લોકોની વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં જીવવિજ્ઞાન. માનવ જીવન અને વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા

ત્યાં ઘણી બધી રીતો છે જેમાં વ્યક્તિ જીવવિજ્ઞાનમાં જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, અહીં કેટલીક છે (ચાલો સૌથી મોટાથી નાનામાં જઈએ):

· જ્ઞાન પર્યાવરણીય કાયદાતમને માનવીય પ્રવૃત્તિને ઇકોસિસ્ટમની જાળવણીની મર્યાદામાં નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે જેમાં તે રહે છે અને કાર્ય કરે છે (તર્કસંગત પર્યાવરણીય સંચાલન);

· વનસ્પતિશાસ્ત્ર અને જિનેટિક્સતમને ઉત્પાદકતા વધારવા, જીવાતો સામે લડવા અને નવી, જરૂરી અને ઉપયોગી જાતો વિકસાવવા દે છે;

· જિનેટિક્સહાલમાં જેથી ચુસ્તપણે સાથે જોડાયેલું છે દવાકે ઘણા રોગો કે જે અગાઉ અસાધ્ય માનવામાં આવતા હતા તેનો અભ્યાસ અને માનવ વિકાસના ગર્ભના તબક્કામાં પહેલાથી જ અટકાવવામાં આવે છે;

· માઇક્રોબાયોલોજીની મદદથી, વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો વાયરસ સામે સીરમ અને રસીઓ અને વિવિધ પ્રકારની એન્ટીબેક્ટેરિયલ દવાઓ વિકસાવી રહ્યા છે.

જીવંત રચનાઓ અને નિર્જીવ વચ્ચેનો તફાવત. જીવંત વસ્તુઓના ગુણધર્મો

બાયોલોજી - એક વિજ્ઞાન જે જીવંત પ્રણાલીના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરે છે. જો કે, જીવંત પ્રણાલી શું છે તે વ્યાખ્યાયિત કરવું ખૂબ મુશ્કેલ છે. જીવંત અને નિર્જીવ વચ્ચેની રેખા દોરવી એટલી સરળ નથી જેટલી લાગે છે. પ્રશ્નોના જવાબો આપવાનો પ્રયાસ કરો: શું વાયરસ જીવંત છે જ્યારે તેઓ યજમાનના શરીરની બહાર આરામ કરે છે અને ચયાપચયમાંથી પસાર થતા નથી? શું કૃત્રિમ વસ્તુઓ અને મશીનો જીવંત વસ્તુઓના ગુણધર્મોને પ્રદર્શિત કરી શકે છે? કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ્સ વિશે શું? અથવા ભાષાઓ?

આ પ્રશ્નોના જવાબ આપવા માટે, અમે જીવંત પ્રણાલીઓની લાક્ષણિકતાના લઘુત્તમ સમૂહને અલગ કરવાનો પ્રયાસ કરી શકીએ છીએ. તેથી જ વૈજ્ઞાનિકોએ ઘણા માપદંડો સ્થાપિત કર્યા છે જેના દ્વારા સજીવને જીવંત તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

સૌથી મહત્વપૂર્ણ જીવંત વસ્તુઓના લાક્ષણિક ગુણધર્મો (માપદંડ).નીચેના છે:

1. પદાર્થ અને ઊર્જાનું વિનિમયપર્યાવરણ સાથે. ભૌતિકશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, તમામ જીવંત પ્રણાલીઓ છે ખુલ્લા, એટલે કે, તેઓ સતત વિપરીત, પર્યાવરણ સાથે દ્રવ્ય અને ઊર્જા બંનેનું વિનિમય કરે છે બંધબહારની દુનિયાથી સંપૂર્ણપણે અલગ, અને અર્ધ-બંધ, માત્ર ઊર્જાની આપલે, પરંતુ વાંધો નહીં. આપણે પછી જોઈશું કે આ વિનિમય એ જીવનના અસ્તિત્વ માટેની પૂર્વશરત છે.

2. જીવંત પ્રણાલીઓ પર્યાવરણમાંથી મેળવેલા પદાર્થોને એકઠા કરવામાં સક્ષમ છે અને પરિણામે, વૃદ્ધિ.

3. આધુનિક જીવવિજ્ઞાન જીવંત પ્રાણીઓની મૂળભૂત મિલકતને સમાન (અથવા લગભગ સમાન) બનાવવાની ક્ષમતા માને છે. સ્વ-પ્રજનન, એટલે કે, પ્રજનન જ્યારે મૂળ જીવતંત્રના મોટાભાગના ગુણધર્મો જાળવી રાખે છે.

4. સમાન સ્વ-પ્રજનન ખ્યાલ સાથે અસ્પષ્ટ રીતે જોડાયેલું છે આનુવંશિકતા, એટલે કે, સંતાનમાં લક્ષણો અને ગુણધર્મોનું પ્રસારણ.

5. જો કે, આનુવંશિકતા નિરપેક્ષ નથી - જો તમામ પુત્રી જીવોએ તેમના માતાપિતાની બરાબર નકલ કરી હોય, તો પછી કોઈ ઉત્ક્રાંતિ શક્ય નહીં હોય, કારણ કે જીવંત જીવો ક્યારેય બદલાશે નહીં. આ એ હકીકત તરફ દોરી જશે કે પરિસ્થિતિઓમાં કોઈ પણ અચાનક ફેરફાર સાથે તેઓ બધા મૃત્યુ પામશે. પરંતુ જીવન અત્યંત લવચીક છે, અને સજીવ પરિસ્થિતિઓની વિશાળ શ્રેણીને અનુકૂલન કરે છે. આ શક્ય છે આભાર પરિવર્તનશીલતા- હકીકત એ છે કે સજીવોનું સ્વ-પ્રજનન સંપૂર્ણપણે સમાન નથી, તે દરમિયાન, ભૂલો અને વિવિધતા ઊભી થાય છે, જે પસંદગી માટે સામગ્રી હોઈ શકે છે. આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતા વચ્ચે ચોક્કસ સંતુલન છે.

6. પરિવર્તનશીલતા વારસાગત અને બિન-વારસાગત હોઈ શકે છે. વારસાગત પરિવર્તનક્ષમતા, એટલે કે લક્ષણોની નવી વિવિધતાઓનો દેખાવ કે જે વારસાગત અને સંખ્યાબંધ પેઢીઓમાં નિશ્ચિત છે, તે માટે સામગ્રી તરીકે સેવા આપે છે. પ્રાકૃતિક પસંદગી. કોઈપણ પુનઃઉત્પાદન કરતી વસ્તુઓ વચ્ચે કુદરતી પસંદગી શક્ય છે, તે જરૂરી નથી કે જીવંત વસ્તુઓ, જો તેમની વચ્ચે મર્યાદિત સંસાધનો માટે સ્પર્ધા હોય. તે ઑબ્જેક્ટ્સ કે જે, પરિવર્તનશીલતાને લીધે, આપેલ વાતાવરણમાં બિનતરફેણકારી લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરી છે, તેને નકારી કાઢવામાં આવશે, તેથી, લડાઈમાં સ્પર્ધાત્મક લાભ આપતી લાક્ષણિકતાઓ નવી વસ્તુઓમાં વધુ અને વધુ વખત જોવા મળશે. આ કુદરતી પસંદગી છે - ઉત્ક્રાંતિનું સર્જનાત્મક પરિબળ, જેના કારણે પૃથ્વી પર જીવંત જીવોની તમામ વિવિધતા ઊભી થઈ.

7. જીવંત જીવો સક્રિય રીતે બાહ્ય સંકેતોને પ્રતિસાદ આપે છે, મિલકતનું પ્રદર્શન કરે છે ચીડિયાપણું.

8. બાહ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફારોને પ્રતિસાદ આપવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે, જીવંત જીવો સક્ષમ છે અનુકૂલન- નવી પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલન. આ મિલકત, ખાસ કરીને, સજીવોને વિવિધ આપત્તિઓથી બચવા અને નવા પ્રદેશોમાં ફેલાવવાની મંજૂરી આપે છે.

9. અનુકૂલન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે સ્વ-નિયમન, એટલે કે, બદલાતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ સહિત, જીવંત જીવતંત્રમાં ચોક્કસ ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિમાણોની સ્થિરતા જાળવવાની ક્ષમતા. ઉદાહરણ તરીકે, માનવ શરીર સતત તાપમાન, ગ્લુકોઝની સાંદ્રતા અને લોહીમાં અન્ય ઘણા પદાર્થો જાળવી રાખે છે.

10. ધરતીનું જીવન એક મહત્વપૂર્ણ મિલકત છે વિવેકબુદ્ધિ, એટલે કે, નિરંતરતા: તે વ્યક્તિગત વ્યક્તિઓ દ્વારા રજૂ થાય છે, વ્યક્તિઓને વસ્તીમાં, વસ્તીને પ્રજાતિઓમાં, વગેરેમાં જોડવામાં આવે છે, એટલે કે, જીવંત વસ્તુઓના સંગઠનના તમામ સ્તરે અલગ એકમો છે. સ્ટેનિસ્લો લેમની વિજ્ઞાન સાહિત્ય નવલકથા સોલારિસ સમગ્ર ગ્રહને આવરી લેતા વિશાળ જીવંત મહાસાગરનું વર્ણન કરે છે. પરંતુ પૃથ્વી પર આવા કોઈ જીવન સ્વરૂપો નથી.

જીવંત વસ્તુઓની રાસાયણિક રચના

જીવંત સજીવોમાં મોટી સંખ્યામાં રાસાયણિક પદાર્થો, કાર્બનિક અને અકાર્બનિક, પોલિમરીક અને ઓછા પરમાણુ વજનનો સમાવેશ થાય છે. પર્યાવરણમાં હાજર ઘણા રાસાયણિક તત્વો જીવંત પ્રણાલીઓમાં જોવા મળે છે, પરંતુ તેમાંથી માત્ર 20 જ જીવન માટે જરૂરી છે. આ તત્વો કહેવામાં આવે છે બાયોજેનિક.

અકાર્બનિકથી જૈવઓર્ગેનિક પદાર્થોમાં ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયામાં, જૈવિક પ્રણાલીના નિર્માણમાં અમુક રાસાયણિક તત્વોના ઉપયોગ માટેનો આધાર કુદરતી પસંદગી છે. આ પસંદગીના પરિણામે, તમામ જીવંત પ્રણાલીઓનો આધાર ફક્ત છ તત્વો ધરાવે છે: કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર, જેને ઓર્ગેનોજેન્સ કહેવાય છે. શરીરમાં તેમની સામગ્રી 97.4% સુધી પહોંચે છે.

ઓર્ગેનોજેન્સ મુખ્ય રાસાયણિક તત્વો છે જે કાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે: કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન.

રસાયણશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, ઓર્ગેનોજેન તત્વોની કુદરતી પસંદગીને રાસાયણિક બોન્ડ બનાવવાની તેમની ક્ષમતા દ્વારા સમજાવી શકાય છે: એક તરફ, તદ્દન મજબૂત, એટલે કે, ઊર્જા-સઘન, અને બીજી બાજુ, તદ્દન અસ્થિર, જે કરી શકે છે. સરળતાથી હેમોલિસિસ, હેટરોલિસિસ અને ચક્રીય પુનઃવિતરણનો ભોગ બને છે.

નંબર વન ઓર્ગેનોજેન નિઃશંકપણે કાર્બન છે. તેના અણુઓ એકબીજા સાથે અથવા અન્ય તત્વોના અણુઓ સાથે મજબૂત સહસંયોજક બંધન બનાવે છે. આ બોન્ડ એકલ અથવા બહુવિધ હોઈ શકે છે આ 3 બોન્ડને કારણે, કાર્બન ખુલ્લી અથવા બંધ સાંકળો અને ચક્રના સ્વરૂપમાં સંયોજિત અથવા સંચિત સિસ્ટમો બનાવવા માટે સક્ષમ છે.

કાર્બનથી વિપરીત, ઓર્ગેનોજેનિક તત્વો હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન લેબલ બોન્ડ બનાવતા નથી, પરંતુ બાયોઓર્ગેનિક સહિત, કાર્બનિકમાં તેમની હાજરી, બાયોસોલવન્ટ-પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની તેની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. વધુમાં, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન જીવંત પ્રણાલીઓના રેડોક્સ ગુણધર્મોના વાહક છે; તેઓ રેડોક્સ પ્રક્રિયાઓની એકતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

બાકીના ત્રણ ઓર્ગેનોજેન્સ - નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર, તેમજ કેટલાક અન્ય તત્વો - આયર્ન, મેગ્નેશિયમ, જે કાર્બન જેવા ઉત્સેચકોના સક્રિય કેન્દ્રોની રચના કરે છે, તે લેબલ બોન્ડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. ઓર્ગેનોજેન્સની સકારાત્મક મિલકત એ પણ છે કે તેઓ, એક નિયમ તરીકે, સંયોજનો બનાવે છે જે પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય હોય છે અને તેથી શરીરમાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

માનવ શરીરમાં સમાયેલ રાસાયણિક તત્વોના ઘણા વર્ગીકરણ છે. આમ, V.I. વર્નાડસ્કી, જીવંત જીવોમાં સરેરાશ સામગ્રીના આધારે, તત્વોને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરે છે:

1. મેક્રો તત્વો. આ એવા તત્વો છે જેની શરીરમાં સામગ્રી 10 - ²% કરતા વધારે છે. તેમાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ અને ક્લોરિન, પોટેશિયમ અને આયર્નનો સમાવેશ થાય છે. આ કહેવાતા સાર્વત્રિક બાયોજેનિક તત્વો છે જે તમામ જીવોના કોષોમાં હાજર છે.

2. સૂક્ષ્મ તત્વો. આ એવા તત્વો છે કે જેની સામગ્રી શરીરમાં 10 - ² થી 10 - ¹²% સુધીની છે. આમાં આયોડિન, કોપર, આર્સેનિક, ફ્લોરિન, બ્રોમિન, સ્ટ્રોન્ટિયમ, બેરિયમ અને કોબાલ્ટનો સમાવેશ થાય છે. જો કે આ તત્વો સજીવોમાં અત્યંત ઓછી સાંદ્રતામાં સમાયેલ છે (ટકાના હજારમા ભાગ કરતાં વધુ નહીં), તે સામાન્ય જીવન માટે પણ જરૂરી છે. આ બાયોજેનિક છે સૂક્ષ્મ તત્વો. તેમના કાર્યો અને ભૂમિકાઓ ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે. ઘણા સૂક્ષ્મ તત્વો સંખ્યાબંધ ઉત્સેચકો, વિટામિન્સ, શ્વસન રંગદ્રવ્યોનો ભાગ છે, કેટલાક વૃદ્ધિ, વિકાસ દર, પ્રજનન વગેરેને અસર કરે છે.

3. અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ. આ એવા તત્વો છે જેની શરીરમાં સામગ્રી 10-¹²% થી ઓછી છે. આમાં પારો, સોનું, યુરેનિયમ, રેડિયમ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

માનવ જીવન માટે રાસાયણિક તત્વોના મહત્વની ડિગ્રીના આધારે વી.વી. કોવલ્સ્કીએ તેમને ત્રણ જૂથોમાં વહેંચ્યા:

1. બદલી ન શકાય તેવા તત્વો. તેઓ માનવ શરીરમાં સતત હાજર હોય છે અને તેના અકાર્બનિક અને કાર્બનિક સંયોજનોનો ભાગ છે. આ H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V છે. આ તત્વોની સામગ્રીની ઉણપ તરફ દોરી જાય છે. શરીરની સામાન્ય કામગીરીમાં વિક્ષેપ.

2. અશુદ્ધતા તત્વો. આ તત્ત્વો માનવ શરીરમાં સતત હાજર હોય છે, પરંતુ તેમની જૈવિક ભૂમિકા હજી હંમેશા સ્પષ્ટ કરવામાં આવી નથી અથવા નબળી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આ છે Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, As, Ba, Ge, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg , Ce, Se.

3. સૂક્ષ્મ અશુદ્ધતા તત્વો. તેઓ માનવ શરીરમાં જોવા મળે છે, પરંતુ તેમની માત્રાત્મક સામગ્રી અથવા જૈવિક ભૂમિકા વિશે કોઈ માહિતી નથી. આ Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb, વગેરે છે. કોષો અને જીવોના નિર્માણ અને કાર્ય માટે જરૂરી રાસાયણિક તત્વોને બાયોજેનિક કહેવામાં આવે છે.

અકાર્બનિક પદાર્થો અને ઘટકોમાં, મુખ્ય સ્થાન દ્વારા કબજો લેવામાં આવ્યો છે - પાણી.

આયનીય શક્તિ અને pH પર્યાવરણ જાળવવા માટે કે જ્યાં મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ થાય છે, અકાર્બનિક આયનોની ચોક્કસ સાંદ્રતા જરૂરી છે. ચોક્કસ આયનીય શક્તિ અને બફર માધ્યમનું જોડાણ જાળવવા માટે, એકલા ચાર્જ આયનોની ભાગીદારી જરૂરી છે: એમોનિયમ (NH4+); સોડિયમ(Na+); પોટેશિયમ (K+). કેશન્સ વિનિમયક્ષમ નથી; ત્યાં ખાસ મિકેનિઝમ્સ છે જે તેમની વચ્ચે જરૂરી સંતુલન જાળવી રાખે છે.

અકાર્બનિક સંયોજનો:

એમોનિયમ ક્ષાર;

કાર્બોનેટ;

સલ્ફેટ્સ;

ફોસ્ફેટ્સ.

નોનમેટલ્સ:

1. ક્લોરિન (મૂળભૂત). આયનોના સ્વરૂપમાં, તે મીઠું વાતાવરણની રચનામાં ભાગ લે છે, અને કેટલીકવાર તે કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થોનો ભાગ છે.

2. આયોડિન અને તેના સંયોજનો કાર્બનિક સંયોજનો (જીવંત જીવો) ની કેટલીક મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. આયોડિન એ થાઇરોઇડ હોર્મોન્સ (થાઇરોક્સિન) નો ભાગ છે.

3. સેલેનિયમ ડેરિવેટિવ્ઝ. સેલેનોસેસ્ટીન કેટલાક ઉત્સેચકોનો ભાગ છે.

4. સિલિકોન - કોમલાસ્થિ અને અસ્થિબંધનનો ભાગ છે, ઓર્થોસિલિક એસિડ એસ્ટરના સ્વરૂપમાં, પોલિસેકરાઇડ સાંકળોના સ્ટીચિંગમાં ભાગ લે છે.

જીવંત જીવોમાં ઘણા સંયોજનો છે સંકુલ: હીમ સપાટ પેરાફિન પરમાણુ સાથે આયર્નનું સંકુલ છે; cobolamine

મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ મુખ્ય છે ધાતુઓ, આયર્નની ગણતરી કરતા નથી, જૈવિક પ્રણાલીઓમાં સર્વવ્યાપક છે. મેગ્નેશિયમ આયનોની સાંદ્રતા રાઇબોઝોમની અખંડિતતા અને કાર્યને જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે, એટલે કે, પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે.

મેગ્નેશિયમ પણ હરિતદ્રવ્યનો ભાગ છે. કેલ્શિયમ આયનો સ્નાયુ સંકોચન સહિત સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. વણ ઓગળેલા ક્ષાર - સહાયક બંધારણોની રચનામાં ભાગ લે છે:

કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ (હાડકામાં);

કાર્બોનેટ (મોલસ્ક શેલમાં).

4 થી સમયગાળાના મેટલ આયનો એ સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ સંયોજનોનો ભાગ છે - ઉત્સેચકો. કેટલાક પ્રોટીનમાં આયર્ન-સલ્ફર ક્લસ્ટરના સ્વરૂપમાં આયર્ન હોય છે. ઝીંક આયનો નોંધપાત્ર સંખ્યામાં ઉત્સેચકોમાં જોવા મળે છે. મેંગેનીઝ એ થોડી સંખ્યામાં ઉત્સેચકોનો ભાગ છે, પરંતુ બાયોસ્ફિયરમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, પાણીના ફોટોકેમિકલ ઘટાડા દરમિયાન, વાતાવરણમાં ઓક્સિજનના પ્રકાશન અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પરિવહન સાંકળમાં ઇલેક્ટ્રોનનો પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરે છે.

કોબાલ્ટ એ કોબાલામિન્સ (વિટામિન B 12) ના સ્વરૂપમાં ઉત્સેચકોનો એક ભાગ છે.

મોલિબડેનમ એ એન્ઝાઇમ નાઇટ્રોડિનેઝનું આવશ્યક ઘટક છે (જે નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયામાં વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનને એમોનિયામાં ઘટાડાનું ઉત્પ્રેરક કરે છે)

મોટી સંખ્યા કાર્બનિક પદાર્થજીવંત જીવોનો ભાગ: એસિટિક એસિડ; એસીટાલ્ડીહાઇડ; ઇથેનોલ (બાયોકેમિકલ ટ્રાન્સફોર્મેશનના ઉત્પાદનો અને સબસ્ટ્રેટ છે).

જીવંત જીવોના નીચા-પરમાણુ સંયોજનોના મુખ્ય જૂથો:

એમિનો એસિડ એ પ્રોટીનના ઘટકો છે

ન્યુક્લિઆમાઇડ એ ન્યુક્લીક એસિડનો ભાગ છે

મોનો અને ઓલિગોસેકરાઇડ્સ માળખાકીય પેશીઓના ઘટકો છે

લિપિડ્સ કોષની દિવાલોના ઘટકો છે.

