيميائية الحيوية (بما في ذلك عملية التمثيل الضوئي، الفسفرة التأكسدية)؛

ارتباط الخلايا بالأنسجة.

وتنقسم الأغشية إلى بلازمية (أغشية الخلايا) وخارجية. الخاصية الأكثر أهمية لغشاء البلازما هي شبه النفاذية، أي القدرة على السماح بمرور مواد معينة فقط. ينتشر الجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والأيونات ببطء من خلاله، ويمكن للأغشية نفسها تنظيم عملية الانتشار بشكل فعال.

وفقا للبيانات الحديثة، أغشية البلازما هي هياكل البروتين الدهني. تشكل الدهون تلقائيًا طبقة ثنائية، و"تطفو" البروتينات الغشائية فيها. تحتوي الأغشية على عدة آلاف من البروتينات المختلفة: الهيكلية والناقلة والإنزيمات وغيرها. من المفترض أن هناك مسام بين جزيئات البروتين يمكن أن تمر من خلالها المواد المحبة للماء (طبقة ثنائية الدهون تمنع اختراقها المباشر للخلية). تحتوي بعض الجزيئات الموجودة على سطح الغشاء على مجموعات جليكوزيل مرتبطة بها، والتي تشارك في عملية التعرف على الخلايا أثناء تكوين الأنسجة.

أنواع مختلفةتختلف الأغشية في سمكها (عادة ما يتراوح من 5 إلى 10 نانومتر). اتساق طبقة الدهون الثنائية يشبه زيت الزيتون. اعتمادًا على الظروف الخارجية (الكوليسترول هو المنظم)، يمكن أن يتغير هيكل الطبقة الثنائية بحيث تصبح أكثر سيولة (يعتمد نشاط الغشاء على ذلك).

مشكلة مهمة هي نقل المواد عبر أغشية البلازما. وهو ضروري لتوصيل العناصر الغذائية إلى الخلية، وإزالة النفايات السامة، وإنشاء التدرجات للحفاظ على النشاط العصبي والعضلي. توجد الآليات التالية لنقل المواد عبر الغشاء:

الانتشار (الغازات والجزيئات القابلة للذوبان في الدهون تخترق مباشرة عبر غشاء البلازما) ؛ مع الانتشار الميسر، تمر المادة القابلة للذوبان في الماء عبر الغشاء من خلال قناة خاصة أنشأها جزيء معين؛

التناضح (انتشار الماء من خلال الأغشية شبه المنفذة)؛

النقل النشط (نقل الجزيئات من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة ذات تركيز أعلى، على سبيل المثال، من خلال بروتينات النقل الخاصة، يتطلب طاقة ATP)؛

أثناء الالتقام الخلوي، يشكل الغشاء غزوات، والتي تتحول بعد ذلك إلى حويصلات أو فجوات. هناك البلعمة - امتصاص الجزيئات الصلبة (على سبيل المثال، عن طريق كريات الدم البيضاء) - واحتساء الخلايا - امتصاص السوائل؛

خروج الخلايا هو العملية العكسية للالتقام. تتم إزالة بقايا الجزيئات الصلبة والإفرازات السائلة غير المهضومة من الخلايا.

قد توجد هياكل الغشاء العلوي فوق غشاء البلازما للخلية. هيكلها هو ميزة التصنيف الرطب. في الحيوانات، هذا هو الجليكالوكسي (مركب البروتين والكربوهيدرات)، وفي النباتات والفطريات والبكتيريا هو جدار الخلية. يشتمل الجدار الخلوي للنباتات على السليلوز والفطريات - الكيتين والبكتيريا - مركب مورين البروتين متعدد السكاريد.

أساس جهاز سطح الخلية (SAC) هو غشاء الخلية الخارجي، أو البلازما. بالإضافة إلى غشاء البلازما، يحتوي PAA على مركب فوق الغشاء، وفي حقيقيات النوى يوجد أيضًا مركب تحت الغشاء.

المكونات البيوكيميائية الرئيسية للبلازما (من البلازما اليونانية - التكوين والليما - القشرة والقشرة) هي الدهون والبروتينات. نسبتها الكمية في معظم حقيقيات النوى هي 1: 1، وفي بدائيات النوى تهيمن البروتينات في البلازما. توجد كمية صغيرة من الكربوهيدرات في غشاء الخلية الخارجي ويمكن العثور على مركبات شبيهة بالدهون (في الثدييات - الكوليسترول والفيتامينات التي تذوب في الدهون).

يتميز مجمع الغشاء فوق جهاز سطح الخلية بمجموعة متنوعة من الهياكل. في بدائيات النوى، يتم تمثيل مجمع الغشاء فوق في معظم الحالات من خلال جدار الخلية بسماكة مختلفة، والأساس الذي هو مورين بروتين سكري معقد (في البكتيريا الأثرية - الزائفة). في عدد من البكتيريا الحقيقية، يتكون الجزء الخارجي من مجمع الغشاء العلوي من غشاء آخر يحتوي على نسبة عالية من عديدات السكاريد الدهنية. في حقيقيات النوى، المكون العالمي لمجمع الغشاء العلوي هو الكربوهيدرات - مكونات الجليكوليبيدات والبروتينات السكرية في البلازما. ونتيجة لهذا، كان يطلق عليه في الأصل الجليكوكليكس (من الكلمة اليونانية جليكوس - الحلو والكربوهيدرات واللاتينية كالوم - الجلد السميك والقشرة). بالإضافة إلى الكربوهيدرات، يشتمل الكأس السكري على بروتينات محيطية فوق الطبقة الصفراوية. تم العثور على أشكال أكثر تعقيدًا من مركب الغشاء العلوي في النباتات (جدار الخلية المصنوع من السليلوز)، والفطريات والمفصليات (الغطاء الخارجي المصنوع من الكيتين).

إن مجمع الغشاء التحتي (من الكلمة اللاتينية sub - under) مميز فقط للخلايا حقيقية النواة. وهو يتألف من مجموعة متنوعة من الهياكل الشبيهة بالخيوط البروتينية: ألياف ليفية رفيعة (من الليفية اللاتينية - ألياف ، خيط) ، ألياف دقيقة (من الكلمة اليونانية micros - صغيرة) ، ألياف هيكلية (من الهيكل العظمي اليوناني - المجففة) وألياف دقيقة. وهي متصلة ببعضها البعض عن طريق البروتينات وتشكل الجهاز العضلي الهيكلي للخلية. يتفاعل مجمع الغشاء التحتوي مع بروتينات البلازما، والتي بدورها ترتبط بمركب الغشاء العلوي. ونتيجة لذلك، فإن PAK هو نظام متكامل هيكليا. وهذا يسمح لها بأداء وظائف مهمة للخلية: العزل، والنقل، والتحفيز، وإشارات المستقبلات، والاتصال.

التركيب الكيميائي للخلية (البروتينات وبنيتها ووظائفها)

تعد العمليات الكيميائية التي تحدث في الخلية أحد الشروط الأساسية لحياتها وتطورها وعملها.

فاصل صفحة--

جميع خلايا الكائنات الحية النباتية والحيوانية، وكذلك الكائنات الحية الدقيقة، متشابهة في التركيب الكيميائي، مما يدل على وحدة العالم العضوي.

من بين 109 عناصر في الجدول الدوري لمندليف، تم العثور على أغلبية كبيرة في الخلايا. توجد بعض العناصر في الخلايا بكميات كبيرة نسبيًا، والبعض الآخر بكميات صغيرة (الجدول 2).

الجدول 2. المحتويات العناصر الكيميائيةفي قفص

عناصر

الكمية (%)

عناصر

الكمية (%)

الأكسجين

في المقام الأول بين مواد الخلية هو الماء. يشكل ما يقرب من 80٪ من كتلة الخلية. الماء هو العنصر الأكثر أهمية في الخلية، وليس فقط من حيث الكمية. ويلعب دورا هاما ومتنوعا في حياة الخلية.