અગાઉના લોકો ઉપરાંત, ત્યાં છે:

એન્ઝાઇમ કોફેક્ટર્સ નોંધપાત્ર સંખ્યામાં ઉત્સેચકોના આવશ્યક ઘટકો છે અને રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.

સહઉત્સેચકો કાર્બનિક સંયોજનો છે જે ચોક્કસ એન્ઝાઇમ પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીઓમાં કાર્ય કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે: નિકોટિનોમિડોડાનાઇન ડાયન્યુક્લિએટાઇડ (NAD+). ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્વરૂપમાં, તે કાર્બોનિલ જૂથો માટે આલ્કોહોલ જૂથોનું ઓક્સિડાઇઝર છે, જેનાથી તે ઘટાડનાર એજન્ટ બનાવે છે.

એન્ઝાઇમ કોફેક્ટર્સ જટિલ કાર્બનિક અણુઓ છે જે જટિલ પુરોગામીમાંથી સંશ્લેષિત થાય છે જે ખોરાકના આવશ્યક ઘટકો તરીકે હાજર હોવા જોઈએ.

ઉચ્ચ પ્રાણીઓને પદાર્થોની રચના અને કાર્ય દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે નર્વસ અને અંતઃસ્ત્રાવી પ્રણાલીઓને નિયંત્રિત કરે છે - હોર્મોન્સ અને ચેતાપ્રેષકો. ઉદાહરણ તરીકે, એડ્રેનલ હોર્મોન તણાવપૂર્ણ પરિસ્થિતિ દરમિયાન ગ્લાયકોજેનની ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાને ટ્રિગર કરે છે.

ઘણા છોડ મજબૂત જૈવિક અસરો - આલ્કલોઇડ્સ સાથે જટિલ એમાઇન્સનું સંશ્લેષણ કરે છે.

ટેર્પેન્સ એ છોડના મૂળના સંયોજનો, આવશ્યક તેલ અને રેઝિનનાં ઘટકો છે.

એન્ટિબાયોટિક્સ એ માઇક્રોબાયોલોજીકલ મૂળના પદાર્થો છે, જે વિશિષ્ટ પ્રકારના સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા સ્ત્રાવ થાય છે જે અન્ય સ્પર્ધાત્મક સુક્ષ્મસજીવોના વિકાસને દબાવી દે છે. તેમની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ વૈવિધ્યસભર છે, ઉદાહરણ તરીકે બેક્ટેરિયામાં પ્રોટીનની વૃદ્ધિને ધીમી કરવી.

MKOU"નોવોકાયકેન્ટ માધ્યમિક શાળા"

સાથે. નોવોકાયકેન્ટ

દાગેસ્તાન પ્રજાસત્તાક કાયકેન્ટ જિલ્લો

OGE. કાર્ય 1. “લોકોની વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં વિશ્વના આધુનિક કુદરતી વિજ્ઞાન ચિત્રની રચનામાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા »

(9મા ધોરણના વિદ્યાર્થીઓ માટે)

MKOU "નોવોકાયકેન્ટ માધ્યમિક શાળા"

ઉમાલાટોવા રાવગાનીયાત બાયબુલાટોવના

નોવોકાયકેન્ટ ગામ

સમજૂતી નોંધ

આ સામગ્રી OGE છે. પ્રશ્નો 1. "લોકોની વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં વિશ્વના આધુનિક કુદરતી વિજ્ઞાન ચિત્રની રચનામાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા" ની ભલામણ 9મા ધોરણના વિદ્યાર્થીઓ માટે કરવામાં આવે છે. સામગ્રીમાં એક સાચા જવાબની પસંદગી સાથેના પ્રશ્નોનો સમાવેશ થાય છે. આ સામગ્રીનો ઉપયોગ OGE માટે તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે. કાર્યમાં 12 પ્રશ્નોનો સમાવેશ થાય છે.

કાર્યો:વિદ્યાર્થીઓના જ્ઞાન અને પ્રશ્નનો એક સાચો જવાબ યોગ્ય રીતે પસંદ કરવાની ક્ષમતાનું પરીક્ષણ કરો.

સાધનસામગ્રી: પરીક્ષણો સાથે હેન્ડઆઉટ્સ.

OGE. પ્રશ્નો 1."લોકોની વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં, વિશ્વના આધુનિક કુદરતી વિજ્ઞાન ચિત્રની રચનામાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા »

1.વિજ્ઞાન સજીવોની આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના દાખલાઓનો અભ્યાસ કરે છે

1) આનુવંશિકતા

2) વર્ગીકરણ

3) માનવશાસ્ત્ર

4) બાયોકેમિસ્ટ્રી

3. કયું વિજ્ઞાન માનવ સ્વાસ્થ્ય અને તેને બચાવવાની રીતોનો અભ્યાસ કરે છે?

1) વેલેઓલોજી

2) સ્વચ્છતા

3) દવા

4) શરીરવિજ્ઞાન

5. નીચેનામાંથી કયા વૈજ્ઞાનિકને જિનેટિક્સના વિજ્ઞાનના સ્થાપક ગણવામાં આવે છે?

1) I.I. મેક્નિકોવ

2) એલ. પાશ્ચર

3) જી. મેન્ડેલ

4) સી. ડાર્વિન

7. છોડના કોષનો અભ્યાસ કરવાની મુખ્ય રીત છે

1) અવલોકન

2) માઇક્રોસ્કોપી

3) ઠંડું પાડવું - ચીપિંગ

4) રંગ

9. શરીરમાં પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણની પદ્ધતિ શોધી કાઢવામાં આવી છે

1) એનાટોમિસ્ટ

2) ફિઝિયોલોજિસ્ટ્સ

3) બાયોકેમિસ્ટ

4) ઇકોલોજીસ્ટ

11. પૂર્વધારણા આગળ મૂકવાનો અર્થ છે

1) પ્રાપ્ત ડેટાની વૈજ્ઞાનિક પ્રકૃતિની પુષ્ટિ કરો

2) એક પ્રયોગ કરો

3) અનુમાન લગાવો

4) બદલાતી હકીકતોનો સારાંશ આપો

માહિતીના સ્ત્રોતો:

1.બાયોલોજી. સામાન્ય પેટર્ન. 9મા ધોરણ એસ.જી. મામોન્ટોવ, વી.બી. ઝાખારોવ, એન.આઈ. સોનીન. -એમ.: બસ્ટાર્ડ, 2002, 288 પૃષ્ઠ.

2. જીવવિજ્ઞાન એકીકૃત રાજ્ય પરીક્ષા. વિભાગ "છોડ, મશરૂમ્સ, લિકેન". સિદ્ધાંત, તાલીમ કાર્યો: શૈક્ષણિક માર્ગદર્શિકા / A.A. કિરીલેન્કો-

રોસ્ટોવ એન/એ: લીજન, 2015 - 320 પૃ.

3. OGE 2017. જીવવિજ્ઞાન: વિષયોનું તાલીમ કાર્યો: 9મો ગ્રેડ/

જી.આઈ. લેર્નર.- મોસ્કો: એકસ્મો, 2016.- 272 પૃ.

4. OGE. જીવવિજ્ઞાન: ધોરણ પરીક્ષા વિકલ્પો: O -30 વિકલ્પો / એડ. વિ. રોખલોવા.-એમ.: પબ્લિશિંગ હાઉસ "નેશનલ એજ્યુકેશન", 2017.- 400 પૃષ્ઠ.

વિજ્ઞાન તરીકે જીવવિજ્ઞાન

બાયોલોજી(ગ્રીકમાંથી બાયોસ- જીવન, લોગો- શબ્દ, વિજ્ઞાન) જીવંત પ્રકૃતિ વિશે વિજ્ઞાનનું સંકુલ છે.

જીવવિજ્ઞાનનો વિષય જીવનના તમામ અભિવ્યક્તિઓ છે: જીવંત પ્રાણીઓની રચના અને કાર્યો, તેમની વિવિધતા, ઉત્પત્તિ અને વિકાસ તેમજ પર્યાવરણ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. વિજ્ઞાન તરીકે જીવવિજ્ઞાનનું મુખ્ય કાર્ય જીવંત પ્રકૃતિની તમામ ઘટનાઓનું વૈજ્ઞાનિક ધોરણે અર્થઘટન કરવાનું છે, તે ધ્યાનમાં લેતા કે સમગ્ર જીવતંત્રમાં એવા ગુણધર્મો છે જે તેના ઘટકોથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે.

"બાયોલોજી" શબ્દ જર્મન શરીરરચનાશાસ્ત્રી ટી. રુઝ (1779) અને કે.એફ. બર્ડાચ (1800) ની રચનાઓમાં જોવા મળે છે, પરંતુ માત્ર 1802 માં જ તેનો ઉપયોગ પ્રથમવાર સ્વતંત્ર રીતે જે.બી. લેમાર્ક અને જી.આર. ટ્રેવિરાનસ દ્વારા જીવંત જીવોનો અભ્યાસ કરતા વિજ્ઞાનને દર્શાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. .

જૈવિક વિજ્ઞાન

હાલમાં, જીવવિજ્ઞાનમાં સંખ્યાબંધ વિજ્ઞાનનો સમાવેશ થાય છે જેને નીચેના માપદંડો અનુસાર વ્યવસ્થિત કરી શકાય છે: વિષય અને મુખ્ય સંશોધન પદ્ધતિઓ દ્વારા અને અભ્યાસ કરવામાં આવતા જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના સ્તર દ્વારા. અભ્યાસના વિષય મુજબ, જૈવિક વિજ્ઞાનને બેક્ટેરિયોલોજી, બોટની, વાઈરોલોજી, પ્રાણીશાસ્ત્ર અને માયકોલોજીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

વનસ્પતિશાસ્ત્રએક જૈવિક વિજ્ઞાન છે જે છોડ અને પૃથ્વીના વનસ્પતિ આવરણનો વ્યાપક અભ્યાસ કરે છે. પ્રાણીશાસ્ત્ર- જીવવિજ્ઞાનની શાખા, વિવિધતા, બંધારણ, જીવન પ્રવૃત્તિ, વિતરણ અને પ્રાણીઓના તેમના પર્યાવરણ, તેમના મૂળ અને વિકાસ સાથેના સંબંધનું વિજ્ઞાન. બેક્ટેરિયોલોજી- જૈવિક વિજ્ઞાન જે બેક્ટેરિયાની રચના અને પ્રવૃત્તિ તેમજ પ્રકૃતિમાં તેમની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરે છે. વાઈરોલોજી- જૈવિક વિજ્ઞાન જે વાયરસનો અભ્યાસ કરે છે. માયકોલોજીનો મુખ્ય હેતુ મશરૂમ્સ, તેમની રચના અને જીવનની સુવિધાઓ છે. લિકેનોલોજી- જૈવિક વિજ્ઞાન જે લિકેનનો અભ્યાસ કરે છે. બેક્ટેરિયોલોજી, વાઇરોલોજી અને માયકોલોજીના કેટલાક પાસાઓને ઘણીવાર માઇક્રોબાયોલોજીના ભાગ તરીકે ગણવામાં આવે છે - જીવવિજ્ઞાનની એક શાખા, સૂક્ષ્મજીવોનું વિજ્ઞાન (બેક્ટેરિયા, વાયરસ અને માઇક્રોસ્કોપિક ફૂગ). પ્રણાલીગત અથવા વર્ગીકરણ, એક જૈવિક વિજ્ઞાન છે જે તમામ જીવંત અને લુપ્ત જીવોનું વર્ણન અને જૂથોમાં વર્ગીકરણ કરે છે.