الماء يحدد الخصائص الفيزيائيةالخلايا - حجمها ومرونتها. للماء أهمية كبيرة في تكوين بنية جزيئات المواد العضوية، وبشكل خاص بنية البروتينات، الضرورية لأداء وظائفها. أهمية الماء كمذيب كبيرة: تدخل العديد من المواد إلى الخلية من البيئة الخارجية في محلول مائي، وفي محلول مائي تتم إزالة النفايات من الخلية. وأخيرًا، الماء مشارك مباشر في العديد من التفاعلات الكيميائية (تكسير البروتينات والكربوهيدرات والدهون وما إلى ذلك).

الدور البيولوجييتم تحديد الماء من خلال خصوصيات تركيبه الجزيئي، وقطبية جزيئاته.

بالإضافة إلى الماء، تشمل المواد غير العضوية في الخلية أيضًا الأملاح. بالنسبة للعمليات الحيوية فإن أهم الكاتيونات التي تحتوي عليها الأملاح هي K+، Na+، Ca2+، Mg2+، وأهم الأنيونات هي HPO4-، H2PO4-، Cl-، HCO3-.

عادة ما يختلف تركيز الكاتيونات والأنيونات في الخلية وفي بيئتها بشكل حاد. أثناء وجود الخلية على قيد الحياة، يتم الحفاظ على نسبة الأيونات داخل الخلية وخارجها بشكل ثابت. بعد موت الخلية، يتعادل محتوى الأيونات في الخلية وفي البيئة بسرعة. الأيونات الموجودة في الخلية لها أهمية عظيمةمن أجل الأداء الطبيعي للخلية، وكذلك للحفاظ على رد فعل مستمر داخل الخلية. على الرغم من حقيقة أن الأحماض والقلويات تتشكل بشكل مستمر في عملية الحياة، فإن رد الفعل الطبيعي للخلية يكون قلويًا قليلاً، ومحايدًا تقريبًا.

توجد المواد غير العضوية في الخلية ليس فقط في حالة مذابة، ولكن أيضًا في حالة صلبة. على وجه الخصوص، يتم توفير قوة وصلابة الأنسجة العظمية بواسطة فوسفات الكالسيوم، وقذائف الرخويات بواسطة كربونات الكالسيوم.

تشكل المواد العضوية حوالي 20-30% من تركيب الخلية.

تشمل البوليمرات الحيوية الكربوهيدرات والبروتينات. تحتوي الكربوهيدرات على ذرات الكربون والأكسجين والهيدروجين. هناك الكربوهيدرات البسيطة والمعقدة. بسيطة - السكريات الأحادية. مجمع - البوليمرات التي تكون مونومراتها عبارة عن سكريات أحادية (قليلة السكاريد والسكريات). مع زيادة عدد وحدات المونومر، تنخفض ذوبان السكريات ويختفي الطعم الحلو.

السكريات الأحادية صلبة وعديمة اللون المواد البلورية، وهي شديدة الذوبان في الماء وقابلة للذوبان بشكل سيئ للغاية (أو لا تذوب على الإطلاق) في المذيبات العضوية. تشمل السكريات الأحادية الثلاثيات والتتروزات والبنتوسات والسداسيات. من بين السكريات القليلة، الأكثر شيوعًا هي السكريات الثنائية (المالتوز، اللاكتوز، السكروز). غالبًا ما توجد السكريات في الطبيعة (السليلوز والنشا والكيتين والجليكوجين). مونومراتها هي جزيئات الجلوكوز. تذوب جزئيًا في الماء، وتنتفخ لتشكل محاليل غروية.

الدهون هي دهون غير قابلة للذوبان في الماء ومواد شبيهة بالدهون تتكون من الجلسرين والأحماض الدهنية ذات الوزن الجزيئي العالي. الدهون هي استرات الجلسرين الكحول ثلاثي الهيدريك والأحماض الدهنية الأعلى. توجد الدهون الحيوانية في الحليب واللحوم والأنسجة تحت الجلد. في النباتات - في البذور والفواكه. بالإضافة إلى الدهون، تحتوي الخلايا أيضا على مشتقاتها - المنشطات (الكوليسترول والهرمونات والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون A، D، K، E، F).

الدهون هي:

العناصر الهيكلية لأغشية الخلايا والعضيات الخلوية.

مادة الطاقة (1 جرام من الدهون، عند أكسدتها، تطلق 39 كيلوجول من الطاقة)؛

المواد الاحتياطية

يؤدي وظيفة وقائية(في الحيوانات البحرية والقطبية)؛

تؤثر على عمل الجهاز العصبي.

مصدر للمياه للجسم (1 كجم عند أكسدته يعطي 1.1 كجم ماء).

احماض نووية. اسم "الأحماض النووية" يأتي من الكلمة اللاتينية "النواة"، أي. النواة: تم اكتشافها لأول مرة في نواة الخلية. الأهمية البيولوجية للأحماض النووية كبيرة جدًا. إنها تلعب دورًا مركزيًا في تخزين ونقل الخصائص الوراثية للخلية، ولهذا السبب غالبًا ما يطلق عليها اسم المواد الوراثية. تضمن الأحماض النووية تخليق البروتينات في الخلية، تمامًا كما هو الحال في الخلية الأم ونقل المعلومات الوراثية. هناك نوعان من الأحماض النووية - الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض الريبي النووي (RNA).

يتكون جزيء الحمض النووي من شريطين ملتويين حلزونيا. الحمض النووي عبارة عن بوليمر تكون مونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات. النيوكليوتيدات هي مركبات تتكون من جزيء حمض الفوسفوريك، والكربوهيدرات ديوكسي ريبوز وقاعدة نيتروجينية. يحتوي الحمض النووي على أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية: الأدينين (A)، الجوانين (G)، السيتوزين (C)، الثايمين (T). كل شريط DNA عبارة عن بولي نيوكليوتيد يتكون من عدة عشرات الآلاف من النيوكليوتيدات. مضاعفة الحمض النووي - التكرار - يضمن نقل المعلومات الوراثية من الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة.

الحمض النووي الريبوزي (RNA) عبارة عن بوليمر يشبه في تركيبه شريطًا واحدًا من الحمض النووي (DNA)، ولكنه أصغر في الحجم. مونومرات الحمض النووي الريبي (RNA) هي نيوكليوتيدات تتكون من حمض الفوسفوريك وريبوز الكربوهيدرات وقاعدة نيتروجينية. بدلا من الثايمين، يحتوي الحمض النووي الريبي (RNA) على اليوراسيل. هناك ثلاثة أنواع معروفة من الحمض النووي الريبي (RNA): messenger RNA (i-RNA) - ينقل معلومات حول بنية البروتين من جزيء DNA؛ النقل (t-RNA) - ينقل الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين؛ الريبوسوم (r-RNA) - يوجد في الريبوسومات، ويشارك في الحفاظ على بنية الريبوسوم.

يلعب نيوكليوتيد الأدينيل دورًا مهمًا للغاية في الطاقة الحيوية للخلية، حيث يرتبط به بقايا حمض الفوسفوريك. تسمى هذه المادة بحمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). ATP هو تراكم عالمي للطاقة البيولوجية: يتم تخزين الطاقة الضوئية للشمس والطاقة الموجودة في الطعام المستهلك في جزيئات ATP. ATP هو هيكل غير مستقر، عندما يتحول ATP إلى ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين)، يتم إطلاق 40 كيلوجول من الطاقة. يتم إنتاج ATP في الميتوكوندريا في الخلايا الحيوانية وأثناء عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء النباتية. تُستخدم طاقة ATP لأداء الأعمال الكيميائية (تخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية) والعمل الميكانيكي (الحركة وعمل العضلات) والتحول إلى طاقة كهربائية أو ضوئية (تفريغ الراي اللساع الكهربائي والثعابين وتوهج الحشرات).