બદલામાં, દરેક સૂચિબદ્ધ જૈવિક વિજ્ઞાનને બાયોકેમિસ્ટ્રી, મોર્ફોલોજી, એનાટોમી, ફિઝિયોલોજી, એમ્બ્રોયોલોજી, જીનેટિક્સ અને સિસ્ટમેટિક્સ (છોડ, પ્રાણીઓ અથવા સુક્ષ્મસજીવો) માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. બાયોકેમિસ્ટ્રીજીવંત પદાર્થોની રાસાયણિક રચનાનું વિજ્ઞાન છે, સજીવમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને તેમની જીવન પ્રવૃત્તિ અંતર્ગત. મોર્ફોલોજી- જૈવિક વિજ્ઞાન જે સજીવોના સ્વરૂપ અને બંધારણ તેમજ તેમના વિકાસના દાખલાઓનો અભ્યાસ કરે છે. વ્યાપક અર્થમાં, તેમાં કોષવિજ્ઞાન, શરીરરચના, હિસ્ટોલોજી અને ગર્ભશાસ્ત્રનો સમાવેશ થાય છે. પ્રાણીઓ અને છોડના મોર્ફોલોજી વચ્ચેનો તફાવત. શરીરરચનાજીવવિજ્ઞાનની એક શાખા છે (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, મોર્ફોલોજી), એક વિજ્ઞાન જે વ્યક્તિગત અંગો, સિસ્ટમો અને સમગ્ર જીવતંત્રની આંતરિક રચના અને આકારનો અભ્યાસ કરે છે. છોડની શરીરરચના વનસ્પતિશાસ્ત્રના ભાગ તરીકે ગણવામાં આવે છે, પ્રાણીની શરીરરચના પ્રાણીશાસ્ત્રના ભાગ તરીકે ગણવામાં આવે છે, અને માનવ શરીરરચના એક અલગ વિજ્ઞાન છે. શરીરવિજ્ઞાન- જૈવિક વિજ્ઞાન કે જે વનસ્પતિ અને પ્રાણી સજીવોની જીવન પ્રક્રિયાઓ, તેમની વ્યક્તિગત સિસ્ટમો, અંગો, પેશીઓ અને કોષોનો અભ્યાસ કરે છે. છોડ, પ્રાણીઓ અને માનવીઓનું શરીરવિજ્ઞાન છે. ગર્ભવિજ્ઞાન (વિકાસાત્મક જીવવિજ્ઞાન)- જીવવિજ્ઞાનની એક શાખા, ગર્ભના વિકાસ સહિત જીવતંત્રના વ્યક્તિગત વિકાસનું વિજ્ઞાન.

ઑબ્જેક્ટ જીનેટિક્સઆનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના નિયમો છે. હાલમાં, તે સૌથી ગતિશીલ રીતે વિકસિત જૈવિક વિજ્ઞાનમાંનું એક છે.

જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના સ્તર અનુસાર, પરમાણુ જીવવિજ્ઞાન, સાયટોલોજી, હિસ્ટોલોજી, ઓર્ગેનોલોજી, સજીવોનું બાયોલોજી અને સુપરઓર્ગેનિઝમલ સિસ્ટમ્સને અલગ પાડવામાં આવે છે. મોલેક્યુલર બાયોલોજી એ જીવવિજ્ઞાનની સૌથી નાની શાખાઓમાંની એક છે, એક વિજ્ઞાન જે અભ્યાસ કરે છે, ખાસ કરીને, વારસાગત માહિતી અને પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણની સંસ્થા. સાયટોલોજી, અથવા સેલ બાયોલોજી, એક જૈવિક વિજ્ઞાન છે, જેનો અભ્યાસ કરવાનો હેતુ એકકોષીય અને બહુકોષીય સજીવોના કોષો છે. હિસ્ટોલોજી- જૈવિક વિજ્ઞાન, મોર્ફોલોજીની એક શાખા, જેનો હેતુ છોડ અને પ્રાણીઓના પેશીઓની રચના છે. ઓર્ગેનોલોજીના ક્ષેત્રમાં વિવિધ અવયવો અને તેમની પ્રણાલીઓના મોર્ફોલોજી, એનાટોમી અને ફિઝિયોલોજીનો સમાવેશ થાય છે.

ઓર્ગેનિઝમલ બાયોલોજીમાં તમામ વિજ્ઞાનનો સમાવેશ થાય છે જે જીવંત સજીવો સાથે વ્યવહાર કરે છે, દા.ત. નૈતિકશાસ્ત્ર- જીવોના વર્તનનું વિજ્ઞાન.

સુપ્રાઓર્ગેનિઝમલ સિસ્ટમ્સના જીવવિજ્ઞાનને જૈવ ભૂગોળ અને ઇકોલોજીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. જીવંત જીવોના વિતરણનો અભ્યાસ કરે છે જીવભૂગોળ, જ્યારે ઇકોલોજી- વિવિધ સ્તરે સુપ્રાઓર્ગેનિઝમલ સિસ્ટમ્સનું સંગઠન અને કાર્ય: વસ્તી, બાયોસેનોસિસ (સમુદાય), બાયોજિયોસેનોસિસ (ઇકોસિસ્ટમ્સ) અને બાયોસ્ફિયર.

પ્રવર્તમાન સંશોધન પદ્ધતિઓ અનુસાર, અમે વર્ણનાત્મક (ઉદાહરણ તરીકે, મોર્ફોલોજી), પ્રાયોગિક (ઉદાહરણ તરીકે, શરીરવિજ્ઞાન) અને સૈદ્ધાંતિક જીવવિજ્ઞાનને અલગ પાડી શકીએ છીએ.

તેની સંસ્થાના વિવિધ સ્તરો પર જીવંત પ્રકૃતિની રચના, કાર્ય અને વિકાસની પેટર્નને ઓળખવી અને સમજાવવી એ એક કાર્ય છે. સામાન્ય જીવવિજ્ઞાન. તેમાં બાયોકેમિસ્ટ્રી, મોલેક્યુલર બાયોલોજી, સાયટોલોજી, એમ્બ્રીોલોજી, જીનેટિક્સ, ઇકોલોજી, ઇવોલ્યુશનરી સાયન્સ અને એન્થ્રોપોલોજીનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્ક્રાંતિ સિદ્ધાંતજીવંત જીવોના ઉત્ક્રાંતિના કારણો, પ્રેરક દળો, મિકેનિઝમ્સ અને સામાન્ય પેટર્નનો અભ્યાસ કરે છે. તેનો એક વિભાગ છે પેલિયોન્ટોલોજી- એક વિજ્ઞાન જેનો વિષય જીવંત જીવોના અવશેષો છે. માનવશાસ્ત્ર- સામાન્ય જીવવિજ્ઞાનનો એક વિભાગ, જૈવિક પ્રજાતિ તરીકે મનુષ્યની ઉત્પત્તિ અને વિકાસનું વિજ્ઞાન, તેમજ આધુનિક માનવ વસ્તીની વિવિધતા અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દાખલાઓ.

બાયોટેકનોલોજી, સંવર્ધન અને અન્ય ઝડપથી વિકસતા વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં જીવવિજ્ઞાનના પ્રયોજિત પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે. બાયોટેકનોલોજીજૈવિક વિજ્ઞાન છે જે ઉત્પાદનમાં જીવંત સજીવો અને જૈવિક પ્રક્રિયાઓના ઉપયોગનો અભ્યાસ કરે છે. તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ ખોરાકમાં (બેકિંગ, ચીઝ બનાવવા, ઉકાળવા વગેરે) અને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગો (એન્ટીબાયોટીક્સ, વિટામિન્સનું ઉત્પાદન), પાણી શુદ્ધિકરણ વગેરે માટે થાય છે. પસંદગી- ઘરેલું પ્રાણીઓની જાતિઓ, ઉગાડવામાં આવેલા છોડની જાતો અને મનુષ્યો માટે જરૂરી ગુણધર્મો ધરાવતા સુક્ષ્મસજીવોની જાતો બનાવવા માટેની પદ્ધતિઓનું વિજ્ઞાન. પસંદગી એ સજીવોને બદલવાની પ્રક્રિયા તરીકે પણ સમજવામાં આવે છે, જે મનુષ્ય દ્વારા તેમની જરૂરિયાતો માટે હાથ ધરવામાં આવે છે.

જીવવિજ્ઞાનની પ્રગતિ અન્ય કુદરતી અને ચોક્કસ વિજ્ઞાનની સફળતાઓ સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલી છે, જેમ કે ભૌતિકશાસ્ત્ર, રસાયણશાસ્ત્ર, ગણિત, કોમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન વગેરે. ઉદાહરણ તરીકે, માઇક્રોસ્કોપી, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ), ટોમોગ્રાફી અને જીવવિજ્ઞાનની અન્ય પદ્ધતિઓ ભૌતિકશાસ્ત્ર પર આધારિત છે. કાયદાઓ, અને જૈવિક અણુઓ અને જીવંત પ્રણાલીઓમાં થતી પ્રક્રિયાઓની રચનાનો અભ્યાસ રાસાયણિક અને ભૌતિક પદ્ધતિઓના ઉપયોગ વિના અશક્ય હશે. ગાણિતિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ એક તરફ, વસ્તુઓ અથવા ઘટનાઓ વચ્ચે કુદરતી જોડાણની હાજરીને ઓળખવા માટે, પ્રાપ્ત પરિણામોની વિશ્વસનીયતાની પુષ્ટિ કરવા માટે અને બીજી તરફ, ઘટના અથવા પ્રક્રિયાનું મોડેલ બનાવવા માટે શક્ય બનાવે છે. તાજેતરમાં, કોમ્પ્યુટર પદ્ધતિઓ, જેમ કે મોડેલિંગ, જીવવિજ્ઞાનમાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની છે. જીવવિજ્ઞાન અને અન્ય વિજ્ઞાનના આંતરછેદ પર, સંખ્યાબંધ નવા વિજ્ઞાન ઉભા થયા, જેમ કે બાયોફિઝિક્સ, બાયોકેમિસ્ટ્રી, બાયોનિક્સ વગેરે.

જીવવિજ્ઞાનની સિદ્ધિઓ

જીવવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટનાઓ, જેણે તેના આગળના વિકાસના સમગ્ર અભ્યાસક્રમને પ્રભાવિત કર્યો, તે છે: ડીએનએના પરમાણુ માળખાની સ્થાપના અને જીવંત પદાર્થોમાં માહિતીના પ્રસારણમાં તેની ભૂમિકા (એફ. ક્રિક, જે. વોટસન, એમ. વિલ્કિન્સ); આનુવંશિક કોડને સમજાવવું (આર. હોલી, એચ. જી. કોરાના, એમ. નિરેનબર્ગ); જનીન માળખું અને પ્રોટીન સંશ્લેષણના આનુવંશિક નિયમનની શોધ (A. M. Lvov, F. Jacob, J. L. Monod, વગેરે); કોષ સિદ્ધાંતની રચના (એમ. સ્લેઇડન, ટી. શ્વાન, આર. વિર્ચો, કે. બેર); આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના દાખલાઓનો અભ્યાસ (G. Mendel, H. de Vries, T. Morgan, etc.); આધુનિક પદ્ધતિસરના સિદ્ધાંતો (સી. લિનીયસ), ઉત્ક્રાંતિ સિદ્ધાંત (સી. ડાર્વિન) અને બાયોસ્ફિયરના સિદ્ધાંત (વી. આઇ. વર્નાડસ્કી) ની રચના.

"પાગલ ગાય રોગ" (પ્રિઓન્સ).

હ્યુમન જીનોમ પ્રોગ્રામ પર કામ, જે એક સાથે અનેક દેશોમાં હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું અને આ સદીની શરૂઆતમાં પૂર્ણ થયું હતું, અમને એ સમજણ તરફ દોરી ગયું કે મનુષ્યમાં લગભગ 25-30 હજાર જનીનો છે, પરંતુ આપણા મોટાભાગના ડીએનએમાંથી માહિતી ક્યારેય વાંચવામાં આવતી નથી. , કારણ કે તેમાં વિશાળ સંખ્યામાં પ્રદેશો અને જીન્સ એન્કોડિંગ લક્ષણો છે જે માનવો માટે મહત્વ ગુમાવી ચૂક્યા છે (પૂંછડી, શરીરના વાળ, વગેરે). વધુમાં, વંશપરંપરાગત રોગોના વિકાસ માટે જવાબદાર સંખ્યાબંધ જનીનો, તેમજ દવાના લક્ષ્યાંક જનીનોને સમજવામાં આવ્યા છે. જો કે, આ પ્રોગ્રામના અમલીકરણ દરમિયાન મેળવેલા પરિણામોની વ્યવહારિક એપ્લિકેશન ત્યાં સુધી મુલતવી રાખવામાં આવે છે જ્યાં સુધી નોંધપાત્ર સંખ્યામાં લોકોના જીનોમ્સ ડિસિફર કરવામાં ન આવે, અને પછી તે સ્પષ્ટ થશે કે તેમના તફાવતો શું છે. આ ધ્યેયો ENCODE પ્રોગ્રામના અમલીકરણ પર કામ કરતી વિશ્વભરની અગ્રણી પ્રયોગશાળાઓ માટે નિર્ધારિત કરવામાં આવ્યા છે.

જૈવિક સંશોધન એ દવા, ફાર્મસીનો પાયો છે અને તેનો વ્યાપકપણે કૃષિ અને વનસંવર્ધન, ખાદ્ય ઉદ્યોગ અને માનવ પ્રવૃત્તિની અન્ય શાખાઓમાં ઉપયોગ થાય છે.

તે જાણીતું છે કે ફક્ત 1950 ના દાયકાની "હરિયાળી ક્રાંતિ" એ નવી વનસ્પતિ જાતો અને અદ્યતન તકનીકોની રજૂઆત દ્વારા પૃથ્વીની ઝડપથી વિકસતી વસ્તીને ખોરાક અને પશુધનને ખોરાક સાથે પ્રદાન કરવાની સમસ્યાને ઓછામાં ઓછું આંશિક રીતે હલ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. તેમની ખેતી. એ હકીકતને કારણે કે કૃષિ પાકોના આનુવંશિક રીતે પ્રોગ્રામ કરેલા ગુણધર્મો પહેલેથી જ લગભગ ખતમ થઈ ગયા છે, ખોરાકની સમસ્યાનો વધુ ઉકેલ ઉત્પાદનમાં આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સજીવોના વ્યાપક પરિચય સાથે સંકળાયેલ છે.

ચીઝ, દહીં, સોસેજ, બેકડ સામાન વગેરે જેવા ઘણા ખાદ્ય ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન પણ બેક્ટેરિયા અને ફૂગના ઉપયોગ વિના અશક્ય છે, જે બાયોટેકનોલોજીનો વિષય છે.

પેથોજેન્સની પ્રકૃતિના જ્ઞાન, ઘણા રોગોની પ્રક્રિયાઓ, રોગપ્રતિકારક શક્તિની પદ્ધતિઓ, આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના કારણે મૃત્યુદરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો અને શીતળા જેવા અસંખ્ય રોગોને સંપૂર્ણપણે નાબૂદ કરવાનું શક્ય બન્યું છે. જૈવિક વિજ્ઞાનની નવીનતમ સિદ્ધિઓની મદદથી માનવ પ્રજનનની સમસ્યા પણ હલ થઈ રહી છે.

આધુનિક દવાઓનો નોંધપાત્ર ભાગ કુદરતી કાચા માલના આધારે બનાવવામાં આવે છે, તેમજ આનુવંશિક ઇજનેરીની સફળતાઓને આભારી છે, જેમ કે, ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્સ્યુલિન, જે ડાયાબિટીસના દર્દીઓ માટે જરૂરી છે, તે મુખ્યત્વે બેક્ટેરિયા દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. અનુરૂપ જનીન સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યું છે.

પર્યાવરણ અને જીવંત જીવોની વિવિધતાને જાળવવા માટે જૈવિક સંશોધન ઓછું મહત્વનું નથી, જેના લુપ્ત થવાનો ભય માનવતાના અસ્તિત્વ પર પ્રશ્ન ઊભો કરે છે.

જીવવિજ્ઞાનની સિદ્ધિઓમાં સૌથી મોટું મહત્વ એ હકીકત છે કે તેઓ કોમ્પ્યુટર ટેક્નોલોજીમાં ન્યુરલ નેટવર્ક અને આનુવંશિક કોડના નિર્માણ માટે પણ આધાર બનાવે છે, અને આર્કિટેક્ચર અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. કોઈ શંકા વિના, 21મી સદી એ જીવવિજ્ઞાનની સદી છે.

જીવંત પ્રકૃતિના જ્ઞાનની પદ્ધતિઓ

અન્ય કોઈપણ વિજ્ઞાનની જેમ, જીવવિજ્ઞાન પાસે પદ્ધતિઓનું પોતાનું શસ્ત્રાગાર છે. અન્ય ક્ષેત્રોમાં વપરાતી સમજશક્તિની વૈજ્ઞાનિક પદ્ધતિ ઉપરાંત, જીવવિજ્ઞાનમાં ઐતિહાસિક, તુલનાત્મક-વર્ણનાત્મક વગેરે પદ્ધતિઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

સમજશક્તિની વૈજ્ઞાનિક પદ્ધતિમાં અવલોકન, પૂર્વધારણાઓની રચના, પ્રયોગ, મોડેલિંગ, પરિણામોનું વિશ્લેષણ અને સામાન્ય પેટર્નની વ્યુત્પત્તિનો સમાવેશ થાય છે.

અવલોકન- આ પ્રવૃત્તિના કાર્ય દ્વારા નિર્ધારિત ઇન્દ્રિયો અથવા સાધનોનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થો અને ઘટનાઓની હેતુપૂર્ણ દ્રષ્ટિ છે. વૈજ્ઞાનિક અવલોકન માટેની મુખ્ય શરત તેની નિરપેક્ષતા છે, એટલે કે, પુનરાવર્તિત અવલોકન અથવા અન્ય સંશોધન પદ્ધતિઓ, જેમ કે પ્રયોગના ઉપયોગ દ્વારા મેળવેલા ડેટાને ચકાસવાની ક્ષમતા. અવલોકનના પરિણામ સ્વરૂપે પ્રાપ્ત હકીકત કહેવામાં આવે છે ડેટા. તેઓ જેવા હોઈ શકે છે ઉચ્ચ ગુણવત્તા(ગંધ, સ્વાદ, રંગ, આકાર, વગેરેનું વર્ણન), અને માત્રાત્મક, અને માત્રાત્મક ડેટા ગુણાત્મક ડેટા કરતાં વધુ સચોટ છે.

નિરીક્ષણ ડેટાના આધારે, તે ઘડવામાં આવે છે પૂર્વધારણા- ઘટનાના કુદરતી જોડાણ વિશે અનુમાનિત ચુકાદો. પૂર્વધારણાને શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગોમાં ચકાસવામાં આવે છે. એક પ્રયોગતેને વૈજ્ઞાનિક રીતે હાથ ધરવામાં આવેલ પ્રયોગ કહેવામાં આવે છે, નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં અભ્યાસ કરવામાં આવતી ઘટનાનું અવલોકન, આપેલ વસ્તુ અથવા ઘટનાની લાક્ષણિકતાઓને ઓળખવા માટે પરવાનગી આપે છે. પ્રયોગનું સર્વોચ્ચ સ્વરૂપ છે મોડેલિંગ- કોઈપણ અસાધારણ ઘટના, પ્રક્રિયાઓ અથવા ઑબ્જેક્ટની પ્રણાલીઓનું નિર્માણ અને તેમના મોડલનો અભ્યાસ કરીને અભ્યાસ. આવશ્યકપણે, આ જ્ઞાનના સિદ્ધાંતની મુખ્ય શ્રેણીઓમાંની એક છે: વૈજ્ઞાનિક સંશોધનની કોઈપણ પદ્ધતિ, સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક બંને, મોડેલિંગના વિચાર પર આધારિત છે.