البروتينات عبارة عن بوليمرات غير دورية تكون مونومراتها عبارة عن أحماض أمينية. تحتوي جميع البروتينات على ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. تحتوي العديد من البروتينات أيضًا على ذرات الكبريت. هناك بروتينات تحتوي أيضًا على ذرات معدنية - الحديد والزنك والنحاس. يحدد وجود المجموعات الحمضية والقاعدية التفاعلية العالية للأحماض الأمينية. من المجموعة الأمينية لأحد الأحماض الأمينية والكربوكسيل لحمض أميني آخر، يتم إطلاق جزيء الماء، وتشكل الإلكترونات المحررة رابطة الببتيد: CO-NN (اكتشفها البروفيسور أ.يا. دانيلفسكي في عام 1888)، ولهذا السبب تسمى البروتينات عديدات الببتيدات. جزيئات البروتين هي جزيئات كبيرة. هناك العديد من الأحماض الأمينية المعروفة. لكن 20 حمضًا أمينيًا فقط تُعرف بمونومرات أي بروتينات طبيعية - حيوانية، نباتية، ميكروبية، فيروسية. كانوا يطلق عليهم "السحر". إن حقيقة أن بروتينات جميع الكائنات الحية مبنية من نفس الأحماض الأمينية هي دليل آخر على وحدة العالم الحي على الأرض.

هناك 4 مستويات من التنظيم في بنية جزيئات البروتين:

1. البنية الأولية - سلسلة بولي ببتيد من الأحماض الأمينية مرتبطة في تسلسل معين بواسطة روابط الببتيد التساهمية.

2. الهيكل الثانوي - سلسلة متعددة الببتيد على شكل حلزون. توجد روابط هيدروجينية عديدة بين الروابط الببتيدية للذرات المجاورة والذرات الأخرى، مما يوفر بنية قوية.

3. البنية الثلاثية - تكوين خاص بكل بروتين - كروية. يتم الاحتفاظ به بواسطة روابط منخفضة القوة كارهة للماء أو قوى متماسكة بين الجذور غير القطبية، والتي توجد في العديد من الأحماض الأمينية. هناك أيضًا روابط SS-S تساهمية تحدث بين الجذور المتباعدة للحمض الأميني السيستين المحتوي على الكبريت.

4. يحدث الهيكل الرباعي عندما تتحد عدة جزيئات كبيرة لتشكل مجاميع. وبالتالي، فإن الهيموجلوبين في دم الإنسان عبارة عن مجموع أربع جزيئات كبيرة.

يسمى انتهاك البنية الطبيعية للبروتين بالتمسخ. ويحدث تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والمواد الكيميائية والطاقة الإشعاعية وعوامل أخرى.

دور البروتين في حياة الخلايا والكائنات الحية:

البناء (الهيكلي) - البروتينات - مواد بناء الجسم (الأصداف والأغشية والعضيات والأنسجة والأعضاء)؛

الوظيفة التحفيزية - الإنزيمات التي تسرع التفاعلات مئات الملايين من المرات؛

وظيفة العضلات والعظام - البروتينات التي تشكل العظام والأوتار الهيكلية. حركة السياط والأهداب وتقلص العضلات.

وظيفة النقل - الهيموجلوبين في الدم.

وقائية - الأجسام المضادة في الدم تحييد المواد الغريبة.

وظيفة الطاقة - عندما يتم تكسير البروتين، يطلق 1 جرام 17.6 كيلوجول من الطاقة؛

التنظيمية والهرمونية - البروتينات جزء من العديد من الهرمونات وتشارك في تنظيم العمليات الحياتية في الجسم؛

المستقبل - تقوم البروتينات بعملية التعرف الانتقائي على المواد الفردية وارتباطها بالجزيئات.

عملية التمثيل الغذائي في الخلية. البناء الضوئي. التركيب الكيميائي

الشرط الأساسي لوجود أي كائن حي هو التدفق المستمر للعناصر الغذائية والإفراج المستمر عن المنتجات النهائية للتفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا. تستخدم الكائنات الحية العناصر الغذائية كمصدر لذرات العناصر الكيميائية (ذرات الكربون في المقام الأول)، والتي يتم بناء أو تجديد جميع الهياكل منها. بالإضافة إلى العناصر الغذائية، يتلقى الجسم أيضًا الماء والأكسجين والأملاح المعدنية.

يتم تقسيم المواد العضوية التي تدخل الخلايا (أو يتم تصنيعها أثناء عملية التمثيل الضوئي) إلى وحدات بناء - مونومرات وإرسالها إلى جميع خلايا الجسم. يتم إنفاق بعض جزيئات هذه المواد على تخليق مواد عضوية محددة متأصلة في كائن معين. تقوم الخلايا بتصنيع البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية وغيرها من المواد التي تؤدي وظائف مختلفة (البناء، والتحفيز، والتنظيم، والحماية، وما إلى ذلك).

جزء آخر من الوزن الجزيئي المنخفض مركبات العضويةيدخل الخلايا، ويذهب إلى تكوين ATP، الذي تحتوي جزيئاته على طاقة مخصصة مباشرة لأداء العمل. الطاقة ضرورية لتخليق جميع المواد المحددة في الجسم، والحفاظ على تنظيمه المنظم للغاية، والنقل النشط للمواد داخل الخلايا، من خلية إلى أخرى، ومن جزء من الجسم إلى آخر، لنقل النبضات العصبية، حركة الكائنات الحية، والحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة (في الطيور والثدييات) ولأغراض أخرى.

أثناء تحويل المواد في الخلايا، يتم تشكيل المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي، والتي يمكن أن تكون سامة للجسم ويتم إزالتها منه (على سبيل المثال، الأمونيا). وهكذا، فإن جميع الكائنات الحية تستهلك باستمرار مواد معينة من البيئة، وتحولها وتطلق المنتجات النهائية في البيئة.

استمرار
--فاصل صفحة--

تسمى مجموعة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم بعملية التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي. اعتمادا على الاتجاه العام للعمليات، يتم التمييز بين الهدم والابتنائية.

الهدم (الاستبعاد) هو مجموعة من التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين مركبات بسيطة من مركبات أكثر تعقيدًا. تشمل التفاعلات التقويضية، على سبيل المثال، تفاعلات التحلل المائي للبوليمرات إلى المونومرات وتحلل الأخير إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والأمونيا، أي. تفاعلات استقلاب الطاقة، والتي تحدث خلالها أكسدة المواد العضوية وتخليق ATP.

الابتنائية (الاستيعاب) هي مجموعة من التفاعلات لتخليق المواد العضوية المعقدة من المواد الأبسط. وهذا يشمل، على سبيل المثال، تثبيت النيتروجين والتخليق الحيوي للبروتين، وتخليق الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء أثناء عملية التمثيل الضوئي، وتخليق السكريات والدهون والنيوكليوتيدات والحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) ومواد أخرى.

غالبًا ما يشار إلى تخليق المواد في خلايا الكائنات الحية باسم استقلاب البلاستيك، ويشار إلى تحلل المواد وأكسدتها، المصحوب بتخليق ATP، باسم استقلاب الطاقة. يشكل كلا النوعين من التمثيل الغذائي أساس النشاط الحيوي لأي خلية، وبالتالي أي كائن حي، ويرتبطان ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض. فمن ناحية، تتطلب جميع تفاعلات تبادل البلاستيك استهلاكًا للطاقة. من ناحية أخرى، لتنفيذ تفاعلات استقلاب الطاقة، من الضروري التوليف المستمر للإنزيمات، لأن متوسط ​​العمر المتوقع لها قصير. بالإضافة إلى ذلك، تتشكل المواد المستخدمة للتنفس أثناء عملية التمثيل الغذائي للبلاستيك (على سبيل المثال، أثناء عملية التمثيل الضوئي).

التمثيل الضوئي هو عملية تكوين المادة العضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء في الضوء بمشاركة أصباغ التمثيل الضوئي (الكلوروفيل في النباتات، وبكتريوكلوروفيل وبكتريودوبسين في البكتيريا). في فسيولوجيا النبات الحديثة، يُفهم التمثيل الضوئي في كثير من الأحيان على أنه وظيفة ذاتية التغذية الضوئية - مجموعة من عمليات الامتصاص والتحويل واستخدام طاقة الكمات الضوئية في تفاعلات داخلية مختلفة، بما في ذلك تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد عضوية.