પ્રાયોગિક અને સિમ્યુલેશન પરિણામો કાળજીપૂર્વક વિશ્લેષણને પાત્ર છે. વિશ્લેષણઓબ્જેક્ટને તેના ઘટક ભાગોમાં વિઘટન કરીને અથવા તાર્કિક અમૂર્તતા દ્વારા માનસિક રીતે વિભાજિત કરીને વૈજ્ઞાનિક સંશોધનની પદ્ધતિ કહેવાય છે. વિશ્લેષણ સંશ્લેષણ સાથે અસ્પષ્ટ રીતે જોડાયેલું છે. સંશ્લેષણવિષયને તેની અખંડિતતામાં, તેના ભાગોની એકતા અને આંતર જોડાણમાં અભ્યાસ કરવાની એક પદ્ધતિ છે. વિશ્લેષણ અને સંશ્લેષણના પરિણામે, સૌથી સફળ સંશોધન પૂર્વધારણા બની જાય છે કાર્યકારી પૂર્વધારણા, અને જો તે તેને રદિયો આપવાના પ્રયત્નોનો સામનો કરી શકે છે અને હજુ પણ સફળતાપૂર્વક અગાઉ ન સમજાય તેવા તથ્યો અને સંબંધોની આગાહી કરે છે, તો તે એક સિદ્ધાંત બની શકે છે.

હેઠળ સિદ્ધાંતવૈજ્ઞાનિક જ્ઞાનના એક સ્વરૂપને સમજો જે વાસ્તવિકતાના દાખલાઓ અને આવશ્યક જોડાણોનો સર્વગ્રાહી વિચાર આપે છે. વૈજ્ઞાનિક સંશોધનની સામાન્ય દિશા અનુમાનિતતાના ઉચ્ચ સ્તરો હાંસલ કરવાની છે. જો કોઈ તથ્યો સિદ્ધાંતને બદલી શકતા નથી, અને તેમાંથી વિચલનો જે થાય છે તે નિયમિત અને અનુમાનિત હોય છે, તો તેને ક્રમમાં ઉન્નત કરી શકાય છે. કાયદો- જરૂરી, આવશ્યક, સ્થિર, પ્રકૃતિની ઘટનાઓ વચ્ચે પુનરાવર્તિત સંબંધ.

જેમ જેમ જ્ઞાનનો મુખ્ય ભાગ વધે છે અને સંશોધન પદ્ધતિઓ સુધરે છે, તેમ તેમ પૂર્વધારણાઓ અને સુસ્થાપિત સિદ્ધાંતોને પડકારી શકાય છે, સંશોધિત કરી શકાય છે અને નકારી પણ શકાય છે, કારણ કે વૈજ્ઞાનિક જ્ઞાન પોતે જ ગતિશીલ છે અને સતત નિર્ણાયક પુનઃઅર્થઘટનને આધીન છે.

ઐતિહાસિક પદ્ધતિસજીવોના દેખાવ અને વિકાસના દાખલાઓ, તેમની રચના અને કાર્યની રચના દર્શાવે છે. અસંખ્ય કેસોમાં, આ પદ્ધતિની મદદથી, પૂર્વધારણાઓ અને સિદ્ધાંતો કે જેને અગાઉ ખોટા માનવામાં આવતા હતા તે નવું જીવન મેળવે છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, પર્યાવરણીય પ્રભાવોના પ્રતિભાવમાં પ્લાન્ટમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની પ્રકૃતિ વિશે ચાર્લ્સ ડાર્વિનની ધારણાઓ સાથે થયું.

તુલનાત્મક-વર્ણનાત્મક પદ્ધતિસંશોધન પદાર્થોના એનાટોમિક અને મોર્ફોલોજિકલ વિશ્લેષણ માટે પ્રદાન કરે છે. તે સજીવોનું વર્ગીકરણ, જીવનના વિવિધ સ્વરૂપોના ઉદભવ અને વિકાસના દાખલાઓને ઓળખે છે.

મોનીટરીંગઅભ્યાસ હેઠળની ઑબ્જેક્ટની સ્થિતિમાં, ખાસ કરીને બાયોસ્ફિયરમાં ફેરફારોનું અવલોકન, મૂલ્યાંકન અને આગાહી કરવા માટેની પગલાંની સિસ્ટમ છે.

અવલોકનો અને પ્રયોગો હાથ ધરવા માટે ઘણીવાર ખાસ સાધનોનો ઉપયોગ કરવો પડે છે, જેમ કે માઇક્રોસ્કોપ, સેન્ટ્રીફ્યુજ, સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર વગેરે.

માઈક્રોસ્કોપીનો વ્યાપકપણે પ્રાણીશાસ્ત્ર, વનસ્પતિશાસ્ત્ર, માનવ શરીરરચના, હિસ્ટોલોજી, સાયટોલોજી, જીનેટિક્સ, એમ્બ્રીઓલોજી, પેલેઓન્ટોલોજી, ઇકોલોજી અને બાયોલોજીની અન્ય શાખાઓમાં ઉપયોગ થાય છે. તે તમને પ્રકાશ, ઇલેક્ટ્રોન, એક્સ-રે અને અન્ય પ્રકારના માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને વસ્તુઓની સુંદર રચનાનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપ ઉપકરણ. પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપમાં ઓપ્ટિકલ અને યાંત્રિક ભાગોનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમમાં આઈપીસ, ઉદ્દેશ્યો અને અરીસાનો સમાવેશ થાય છે, અને બીજામાં ટ્યુબ, ત્રપાઈ, આધાર, સ્ટેજ અને સ્ક્રૂનો સમાવેશ થાય છે.

માઇક્રોસ્કોપનું કુલ વિસ્તરણ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

લેન્સ મેગ્નિફિકેશન $×$ આઈપીસ મેગ્નિફિકેશન $-$ માઈક્રોસ્કોપ મેગ્નિફિકેશન.

ઉદાહરણ તરીકે, જો લેન્સ ઑબ્જેક્ટને $8$ ગણો અને આઈપીસને $7$ વડે મોટું કરે છે, તો માઇક્રોસ્કોપનું કુલ વિસ્તરણ $56$ છે.

વિભેદક સેન્ટ્રીફ્યુગેશન, અથવા અપૂર્ણાંકતમને કેન્દ્રત્યાગી બળના પ્રભાવ હેઠળ તેમના કદ અને ઘનતા અનુસાર કણોને અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેનો ઉપયોગ જૈવિક અણુઓ અને કોષોની રચનાના અભ્યાસમાં સક્રિયપણે થાય છે.

જૈવિક પદ્ધતિઓનું શસ્ત્રાગાર સતત અપડેટ કરવામાં આવે છે, અને હાલમાં તેને સંપૂર્ણપણે આવરી લેવાનું લગભગ અશક્ય છે. તેથી, વ્યક્તિગત જૈવિક વિજ્ઞાનમાં વપરાતી કેટલીક પદ્ધતિઓની નીચે ચર્ચા કરવામાં આવશે.

વિશ્વના આધુનિક કુદરતી વિજ્ઞાન ચિત્રની રચનામાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા

તેની રચનાના તબક્કે, જીવવિજ્ઞાન અન્ય પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાનથી અલગ અસ્તિત્વમાં ન હતું અને તે માત્ર પ્રાણી અને વનસ્પતિ જગતના પ્રતિનિધિઓના અવલોકન, અભ્યાસ, વર્ણન અને વર્ગીકરણ પૂરતું મર્યાદિત હતું, એટલે કે તે વર્ણનાત્મક વિજ્ઞાન હતું. જો કે, આનાથી પ્રાચીન પ્રકૃતિવાદીઓ હિપ્પોક્રેટ્સ (સી. 460-377 બીસી), એરિસ્ટોટલ (384-322 બીસી) અને થિયોફ્રાસ્ટસ (વાસ્તવિક નામ તીર્થમ, 372-287 બીસી) ના વિકાસમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપવા માટે રોકાયા નથી માનવ શરીર અને પ્રાણીઓની રચના, તેમજ પ્રાણીઓ અને છોડની જૈવિક વિવિધતા વિશેના વિચારો, ત્યાં માનવ શરીરરચના અને શરીરવિજ્ઞાન, પ્રાણીશાસ્ત્ર અને વનસ્પતિશાસ્ત્રનો પાયો નાખે છે.

જીવંત પ્રકૃતિ વિશેના જ્ઞાનનું ઊંડુંકરણ અને અગાઉ સંચિત તથ્યોનું વ્યવસ્થિતકરણ, જે 16મી-18મી સદીમાં થયું હતું, તે દ્વિસંગી નામકરણની રજૂઆત અને છોડ (સી. લિનીયસ) અને પ્રાણીઓ (જે. બી. લેમાર્ક)ના સુમેળભર્યા વર્ગીકરણની રચનામાં પરિણમ્યું હતું. ).

સમાન મોર્ફોલોજિકલ લાક્ષણિકતાઓ સાથે નોંધપાત્ર સંખ્યામાં પ્રજાતિઓનું વર્ણન, તેમજ પેલેઓન્ટોલોજીકલ શોધ, પ્રજાતિઓની ઉત્પત્તિ અને કાર્બનિક વિશ્વના ઐતિહાસિક વિકાસના માર્ગો વિશેના વિચારોના વિકાસ માટે પૂર્વજરૂરીયાતો બની ગઈ છે. આમ, 17મી-19મી સદીઓમાં એફ. રેડી, એલ. સ્પેલાન્ઝાની અને એલ. પાશ્ચરના પ્રયોગોએ એરિસ્ટોટલ દ્વારા આગળ મૂકવામાં આવેલી અને મધ્ય યુગમાં પ્રચલિત સ્વયંસ્ફુરિત પેઢીની પૂર્વધારણા અને એ. આઈ. ઓપરિન દ્વારા બાયોકેમિકલ ઉત્ક્રાંતિના સિદ્ધાંતને રદિયો આપ્યો હતો. જે. હલ્ડેન, એસ. મિલર અને જી. યુરી દ્વારા તેજસ્વી રીતે પુષ્ટિ, અમને તમામ જીવંત વસ્તુઓની ઉત્પત્તિ વિશેના પ્રશ્નનો જવાબ આપવાની મંજૂરી આપી.

જો નિર્જીવ ઘટકોમાંથી જીવંત વસ્તુઓના ઉદભવની પ્રક્રિયા અને તેના પોતાનામાં ઉત્ક્રાંતિ હવે શંકાઓ ઊભી કરતી નથી, તો પછી કાર્બનિક વિશ્વના ઐતિહાસિક વિકાસની પદ્ધતિઓ, માર્ગો અને દિશાઓ હજુ પણ સંપૂર્ણ રીતે સમજી શક્યા નથી, કારણ કે બેમાંથી એક પણ નથી. ઉત્ક્રાંતિના મુખ્ય સ્પર્ધાત્મક સિદ્ધાંતો (સી. ડાર્વિનના સિદ્ધાંતના આધારે ઉત્ક્રાંતિનો સિન્થેટીક સિદ્ધાંત અને જે. બી. લેમાર્કના સિદ્ધાંત) હજુ પણ વ્યાપક પુરાવા આપી શકતા નથી.

માઇક્રોસ્કોપી અને સંબંધિત વિજ્ઞાનની અન્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ, અન્ય પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં પ્રગતિ તેમજ પ્રાયોગિક પ્રેક્ટિસની રજૂઆતને કારણે, જર્મન વૈજ્ઞાનિકો ટી. શ્વાન અને એમ. સ્લેઇડનને કોષ સિદ્ધાંત ઘડવાની મંજૂરી આપી. 19મી સદી, પાછળથી આર. વિર્ચો અને કે. બેર દ્વારા પૂરક. તે જીવવિજ્ઞાનમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સામાન્યીકરણ બન્યું, જેણે કાર્બનિક વિશ્વની એકતા વિશેના આધુનિક વિચારોનો પાયો બનાવ્યો.

ચેક સાધુ જી. મેન્ડેલ દ્વારા વારસાગત માહિતીના પ્રસારણના દાખલાની શોધે 20મી-21મી સદીમાં જીવવિજ્ઞાનના વધુ ઝડપી વિકાસ માટે પ્રોત્સાહન તરીકે સેવા આપી હતી અને માત્ર આનુવંશિકતાના સાર્વત્રિક વાહક - ડીએનએની શોધ તરફ દોરી જતી નથી, પરંતુ આનુવંશિક કોડ, તેમજ વંશપરંપરાગત માહિતીના નિયંત્રણ, વાંચન અને પરિવર્તનશીલતાની મૂળભૂત પદ્ધતિઓ.

પર્યાવરણ વિશેના વિચારોના વિકાસથી ઇકોલોજી જેવા વિજ્ઞાનનો ઉદભવ થયો અને તેની રચના બાયોસ્ફિયર વિશે ઉપદેશોએકબીજા સાથે જોડાયેલા વિશાળ જૈવિક સંકુલોની એક જટિલ બહુ-ઘટક ગ્રહોની પ્રણાલી તરીકે, તેમજ પૃથ્વી પર થતી રાસાયણિક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ (V.I. Vernadsky), જે આખરે માનવ આર્થિક પ્રવૃત્તિના નકારાત્મક પરિણામોને ઓછામાં ઓછા થોડા અંશે ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે.

આમ, વિશ્વના આધુનિક કુદરતી વિજ્ઞાન ચિત્રની રચનામાં જીવવિજ્ઞાને મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી.

સ્તરનું સંગઠન અને ઉત્ક્રાંતિ. જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના મુખ્ય સ્તરો: સેલ્યુલર, સજીવ, વસ્તી-પ્રજાતિ, બાયોજીઓસેનોટિક, બાયોસ્ફિયર. જૈવિક પ્રણાલીઓ. જૈવિક પ્રણાલીઓની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ: સેલ્યુલર માળખું, રાસાયણિક રચનાના લક્ષણો, ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ, હોમિયોસ્ટેસિસ, ચીડિયાપણું, હલનચલન, વૃદ્ધિ અને વિકાસ, પ્રજનન, ઉત્ક્રાંતિ

સ્તરનું સંગઠન અને ઉત્ક્રાંતિ

જીવંત પ્રકૃતિ એ સ્ફટિકની જેમ એક સમાન રચના નથી, તે તેના ઘટક પદાર્થોની અનંત વિવિધતા દ્વારા રજૂ થાય છે (એકલા સજીવોની લગભગ 2 મિલિયન પ્રજાતિઓ હાલમાં વર્ણવવામાં આવી છે). તે જ સમયે, આ વિવિધતા તેમાં શાસન કરતી અરાજકતાનો પુરાવો નથી, કારણ કે સજીવોમાં કોષીય માળખું હોય છે, સમાન જાતિના સજીવો વસ્તી બનાવે છે, જમીન અથવા પાણીના એક ટુકડા પર રહેતી તમામ વસ્તી સમુદાયો બનાવે છે, અને શરીર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. નિર્જીવ પ્રકૃતિના તેઓ બાયોજીઓસેનોઝ બનાવે છે, બદલામાં બાયોસ્ફિયર બનાવે છે.

આમ, જીવંત પ્રકૃતિ એ એક સિસ્ટમ છે જેના ઘટકોને કડક ક્રમમાં ગોઠવી શકાય છે: નીચલાથી ઉચ્ચ. સંસ્થાના આ સિદ્ધાંત વ્યક્તિને અલગ પાડવાનું શક્ય બનાવે છે સ્તરઅને કુદરતી ઘટના તરીકે જીવનની વ્યાપક સમજ આપે છે. સંસ્થાના દરેક સ્તરે, પ્રાથમિક એકમ અને પ્રાથમિક ઘટના નક્કી કરવામાં આવે છે. તરીકે પ્રાથમિક એકમએક માળખું અથવા ઑબ્જેક્ટને ધ્યાનમાં લો, જેમાં ફેરફારો જીવનની જાળવણી અને વિકાસની પ્રક્રિયામાં અનુરૂપ સ્તરના ચોક્કસ યોગદાનની રચના કરે છે, જ્યારે આ ફેરફાર પોતે જ એક પ્રાથમિક ઘટના.

આવા બહુ-સ્તરીય માળખાની રચના તરત જ થઈ શકતી નથી - આ અબજો વર્ષોના ઐતિહાસિક વિકાસનું પરિણામ છે, જે દરમિયાન જીવન સ્વરૂપોની પ્રગતિશીલ ગૂંચવણ હતી: કાર્બનિક અણુઓના સંકુલથી કોષો સુધી, કોષોથી સજીવો સુધી, વગેરે. એકવાર રચના થઈ ગયા પછી, આ માળખું એક જટિલ નિયમનકારી પ્રણાલીને કારણે તેનું અસ્તિત્વ જાળવી રાખે છે અને વિકાસ કરવાનું ચાલુ રાખે છે, અને જીવંત પદાર્થોના સંગઠનના દરેક સ્તરે, અનુરૂપ ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન થાય છે.

જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના મુખ્ય સ્તરો: સેલ્યુલર, સજીવ, વસ્તી-પ્રજાતિ, બાયોજીઓસેનોટિક, બાયોસ્ફિયર

હાલમાં, જીવંત પદાર્થોના સંગઠનના ઘણા મુખ્ય સ્તરો છે: સેલ્યુલર, સજીવ, વસ્તી-પ્રજાતિ, બાયોજીઓસેનોટિક અને બાયોસ્ફિયર.

સેલ્યુલર સ્તર

જો કે જીવંત વસ્તુઓના કેટલાક ગુણધર્મોના અભિવ્યક્તિઓ પહેલાથી જ જૈવિક મેક્રોમોલેક્યુલ્સ (પ્રોટીન, ન્યુક્લીક એસિડ, પોલિસેકરાઇડ્સ, વગેરે) ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે, પરંતુ જીવંત વસ્તુઓની રચના, કાર્યો અને વિકાસનું એકમ કોષ છે, જે વહન કરવામાં સક્ષમ છે. ચયાપચય અને ઉર્જા રૂપાંતરણ સાથે અમલીકરણ અને વારસાગત માહિતીના પ્રસારણની પ્રક્રિયાઓનું જોડાણ અને તેના દ્વારા સંસ્થાના ઉચ્ચ સ્તરની કામગીરીની ખાતરી કરવી. સંસ્થાના સેલ્યુલર સ્તરનું પ્રાથમિક એકમ કોષ છે, અને પ્રાથમિક ઘટના સેલ્યુલર ચયાપચયની પ્રતિક્રિયાઓ છે.

સજીવ સ્તર

સજીવસ્વતંત્ર અસ્તિત્વ માટે સક્ષમ એક અભિન્ન સિસ્ટમ છે. સજીવો બનાવે છે તે કોશિકાઓની સંખ્યાના આધારે, તેઓ યુનિસેલ્યુલર અને મલ્ટિસેલ્યુલરમાં વિભાજિત થાય છે. યુનિસેલ્યુલર સજીવોમાં સંગઠનનું સેલ્યુલર સ્તર (અમીબા વલ્ગારિસ, ગ્રીન યુગલેના, વગેરે) સજીવ સ્તર સાથે એકરુપ છે. પૃથ્વીના ઈતિહાસમાં એક એવો સમયગાળો હતો જ્યારે તમામ સજીવોનું પ્રતિનિધિત્વ માત્ર એકકોષીય સ્વરૂપો દ્વારા કરવામાં આવતું હતું, પરંતુ તેઓ બાયોજિયોસેનોઝ અને સમગ્ર બાયોસ્ફિયર બંનેની કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરતા હતા. મોટાભાગના મલ્ટિસેલ્યુલર સજીવોને પેશીઓ અને અવયવોના સંગ્રહ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે, જે બદલામાં સેલ્યુલર માળખું પણ ધરાવે છે. અંગો અને પેશીઓ ચોક્કસ કાર્યો કરવા માટે અનુકૂળ છે. આ સ્તરનું પ્રાથમિક એકમ તેના વ્યક્તિગત વિકાસ અથવા ઓન્ટોજેનેસિસમાં વ્યક્તિ છે, તેથી સજીવ સ્તર પણ કહેવાય છે. આનુવંશિક. આ સ્તરે એક પ્રાથમિક ઘટના તેના વ્યક્તિગત વિકાસમાં શરીરમાં થતા ફેરફારો છે.

વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તર

વસ્તી- આ એક જ પ્રજાતિના વ્યક્તિઓનો સંગ્રહ છે, જેઓ એકબીજા સાથે મુક્તપણે સંવર્ધન કરે છે અને વ્યક્તિઓના અન્ય સમાન જૂથોથી અલગ રહે છે.

વસ્તીમાં વારસાગત માહિતીનું મફત વિનિમય અને વંશજોમાં તેનું પ્રસારણ થાય છે. વસ્તી એ વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તરનું પ્રાથમિક એકમ છે, અને આ કિસ્સામાં પ્રાથમિક ઘટના ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન છે, જેમ કે પરિવર્તન અને કુદરતી પસંદગી.

બાયોજીઓસેનોટિક સ્તર

બાયોજીઓસેનોસિસવિવિધ પ્રજાતિઓની વસ્તીના ઐતિહાસિક રીતે સ્થાપિત સમુદાયનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે ચયાપચય અને ઊર્જા દ્વારા એકબીજા સાથે અને પર્યાવરણ સાથે જોડાયેલા છે.

બાયોજીઓસેનોસિસ એ પ્રાથમિક પ્રણાલીઓ છે જેમાં સામગ્રી અને ઊર્જા ચક્ર થાય છે, જે સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ દ્વારા નક્કી થાય છે. બાયોજીઓસેનોસિસ પોતે આપેલ સ્તરના પ્રાથમિક એકમો છે, જ્યારે પ્રાથમિક ઘટના એ ઊર્જાનો પ્રવાહ અને તેમાં રહેલા પદાર્થોના ચક્ર છે. બાયોજીઓસેનોઝ બાયોસ્ફિયર બનાવે છે અને તેમાં થતી તમામ પ્રક્રિયાઓ નક્કી કરે છે.