التمثيل الضوئي هو المصدر الرئيسي للطاقة البيولوجية؛ وتستخدمه الكائنات ذاتية التغذية الضوئية لتخليق المواد العضوية من المواد غير العضوية؛ وتوجد الكائنات غير ذاتية التغذية على حساب الطاقة التي تخزنها الكائنات الذاتية التغذية في شكل روابط كيميائية، وتطلقها في عمليات التنفس والتخمير. الطاقة التي تحصل عليها البشرية من حرق الوقود الأحفوري (الفحم، النفط، غاز طبيعي، الخث) يتم تخزينها أيضًا أثناء عملية التمثيل الضوئي.

التمثيل الضوئي هو المدخل الرئيسي للكربون غير العضوي في الدورة البيولوجية. كل الأكسجين الحر الموجود في الغلاف الجوي هو من أصل حيوي وهو منتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي. أدى تكوين الغلاف الجوي المؤكسد (كارثة الأكسجين) إلى تغيير الحالة تمامًا سطح الأرض، مكّن من ظهور التنفس، ولاحقاً، بعد تشكل طبقة الأوزون، سمح للحياة بالوصول إلى الأرض.

التخليق الكيميائي هو طريقة للتغذية الذاتية حيث يكون مصدر الطاقة لتخليق المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون هو تفاعلات الأكسدة للمركبات غير العضوية. يتم استخدام هذا النوع من إنتاج الطاقة عن طريق البكتيريا فقط. تم اكتشاف ظاهرة التخليق الكيميائي عام 1887 على يد العالم الروسي إس.ن. فينوغرادسكي.

تجدر الإشارة إلى أن الطاقة المنطلقة في تفاعلات أكسدة المركبات غير العضوية لا يمكن استخدامها مباشرة في عمليات الاستيعاب. أولاً، يتم تحويل هذه الطاقة إلى طاقة روابط الطاقة الكلية لـ ATP وعندها فقط يتم إنفاقها على تخليق المركبات العضوية.

الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية:

تعمل بكتيريا الحديد (Geobacter، Gallionella) على أكسدة الحديد ثنائي التكافؤ إلى حديديك.

تعمل بكتيريا الكبريت (Desulfuromonas، Desulfobacter، Beggiatoa) على أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت جزيئي أو إلى أملاح حمض الكبريتيك.

تعمل البكتيريا الآزوتية (Nitrobacteraceae، Nitrosomonas، Nitrosococcus) على أكسدة الأمونيا التي تتشكل أثناء تحلل المواد العضوية إلى أحماض النيتروز والنيتريك التي تتفاعل مع معادن التربة وتشكل النتريت والنترات.

البكتيريا الثيونية (Thiobacillus، Acidithiobacillus) قادرة على أكسدة الثيوسلفات والكبريتات والكبريتيدات والكبريت الجزيئي إلى حمض الكبريتيك (غالبًا مع انخفاض كبير في الرقم الهيدروجيني للمحلول)، وتختلف عملية الأكسدة عن تلك الموجودة في بكتيريا الكبريت (على وجه الخصوص، في أن البكتيريا الثيونية لا تترسب الكبريت داخل الخلايا). بعض ممثلي البكتيريا الثيونية هم محبون للحموضة الشديدة (قادرون على البقاء والتكاثر عندما ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى 2)، وقادرون على تحمل التركيزات العالية من المعادن الثقيلة وأكسدة الحديد المعدني والحديدي (Acidithiobacillus Ferroxidans) وترشيح المعادن الثقيلة من الخامات. .

بكتيريا الهيدروجين (Hydrogenophilus) قادرة على أكسدة الهيدروجين الجزيئي وهي محبة للحرارة بشكل معتدل (تنمو عند درجة حرارة 50 درجة مئوية).

يمكن للكائنات الحية الكيميائية (مثل بكتيريا الكبريت) أن تعيش في المحيطات على أعماق كبيرة، في الأماكن التي يخرج فيها كبريتيد الهيدروجين من شقوق القشرة الأرضية إلى الماء. بالطبع، لا تستطيع الكمات الخفيفة اختراق الماء إلى عمق حوالي 3-4 كيلومترات (عند هذا العمق توجد معظم مناطق الصدع المحيطي). وبالتالي فإن التركيب الكيميائي هو الكائنات الحية الوحيدة على وجه الأرض التي لا تعتمد على طاقة ضوء الشمس.

ومن ناحية أخرى، يتم إطلاق الأمونيا، التي تستخدمها البكتيريا الآزوتية، في التربة عندما تتعفن المادة النباتية أو الحيوانية. في هذه الحالة، يعتمد النشاط الحيوي للتخليق الكيميائي بشكل غير مباشر على ضوء الشمس، حيث تتشكل الأمونيا أثناء تحلل المركبات العضوية التي يتم الحصول عليها من الطاقة الشمسية.

إن دور التخليق الكيميائي لجميع الكائنات الحية كبير جدًا، حيث أنه حلقة لا غنى عنها في الدورة الطبيعية لأهم العناصر: الكبريت والنيتروجين والحديد وغيرها. كما أن التخليق الكيميائي مهم كمستهلك طبيعي لمثل هذه المواد السامة مثل الأمونيا و كبريتيد الهيدروجين. تعتبر البكتيريا النتروجينية ذات أهمية كبيرة، فهي تثري التربة بالنتريت والنترات - وهي بشكل أساسي في شكل نترات تمتص النباتات النيتروجين. يتم استخدام بعض المواد الكيميائية (على وجه الخصوص، بكتيريا الكبريت) لمعالجة مياه الصرف الصحي.

ووفقاً للتقديرات الحديثة، فإن الكتلة الحيوية لـ "المحيط الحيوي تحت الأرض"، والذي يقع بشكل خاص تحت قاع البحر، والذي يشتمل على البكتيريا العتائية اللاهوائية المؤكسدة للميثان والتي يتم تصنيعها كيميائياً، اللاهوائية، قد تتجاوز الكتلة الحيوية لبقية المحيط الحيوي.

الانقسام الاختزالي. ملامح القسمين الأول والثاني من الانقسام الاختزالي. الأهمية البيولوجية. الفرق بين الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي

إن فهم حقيقة أن الخلايا الجرثومية أحادية الصيغة الصبغية، وبالتالي يجب أن تتشكل باستخدام آلية خاصة لانقسام الخلايا، جاء نتيجة للملاحظات، والتي اقترحت أيضًا لأول مرة تقريبًا أن الكروموسومات تحتوي على معلومات وراثية. وفي عام 1883، اكتشف أن نواة البويضة والحيوانات المنوية لنوع معين من الدودة تحتوي على اثنين فقط من الكروموسومات، في حين أن البويضة الملقحة تحتوي بالفعل على أربعة. ومن ثم يمكن لنظرية الكروموسومات في الوراثة أن تفسر المفارقة القديمة المتمثلة في أن أدوار الأب والأم في تحديد خصائص النسل غالبا ما تبدو هي نفسها، على الرغم من الاختلاف الكبير في أحجام البويضة والحيوانات المنوية.

ومن الآثار المهمة الأخرى لهذا الاكتشاف هو أن الخلايا الجنسية يجب أن تتشكل نتيجة للانقسام النووي نوع خاص، حيث يتم تقسيم مجموعة الكروموسومات بأكملها إلى النصف تمامًا. ويسمى هذا النوع من الانقسام الانقسام الاختزالي (كلمة من أصل يوناني تعني "الاختزال". أما اسم نوع آخر من انقسام الخلايا، وهو الانقسام الخيطي، فهو يأتي من الكلمة اليونانية التي تعني "الخيط"، ويعتمد هذا الاختيار على الاسم الذي يشبه الخيط. ظهور الكروموسومات أثناء تكثيفها أثناء الانقسام النووي - تحدث هذه العملية أثناء الانقسام والانقسام الاختزالي) تبين أن سلوك الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي، عندما يقل عددها، أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد سابقًا. لهذا أهم الميزاتتم إنشاء الانقسام الانتصافي فقط في بداية الثلاثينيات نتيجة لعدد كبير من الدراسات الشاملة التي جمعت بين علم الخلايا وعلم الوراثة.

في الانقسام المنصف الأول، ترث كل خلية وليدة نسختين من أحد المتماثلين، وبالتالي تحتوي على كمية ثنائية الصيغة الصبغية من الحمض النووي.

يحدث تكوين نواة الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية نتيجة للانقسام الثاني للانقسام الاختزالي، حيث تصطف الكروموسومات عند خط استواء المغزل الجديد وبدون تكرار الحمض النووي، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض، كما هو الحال في الانقسام العادي، وتشكل الخلايا التي تحتوي على مجموعة DNA أحادية الصيغة الصبغية.

وهكذا، يتكون الانقسام الاختزالي من انقسامين خلويين يتبعان مرحلة واحدة من تضاعف الكروموسوم، بحيث تنتج كل خلية تدخل في الانقسام الاختزالي أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية.

في بعض الأحيان تستمر عملية الانقسام الاختزالي بشكل غير طبيعي، ولا يمكن للمتجانسات أن تنفصل عن بعضها البعض - وتسمى هذه الظاهرة عدم انفصال الكروموسوم. تتلقى بعض الخلايا الصبغية المتكونة في هذه الحالة عددًا غير كافٍ من الكروموسومات، بينما يكتسب البعض الآخر نسخًا إضافية. ومن هذه الأمشاج تتشكل أجنة معيبة يموت معظمها.

في مرحلة الانقسام الأول للانقسام الاختزالي، أثناء الاقتران (التشابك) وفصل الكروموسومات، تحدث تغيرات مورفولوجية معقدة فيها. ووفقا لهذه التغييرات، تنقسم الطور التمهيدي إلى خمس مراحل متتالية:

اللبتوتين.

الزيجوتين.

ثكنة.

ديبلوتين.

diakinesis.

الظاهرة المدهشة هي البدء تقارب وثيقالكروموسومات في الزيجوتين، عندما يبدأ هيكل متخصص يسمى المجمع السينابتونيمال في التشكل بين أزواج الكروماتيدات الشقيقة في كل ثنائي التكافؤ. تعتبر لحظة الاقتران الكامل للكروموسومات بداية الباتشيتين، والتي تستمر عادة عدة أيام، وبعد انفصال الكروموسومات تبدأ مرحلة الدبلوتين، حيث تصبح التصالبات مرئية لأول مرة.

بعد نهاية الطور الأول الطويل، يوجد انقسامان نوويان دون فترة فاصلة من تخليق الحمض النووي، مما يؤدي إلى إنهاء عملية الانقسام الاختزالي. لا تستغرق هذه المراحل عادة أكثر من 10% من إجمالي الوقت اللازم للانقسام الاختزالي، ولها نفس أسماء المراحل المقابلة للانقسام الفتيلي. ينقسم ما تبقى من التقسيم الأول للانقسام الاختزالي إلى الطور الاستوائي الأول والطور الانفصالي الأول والطور النهائي الأول. وبحلول نهاية التقسيم الأول، يتم تقليل مجموعة الكروموسومات، وتتحول من رباعي الصيغة الصبغية إلى ثنائي الصيغة الصبغية، تمامًا كما هو الحال في الانقسام، وتتشكل خليتين من خلية واحدة. والفرق الحاسم هو أنه خلال الانقسام الأول للانقسام الاختزالي، تستقبل كل خلية كروماتيدين شقيقين متصلين عند السنترومير، وأثناء الانقسام الفتيلي، يدخل كروماتيدان منفصلان.

علاوة على ذلك، بعد الطور البيني الثاني القصير، الذي لا تتضاعف فيه الكروموسومات، يحدث الانقسام الثاني بسرعة - الطور الأول والثاني، والطور الثاني، والطور النهائي الثاني. ونتيجة لذلك، من كل خلية ثنائية الصيغة الصبغية دخلت في الانقسام الاختزالي، يتم تشكيل أربع نوى أحادية الصيغة الصبغية.

يتكون الانقسام الاختزالي من انقسامين خلويين متتاليين، يستمر الأول تقريبًا لمدة الانقسام الاختزالي بأكمله، وهو أكثر تعقيدًا بكثير من الثاني.

بعد نهاية الانقسام المنصف الأول، تتشكل الأغشية مرة أخرى في الخليتين الابنتين وتبدأ مرحلة بينية قصيرة. في هذا الوقت، تكون الكروموسومات غير حلزونية إلى حد ما، لكنها سرعان ما تتكثف مرة أخرى وتبدأ المرحلة الثانية. نظرًا لعدم حدوث تخليق الحمض النووي خلال هذه الفترة، يبدو أنه في بعض الكائنات الحية تنتقل الكروموسومات مباشرة من قسم إلى آخر. الطور التمهيدي الثاني في جميع الكائنات الحية قصير: يتم تدمير الغلاف النووي عندما يتم تشكيل مغزل جديد، وبعد ذلك، في تتابع سريع، تتبع الطور الاستوائي الثاني، والطور الانفصالي الثاني، والطور النهائي الثاني. كما هو الحال في الانقسام الفتيلي، تتشكل الخيوط الحركية في الكروماتيدات الشقيقة، وتمتد من السنترومير في اتجاهين متعاكسين. في لوحة الطورية، يتم الاحتفاظ بالكروماتيدات الشقيقة معًا حتى الطور الانفصالي، عندما ينفصلان بسبب الانفصال المفاجئ لحركتهما. وبالتالي، فإن التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي يشبه الانقسام الفتيلي الطبيعي، والفرق الوحيد المهم هو أن هناك نسخة واحدة من كل كروموسوم، وليس نسختين، كما هو الحال في الانقسام.

ينتهي الانقسام الاختزالي بتكوين أغلفة نووية حول النوى الفردية الأربعة المتكونة في الطور النهائي الثاني.

بشكل عام، ينتج الانقسام الاختزالي أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصيغة الصبغية واحدة. أثناء الانقسام الاختزالي المشيجي، تتشكل الأمشاج من الخلايا الفردية الناتجة. هذا النوع من الانقسام الاختزالي هو سمة من سمات الحيوانات. يرتبط الانقسام الاختزالي Gametic ارتباطًا وثيقًا بتكوين الأمشاج والإخصاب. أثناء الانقسام الاختزالي الزيجوتي والبوغي، تؤدي الخلايا الأحادية الصبغية الناتجة إلى ظهور جراثيم أو أبواغ حيوانية. هذه الأنواع من الانقسام الاختزالي هي سمة من سمات حقيقيات النوى السفلية والفطريات والنباتات. يرتبط الانقسام الاختزالي للبوغ ارتباطًا وثيقًا بتكوين البوغ. وبالتالي، فإن الانقسام الاختزالي هو الأساس الخلوي للتكاثر الجنسي وغير الجنسي (البوغي).

تتمثل الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي في الحفاظ على عدد ثابت من الكروموسومات في ظل وجود العملية الجنسية. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة للعبور، تحدث إعادة التركيب - ظهور مجموعات جديدة من الميول الوراثية في الكروموسومات. يوفر الانقسام الاختزالي أيضًا تباينًا اندماجيًا - ظهور مجموعات جديدة من الميول الوراثية أثناء الإخصاب الإضافي.

يتم التحكم في مسار الانقسام الاختزالي عن طريق النمط الجيني للكائن الحي، تحت سيطرة الهرمونات الجنسية (في الحيوانات)، والهرمونات النباتية (في النباتات) والعديد من العوامل الأخرى (على سبيل المثال، درجة الحرارة).

من الممكن حدوث الأنواع التالية من تأثيرات بعض الكائنات الحية على الكائنات الأخرى:

إيجابي - يستفيد كائن حي على حساب كائن آخر؛

سلبي - يتضرر الجسم بسبب شيء آخر؛

محايد - الآخر لا يؤثر على الجسم بأي شكل من الأشكال.

وبالتالي، فإن الخيارات التالية للعلاقات بين كائنين حيين ممكنة وفقًا لنوع التأثير الذي يحدثه كل منهما على الآخر:

التبادلية - في ظل الظروف الطبيعية، لا يمكن للمجموعات السكانية أن توجد بدون بعضها البعض (على سبيل المثال: تكافل الفطريات والطحالب في الأشنة).

التعاون البدائي – العلاقة اختيارية (مثال: العلاقة بين السلطعون وشقائق النعمان، شقائق النعمان تحمي السلطعون وتستخدمه كوسيلة للتنقل).

التعايش - يستفيد أحد السكان من العلاقة، بينما لا يتلقى الآخر أي فائدة أو ضرر.

المعاشرة - يستخدم كائن حي آخر (أو منزله) كمكان للإقامة دون التسبب في ضرر للأخير.

التحميل الحر - يتغذى كائن حي على بقايا طعام كائن آخر.

الحياد - لا يؤثر كلا الشعبين على بعضهما البعض بأي شكل من الأشكال.

Amensalism ، التضاد الحيوي - يؤثر أحد السكان سلبًا على الآخر ، لكنه لا يعاني في حد ذاته من تأثير سلبي.

الافتراس هو ظاهرة يتغذى فيها كائن حي على أعضاء وأنسجة كائن آخر، دون وجود علاقة تكافلية.

المنافسة - يؤثر كلا المجموعتين سلبًا على بعضهما البعض.

تعرف الطبيعة أمثلة عديدة للعلاقات التكافلية التي يستفيد منها كلا الشريكين. على سبيل المثال، يعتبر التعايش بين النباتات البقولية وبكتيريا التربة Rhizobium مهمًا للغاية لدورة النيتروجين في الطبيعة. تستقر هذه البكتيريا - والتي تسمى أيضًا البكتيريا المثبتة للنيتروجين - على جذور النباتات ولديها القدرة على "تثبيت" النيتروجين، أي تحطيم الروابط القوية بين ذرات النيتروجين الحر الموجود في الغلاف الجوي، مما يجعل من الممكن دمج النيتروجين في المركبات التي يصل إليها النبات مثل الأمونيا. في هذه الحالة، تكون المنفعة المتبادلة واضحة: فالجذور هي موطن للبكتيريا، وتقوم البكتيريا بتزويد النبات بالعناصر الغذائية الضرورية.

هناك أيضًا العديد من الأمثلة على التعايش المفيد لنوع واحد ولا يجلب أي فائدة أو ضرر لنوع آخر. على سبيل المثال، تسكن الأمعاء البشرية أنواع عديدة من البكتيريا، ووجودها غير ضار للإنسان. وبالمثل، تعيش النباتات التي تسمى البروميلياد (والتي تشمل الأناناس، على سبيل المثال) على أغصان الأشجار ولكنها تحصل على مغذياتها من الهواء. تستخدم هذه النباتات الشجرة للحصول على الدعم دون حرمانها من العناصر الغذائية.

الديدان المسطحة. التشكل والنظاميات والممثلين الرئيسيين. دورات التطوير. طرق العدوى. وقاية

الديدان المفلطحة هي مجموعة من الكائنات الحية، والتي في معظم التصنيفات الحديثة لها رتبة شعبة، وتوحد عددًا كبيرًا من اللافقاريات البدائية الشبيهة بالديدان والتي لا تحتوي على تجويف جسمي. في الشكل الحديثمن الواضح أن المجموعة شبه عرقية، لكن الحالة الحالية للبحث لا تجعل من الممكن تطوير نظام نسجي صارم مُرضٍ، وبالتالي يواصل علماء الحيوان تقليديًا استخدام هذا الاسم.

أشهر ممثلي الديدان المفلطحة هم المستورقات (Turbellaria: Tricladida)، حظ الكبد وحظ القط (تريماتودا)، الدودة الشريطية البقرية، الدودة الشريطية لحم الخنزير، الدودة الشريطية العريضة، المشوكة (الدودة الشريطية).

سؤال عن موقف منهجيإن ما يسمى بالمضطربات المعوية (Acoela) قيد المناقشة حاليًا، لأنه في عام 2003 تم اقتراح تمييزها في شعبة مستقلة.

الجسم متماثل على المستوى الثنائي، مع رأس وأطراف ذيلية محددة بوضوح، ومسطح إلى حد ما في الاتجاه الظهري المركزي، وفي الممثلين الكبار يكون مسطحًا بقوة. لم يتم تطوير تجويف الجسم (باستثناء بعض مراحل دورة حياة الديدان الشريطية والديدان المثقوبة). يتم تبادل الغازات عبر كامل سطح الجسم؛ أعضاء الجهاز التنفسي والأوعية الدموية غائبة.

الجزء الخارجي من الجسم مغطى بظهارة أحادية الطبقة. في الديدان الهدبية، أو التربيلية، تتكون الظهارة من خلايا تحمل أهداب. تفتقر الديدان المثقوبة، والديدان الأحادية، والديدان الشريطية، والديدان الشريطية إلى الظهارة الهدبية في معظم حياتها (على الرغم من إمكانية العثور على الخلايا الهدبية في أشكال يرقات)؛ يتم تمثيل غلافهم بما يسمى بالtegument ، والذي يحمل في بعض المجموعات خطافات ميكروفيلي أو كيتينية. يتم تصنيف الديدان المفلطحة التي تحتوي على غلاف على أنها ديدان جلدية حديثة.

يوجد تحت الظهارة كيس عضلي يتكون من عدة طبقات من الخلايا العضلية التي لا تتمايز إلى عضلات فردية (يلاحظ تمايز معين فقط في منطقة البلعوم والأعضاء التناسلية). يتم توجيه خلايا الطبقة العضلية الخارجية بشكل عرضي، في حين يتم توجيه خلايا الطبقة الداخلية على طول المحور الأمامي الخلفي للجسم. الطبقة الخارجية تسمى الطبقة العضلية الدائرية، والطبقة الداخلية تسمى الطبقة العضلية الطولية.

في جميع المجموعات، باستثناء الديدان الشريطية والديدان الشريطية، يوجد بلعوم يؤدي إلى القناة الهضمية أو، كما هو الحال في ما يسمى بالاضطرابات المعوية، إلى الحمة الهضمية. تكون الأمعاء مغلقة بشكل أعمى ولا تتواصل مع البيئة إلا من خلال فتحة الفم. وقد لوحظ أن العديد من التوربينات الكبيرة لديها مسام شرجية (أحيانًا عدة)، ولكن هذا هو الاستثناء وليس القاعدة. في الأشكال الصغيرة تكون الأمعاء مستقيمة، وفي الأشكال الكبيرة (المستورقات، المثقوبة) يمكن أن تكون متفرعة للغاية. يقع البلعوم على سطح البطن، وغالبًا ما يكون في المنتصف أو أقرب إلى الطرف الخلفي من الجسم، وفي بعض المجموعات يتم نقله للأمام. لا تحتوي الديدان الشريطية والديدان الشريطية على أمعاء.

الجهاز العصبي من النوع المتعامد. تحتوي معظمها على ستة جذوع طولية (اثنان على الجانبين الظهري والبطني للجسم واثنان على الجانبين)، متصلة بواسطة صوار عرضي. جنبا إلى جنب مع المتعامد، هناك ضفيرة عصبية أكثر أو أقل كثافة تقع في الطبقات المحيطية من الحمة. بعض ممثلي الديدان الهدبية القديمة ليس لديهم سوى ضفيرة عصبية.

وقد طور عدد من الأشكال عيونًا بسيطة حساسة للضوء، وغير قادرة على رؤية الأشياء، بالإضافة إلى أعضاء التوازن (الأكياس الراكدة)، والخلايا اللمسية (المستشعرات) وأعضاء الحواس الكيميائية.

يتم تنفيذ التنظيم التناضحي بمساعدة البروتونفريديا - القنوات المتفرعة التي تتصل بقناة أو اثنتين من قنوات الإخراج. يحدث إطلاق المنتجات الأيضية السامة إما عن طريق إفراز السوائل من خلال البروتونفريديا، أو من خلال التراكم في خلايا الحمة المتخصصة (الخلايا الأذينية)، والتي تلعب دور "براعم التخزين".

الغالبية العظمى من الممثلين هم خنثى، باستثناء الديدان المثقوبة في الدم (البلهارسيا) - فهي ثنائية المسكن. لون بيض الحظ أصفر فاتح إلى بني غامق وله غطاء على أحد الأعمدة. أثناء الفحص، يتم العثور على البيض في محتويات الاثني عشر والبراز والبول والبلغم.

المضيف الوسيط الأول للذباب هو الرخويات المختلفة، والمضيف الثاني هو الأسماك والبرمائيات. المضيفون النهائيون هم فقاريات مختلفة.

دورة الحياة (على سبيل المثال بوليموث) بسيطة للغاية: تخرج يرقة من البيضة وتترك السمكة، والتي بعد فترة قصيرة تلتصق بالسمكة مرة أخرى وتتحول إلى دودة بالغة. تمتلك Flukes دورة تطوير أكثر تعقيدًا، حيث تقوم بتغيير 2-3 مضيفين.

الطراز العرقى. الجينوم. النمط الظاهري. العوامل التي تحدد تطور النمط الظاهري. الهيمنة والانتكاسة. تفاعل الجينات في تحديد السمات: الهيمنة، المظهر الوسيط، السيادة المشتركة

النمط الجيني هو مجموعة من الجينات لكائن حي معين، والتي، على عكس مفاهيم الجينوم ومجموع الجينات، تميز الفرد وليس النوع (فرق آخر بين النمط الجيني والجينوم هو تضمين مفهوم "الجينوم" للغير -تسلسلات الترميز التي لم يتم تضمينها في مفهوم "النمط الجيني"). جنبا إلى جنب مع العوامل البيئية، فإنه يحدد النمط الظاهري للكائن الحي.

عادة، يتم التحدث عن النمط الجيني في سياق جين معين؛ في الأفراد متعددي الصيغ الصبغية، يشير إلى مزيج من أليلات جين معين. تظهر معظم الجينات في النمط الظاهري للكائن الحي، إلا أن النمط الظاهري والنمط الجيني يختلفان في النواحي التالية:

1. حسب مصدر المعلومات (يتم تحديد النمط الجيني من خلال دراسة الحمض النووي للفرد، ويتم تسجيل النمط الظاهري من خلال مراقبة مظهر الكائن الحي).

2. لا يتوافق النمط الجيني دائمًا مع نفس النمط الظاهري. تظهر بعض الجينات في النمط الظاهري فقط في ظل ظروف معينة. ومن ناحية أخرى، فإن بعض الأنماط الظاهرية، مثل لون معطف الحيوان، هي نتيجة لتفاعل عدة جينات.

الجينوم - مجمل جميع جينات الكائن الحي؛ مجموعة الكروموسومات الكاملة الخاصة به.

من المعروف أن الحمض النووي، الذي هو حامل المعلومات الوراثية في معظم الكائنات الحية، وبالتالي يشكل أساس الجينوم، لا يشمل الجينات بالمعنى الحديث للكلمة فقط. يتم تمثيل معظم الحمض النووي للخلايا حقيقية النواة بتسلسلات نيوكليوتيدات غير مشفرة ("زائدة عن الحاجة") لا تحتوي على معلومات حول البروتينات والحمض النووي الريبي (RNA).

وبالتالي، يُفهم جينوم الكائن الحي على أنه الحمض النووي الكلي لمجموعة الكروموسومات أحادية الصيغة الصبغية وكل عنصر من العناصر الوراثية خارج الصبغي الموجودة في خلية فردية من الخط الجرثومي لكائن متعدد الخلايا. تختلف أحجام جينومات الكائنات الحية من مختلف الأنواع اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض، وغالبًا لا يوجد ارتباط بين مستوى التعقيد التطوري للأنواع البيولوجية وحجم الجينوم الخاص بها.

النمط الظاهري هو مجموعة من الخصائص المتأصلة في الفرد في مرحلة معينة من التطور. يتم تشكيل النمط الظاهري على أساس النمط الجيني، بوساطة عدد من العوامل البيئية. في الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية، تظهر الجينات السائدة في النمط الظاهري.

النمط الظاهري هو مجموعة من الخصائص الخارجية والداخلية للكائن الحي المكتسبة نتيجة للتطور (تطور الفرد)

على الرغم من تعريفه الصارم على ما يبدو، فإن مفهوم النمط الظاهري لديه بعض الشكوك. أولا، معظم الجزيئات والهياكل المشفرة بواسطة المادة الوراثية غير مرئية في المظهر الخارجي للكائن الحي، على الرغم من أنها جزء من النمط الظاهري. على سبيل المثال، فصائل الدم البشرية. ولذلك، فإن التعريف الموسع للنمط الظاهري يجب أن يشمل الخصائص التي يمكن اكتشافها عن طريق الإجراءات الفنية أو الطبية أو التشخيصية. يمكن أن يشمل الامتداد الآخر الأكثر جذرية السلوك المكتسب أو حتى تأثير الكائن الحي على البيئة والكائنات الحية الأخرى.

يمكن تعريف النمط الظاهري بأنه "تنفيذ" المعلومات الوراثية تجاه العوامل البيئية. بالنسبة للتقريب الأول، يمكننا التحدث عن خاصيتين للنمط الظاهري: أ) عدد اتجاهات الإزالة يميز عدد العوامل البيئية التي يكون النمط الظاهري حساسًا لها - بُعد النمط الظاهري؛ ب) تحدد "مسافة" الإزالة درجة حساسية النمط الظاهري لعامل بيئي معين. تحدد هذه الخصائص معًا ثراء النمط الظاهري وتطوره. كلما كان النمط الظاهري متعدد الأبعاد وأكثر حساسية، كلما كان النمط الظاهري أبعد عن النمط الجيني، كلما كان أكثر ثراء. إذا قارنا فيروسًا وبكتيريا وأسكاريسًا وضفدعًا وإنسانًا، فإن ثراء النمط الظاهري في هذه السلسلة يزداد.

يتم تحديد بعض خصائص النمط الظاهري بشكل مباشر من خلال النمط الجيني، مثل لون العين. ويعتمد البعض الآخر بشكل كبير على تفاعل الكائن الحي مع بيئته - على سبيل المثال، قد تختلف التوائم المتماثلة في الطول والوزن وغيرها من الخصائص الفيزيائية الأساسية على الرغم من حمل نفس الجينات.

التباين المظهري (الذي يحدده التباين الوراثي) هو شرط أساسي للانتقاء الطبيعي والتطور. يترك الكائن الحي ككل (أو لا يترك) ذرية، لذلك يؤثر الانتقاء الطبيعي على التركيب الوراثي للمجتمع بشكل غير مباشر من خلال مساهمات الأنماط الظاهرية. بدون أنماط ظاهرية مختلفة لا يوجد تطور. في الوقت نفسه، لا تنعكس الأليلات المتنحية دائمًا في خصائص النمط الظاهري، ولكنها محفوظة ويمكن نقلها إلى النسل.

تتلخص العوامل التي يعتمد عليها التنوع المظهري والبرنامج الوراثي (النمط الجيني) والظروف البيئية وتكرار التغيرات العشوائية (الطفرات) في العلاقة التالية:

النمط الجيني + البيئة الخارجية + التغيرات العشوائية → النمط الظاهري.

تسمى قدرة النمط الجيني على تكوين أنماط ظاهرية مختلفة في عملية التولد، اعتمادًا على الظروف البيئية، بقاعدة التفاعل. ويميز حصة مشاركة البيئة في تنفيذ الخاصية. كلما اتسع نطاق رد الفعل، زاد تأثير البيئة وقل تأثير النمط الوراثي في ​​تكوين الجينات. عادة، كلما كانت ظروف الموائل للأنواع أكثر تنوعًا، كلما كانت قاعدة رد فعلها أوسع.

استمرار
--فاصل صفحة--

الهيمنة (الهيمنة) هي شكل من أشكال العلاقة بين أليلات جين واحد، حيث يقوم أحدهما (المهيمن) بقمع (أقنعة) ظهور الآخر (المتنحية) وبالتالي تحديد مظهر السمة في كل من متماثلات الزيجوت المهيمنة ومتغايرة الزيجوت .

في حالة السيادة الكاملة، لا يختلف النمط الظاهري للزيجوت المتغاير عن النمط الظاهري للزيجوت المتماثل السائد. على ما يبدو، في شكل نقيالهيمنة الكاملة نادرة للغاية أو لا تحدث على الإطلاق.

مع السيادة غير المكتملة، تمتلك الزيجوت المتغايرة نمطًا ظاهريًا وسطًا بين الأنماط الظاهرية للزيجوت المتماثل السائد والمتنحى. على سبيل المثال، عند عبور الخطوط النقية أنف العجلوالعديد من الأنواع الأخرى من النباتات المزهرة ذات الزهور الأرجوانية والبيضاء، وأفراد الجيل الأول لديهم أزهار وردية. على المستوى الجزيئي أكثر شرح بسيطقد تكون السيادة غير الكاملة مجرد انخفاض مضاعف في نشاط إنزيم أو بروتين آخر (إذا كان الأليل السائد ينتج بروتينًا وظيفيًا، والأليل المتنحي ينتج بروتينًا معيبًا). قد تكون هناك آليات أخرى للهيمنة غير الكاملة.

في حالة الهيمنة غير المكتملة، فإن نفس التقسيم حسب النمط الجيني والنمط الظاهري سيكون بنسبة 1: 2: 1.

مع السيادة المشتركة، على عكس السيادة غير الكاملة، في الزيجوت المتغايرة، تظهر الخصائص التي يكون كل من الأليلات مسؤولاً عنها في وقت واحد (مختلطة). من الأمثلة النموذجية على السيادة المشتركة وراثة فصائل الدم ABO في البشر. جميع نسل الأشخاص الذين لديهم النمط الجيني AA (المجموعة الثانية) وBB (المجموعة الثالثة) سيكون لديهم النمط الجيني AB (المجموعة الرابعة). النمط الظاهري ليس وسطًا بين المظهر الظاهري لوالديهم، حيث أن كلاً من المترابطات (A وB) موجودة على سطح كريات الدم الحمراء. عند حدوث السيادة المشتركة، من المستحيل تسمية أحد الأليلات السائدة والآخر متنحي؛ تفقد هذه المفاهيم معناها: كلا الأليلين يؤثران بالتساوي على النمط الظاهري. على مستوى الحمض النووي الريبي (RNA) والمنتجات البروتينية للجينات، يبدو أن الغالبية العظمى من حالات التفاعلات الأليلية للجينات هي سيادة مشتركة، لأن كل من الأليلين في الزيجوت المتغايرة عادة ما يشفر الحمض النووي الريبي (RNA) و/أو منتج البروتين، وكلا البروتينين أو الحمض النووي الريبي (RNA) موجودة في الجسم.

العوامل البيئية وتفاعلها

العامل البيئي هو حالة البيئة التي تؤثر على الجسم. تشمل البيئة جميع الأجسام والظواهر التي يرتبط بها الكائن الحي بشكل مباشر أو غير مباشر.

نفس العامل البيئي له أهمية مختلفة في حياة الكائنات الحية المشتركة. على سبيل المثال، يلعب النظام الملحي للتربة دورًا رئيسيًا في التغذية المعدنية للنباتات، لكنه لا يبالي بمعظم الحيوانات الأرضية. تعتبر شدة الإضاءة والتركيب الطيفي للضوء في غاية الأهمية في حياة النباتات الضوئية، وفي حياة الكائنات غيرية التغذية (الفطريات والحيوانات المائية)، ليس للضوء تأثير ملحوظ على نشاط حياتها.

تؤثر العوامل البيئية على الكائنات الحية بطرق مختلفة. يمكن أن تعمل كمهيجات تسبب تغيرات تكيفية في الوظائف الفسيولوجية. كمحددات تجعل من المستحيل على كائنات معينة أن توجد في ظل ظروف معينة؛ كمعدلات تحدد التغيرات المورفولوجية والتشريحية في الكائنات الحية.

من المعتاد التمييز بين العوامل البيئية الحيوية والبشرية وغير الحيوية.

العوامل الحيوية هي مجموعة العوامل البيئية الكاملة المرتبطة بأنشطة الكائنات الحية. وتشمل هذه العوامل النباتية (النباتات)، والعوامل الحيوانية (الحيوانية)، والعوامل الميكروبية (الكائنات الحية الدقيقة).

العوامل البشرية هي جميع العوامل العديدة المرتبطة بالأنشطة البشرية. وتشمل هذه المواد الفيزيائية (استخدام الطاقة النووية، والسفر بالقطارات والطائرات، وتأثير الضوضاء والاهتزازات، وما إلى ذلك)، والكيميائية (استخدام الأسمدة المعدنية والمبيدات الحشرية، وتلوث أصداف الأرض بالنفايات الصناعية ونفايات النقل؛ والتدخين، شرب الكحول والمخدرات، الاستخدام المفرط للأدوية).الوسائل)، العوامل البيولوجية (الغذاء؛ الكائنات الحية التي يمكن أن يكون الشخص موطنًا أو مصدرًا للتغذية)، العوامل الاجتماعية (المتعلقة بالعلاقات بين الناس والحياة في المجتمع).

العوامل اللاأحيائية هي جميع العوامل العديدة المرتبطة بالعمليات الموجودة في الجسم الطبيعة الجامدة. وتشمل هذه العوامل المناخية (درجة الحرارة والرطوبة والضغط)، والإيدافوجينية (التركيب الميكانيكي، ونفاذية الهواء، وكثافة التربة)، والجبلية (الإغاثة، والارتفاع فوق مستوى سطح البحر)، والكيميائية (تركيبة الغاز في الهواء، والتركيبة الملحية للمياه، والتركيز، والحموضة)، فيزيائية (الضوضاء، المجالات المغناطيسية، التوصيل الحراري، النشاط الإشعاعي، الإشعاع الكوني).

مع العمل المستقل العوامل البيئيةيكفي العمل بمفهوم "العامل المحدد" لتحديد التأثير المشترك لمجموعة معقدة من العوامل البيئية كائن معين. ومع ذلك، في الظروف الحقيقية، يمكن للعوامل البيئية أن تعزز أو تضعف تأثيرات بعضها البعض.

إن مراعاة تفاعل العوامل البيئية مشكلة علمية مهمة. يمكن التمييز بين ثلاثة أنواع رئيسية من تفاعل العوامل:

المضافة - تفاعل العوامل هو مجموع جبري بسيط لتأثيرات كل عامل عند التصرف بشكل مستقل؛

التآزر - العمل المشترك للعوامل يعزز التأثير (أي أن التأثير عندما تعمل معًا أكبر من المجموع البسيط لتأثيرات كل عامل عندما تعمل بشكل مستقل)؛

عدائي - العمل المشترك للعوامل يضعف التأثير (أي أن تأثير عملها المشترك أقل من المجموع البسيط لتأثيرات كل عامل).

قائمة الأدب المستخدم

جيلبرت س. علم الأحياء التنموي. - م.، 1993.

جرين ن.، ستاوت دبليو، تايلور د. علم الأحياء. - م.، 1993.

نيبل ب. علم بيئة. - م.، 1993.

كارول ر. علم الحفريات وتطور الفقاريات. - م.، 1993.

لينينغر أ. الكيمياء الحيوية. - م.، 1974.

سليوساريف أ. علم الأحياء مع علم الوراثة العام. - م.، 1979.

واتسون د. البيولوجيا الجزيئية للجين. - م.، 1978.

تشيبيشيف إن في، سوبرياجا إيه إم. الكائنات الاوليه. - م.، 1992.

تشيبيشيف إن.في.، كوزنتسوف إس.في. بيولوجيا الخلية. - م.، 1992.

ياريجين ف.ن. مادة الاحياء. - م.، 1997.