બાયોસ્ફિયર સ્તર

જીવમંડળ- પૃથ્વીનો શેલ જીવંત જીવો દ્વારા વસવાટ કરે છે અને તેમના દ્વારા રૂપાંતરિત થાય છે.

બાયોસ્ફિયર એ ગ્રહ પર જીવનના સંગઠનનું ઉચ્ચ સ્તર છે. આ કવચ વાતાવરણના નીચેના ભાગ, હાઇડ્રોસ્ફિયર અને લિથોસ્ફિયરના ઉપલા સ્તરને આવરી લે છે. બાયોસ્ફિયર, અન્ય તમામ જૈવિક પ્રણાલીઓની જેમ, ગતિશીલ છે અને જીવંત પ્રાણીઓ દ્વારા સક્રિય રીતે રૂપાંતરિત થાય છે. તે પોતે જ બાયોસ્ફિયર સ્તરનું એક પ્રાથમિક એકમ છે, અને સજીવોની ભાગીદારી સાથે થતી પદાર્થો અને ઊર્જાના પરિભ્રમણની પ્રક્રિયાઓને પ્રાથમિક ઘટના તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, જીવંત પદાર્થોના સંગઠનના દરેક સ્તરો એક જ ઉત્ક્રાંતિ પ્રક્રિયામાં તેનું યોગદાન આપે છે: કોષમાં, માત્ર એમ્બેડેડ વારસાગત માહિતીનું પુનઃઉત્પાદન થતું નથી, પણ તેમાં ફેરફાર પણ થાય છે, જે નવા સંયોજનોના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે. જીવતંત્રની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મો, જે બદલામાં વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તરે કુદરતી પસંદગીની ક્રિયાને આધિન છે, વગેરે.

જૈવિક પ્રણાલીઓ

જટિલતાના વિવિધ ડિગ્રીના જૈવિક પદાર્થો (કોષો, સજીવો, વસ્તી અને પ્રજાતિઓ, બાયોજીઓસેનોસિસ અને બાયોસ્ફિયર પોતે) હાલમાં ગણવામાં આવે છે. જૈવિક સિસ્ટમો.

સિસ્ટમ એ માળખાકીય ઘટકોની એકતા છે, જેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તેમની યાંત્રિક સંપૂર્ણતાની તુલનામાં નવા ગુણધર્મોને જન્મ આપે છે. આમ, સજીવોમાં અંગોનો સમાવેશ થાય છે, અંગો પેશીઓ દ્વારા રચાય છે, અને પેશીઓ કોષો બનાવે છે.

જૈવિક પ્રણાલીઓની લાક્ષણિકતા તેમની પ્રામાણિકતા, સંસ્થાના સ્તરના સિદ્ધાંત, ઉપર ચર્ચા કર્યા મુજબ અને નિખાલસતા છે. જૈવિક પ્રણાલીઓની અખંડિતતા મોટાભાગે સ્વ-નિયમન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, પ્રતિસાદના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.

પ્રતિ ઓપન સિસ્ટમ્સપ્રણાલીઓનો સમાવેશ થાય છે કે જેની વચ્ચે પદાર્થો, ઊર્જા અને માહિતીનું વિનિમય તેમની અને પર્યાવરણ વચ્ચે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, છોડ, પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં, સૂર્યપ્રકાશ મેળવે છે અને પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને શોષી લે છે, ઓક્સિજન મુક્ત કરે છે.

જૈવિક પ્રણાલીઓની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ: સેલ્યુલર માળખું, રાસાયણિક રચનાના લક્ષણો, ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ, હોમિયોસ્ટેસિસ, ચીડિયાપણું, હલનચલન, વૃદ્ધિ અને વિકાસ, પ્રજનન, ઉત્ક્રાંતિ

જૈવિક પ્રણાલીઓ ચિહ્નો અને ગુણધર્મોના સમૂહ દ્વારા નિર્જીવ પ્રકૃતિના શરીરથી અલગ પડે છે, જેમાંથી મુખ્ય છે સેલ્યુલર માળખું, રાસાયણિક રચના, ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ, હોમિયોસ્ટેસિસ, ચીડિયાપણું, ચળવળ, વૃદ્ધિ અને વિકાસ, પ્રજનન અને ઉત્ક્રાંતિ.

જીવંત વસ્તુનું પ્રાથમિક માળખાકીય અને કાર્યાત્મક એકમ કોષ છે. બિન-સેલ્યુલર જીવન સ્વરૂપોના વાયરસ પણ કોષોની બહાર સ્વ-પ્રજનન માટે અસમર્થ છે.

કોષની રચનાના બે પ્રકાર છે: પ્રોકાર્યોટિકઅને યુકેરીયોટિક. પ્રોકેરીયોટિક કોશિકાઓમાં રચાયેલ ન્યુક્લિયસ નથી; તેમની આનુવંશિક માહિતી સાયટોપ્લાઝમમાં કેન્દ્રિત છે. પ્રોકેરીયોટ્સમાં મુખ્યત્વે બેક્ટેરિયાનો સમાવેશ થાય છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં આનુવંશિક માહિતી એક વિશિષ્ટ રચનામાં સંગ્રહિત થાય છે - ન્યુક્લિયસ. યુકેરીયોટ્સમાં છોડ, પ્રાણીઓ અને ફૂગનો સમાવેશ થાય છે. જો યુનિસેલ્યુલર સજીવોમાં જીવનના તમામ અભિવ્યક્તિઓ કોષમાં સહજ છે, તો પછી બહુકોષીય સજીવોમાં કોષ વિશેષતા થાય છે.

જીવંત સજીવોમાં એક પણ રાસાયણિક તત્વ જોવા મળતું નથી જે નિર્જીવ પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ પ્રથમ અને બીજા કિસ્સામાં તેમની સાંદ્રતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. જીવંત પ્રકૃતિમાં, કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન જેવા તત્વો, જે કાર્બનિક સંયોજનોનો ભાગ છે, પ્રબળ છે, જ્યારે નિર્જીવ પ્રકૃતિ મુખ્યત્વે અકાર્બનિક પદાર્થો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક સંયોજનો ન્યુક્લિક એસિડ અને પ્રોટીન છે, જે સ્વ-પ્રજનન અને સ્વ-જાળવણીના કાર્યો પૂરા પાડે છે, પરંતુ આમાંથી કોઈ પણ પદાર્થ જીવનનો વાહક નથી, કારણ કે ન તો વ્યક્તિગત રીતે કે જૂથમાં તેઓ સ્વ-પ્રજનન માટે સક્ષમ છે - આ માટે પરમાણુઓ અને બંધારણોના અભિન્ન સંકુલની જરૂર છે, જે કોષ છે.

કોષો અને સજીવો સહિત તમામ જીવંત પ્રણાલીઓ ખુલ્લી પ્રણાલીઓ છે. જો કે, નિર્જીવ પ્રકૃતિથી વિપરીત, જ્યાં મુખ્યત્વે પદાર્થોનું એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને સ્થાનાંતરણ થાય છે અથવા તેમની એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં ફેરફાર થાય છે, જીવંત પ્રાણીઓ વપરાશમાં લેવાયેલા પદાર્થોના રાસાયણિક પરિવર્તન અને ઊર્જાના ઉપયોગ માટે સક્ષમ છે. ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ પોષણ, શ્વસન અને ઉત્સર્જન જેવી પ્રક્રિયાઓ સાથે સંકળાયેલા છે.

હેઠળ ખોરાકસામાન્ય રીતે શરીરમાં પ્રવેશ, પાચન અને ઊર્જાના ભંડારને ફરી ભરવા અને શરીરના શરીરના નિર્માણ માટે જરૂરી પદાર્થોના એસિમિલેશનને સમજો. પોષણની પદ્ધતિ અનુસાર, તમામ જીવોને વિભાજિત કરવામાં આવે છે ઓટોટ્રોફ્સઅને હેટરોટ્રોફ્સ.

ઓટોટ્રોફ્સ- આ એવા સજીવો છે જે અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી કાર્બનિક પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ છે.

હેટરોટ્રોફ્સ- આ એવા સજીવો છે જે ખોરાક માટે તૈયાર કાર્બનિક પદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે. ઓટોટ્રોફ્સને ફોટોઓટોટ્રોફ્સ અને કેમોઓટોટ્રોફ્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ફોટોઓટોટ્રોફ્સકાર્બનિક પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે સૂર્યપ્રકાશની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરો. કાર્બનિક સંયોજનોના રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં પ્રકાશ ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે પ્રકાશસંશ્લેષણ. ફોટોઓટોટ્રોફ્સમાં મોટાભાગના છોડ અને કેટલાક બેક્ટેરિયા (ઉદાહરણ તરીકે, સાયનોબેક્ટેરિયા)નો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય રીતે, પ્રકાશસંશ્લેષણ એ ખૂબ ઉત્પાદક પ્રક્રિયા નથી, જેના પરિણામે મોટાભાગના છોડને જોડાયેલ જીવનશૈલી જીવવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે. કીમોઓટોટ્રોફ્સઅકાર્બનિક સંયોજનોમાંથી કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે ઊર્જા કાઢો. આ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે રસાયણસંશ્લેષણ. લાક્ષણિક કેમોઓટોટ્રોફ કેટલાક બેક્ટેરિયા છે, જેમાં સલ્ફર બેક્ટેરિયા અને આયર્ન બેક્ટેરિયાનો સમાવેશ થાય છે.

બાકીના સજીવો - પ્રાણીઓ, ફૂગ અને મોટા ભાગના બેક્ટેરિયા - હેટરોટ્રોફ્સ છે.

શ્વસન એ કાર્બનિક પદાર્થોને સરળ પદાર્થોમાં વિભાજીત કરવાની પ્રક્રિયા છે, જે સજીવોના જીવનને જાળવવા માટે જરૂરી ઊર્જા મુક્ત કરે છે.

ભેદ પાડવો એરોબિક શ્વસન, ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે, અને એનારોબિક, ઓક્સિજનની ભાગીદારી વિના થાય છે. મોટાભાગના સજીવો એરોબ છે, જો કે એનારોબ બેક્ટેરિયા, ફૂગ અને પ્રાણીઓમાં પણ જોવા મળે છે. ઓક્સિજન શ્વસન સાથે, જટિલ કાર્બનિક પદાર્થોને પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં તોડી શકાય છે.

ઉત્સર્જન સામાન્ય રીતે મેટાબોલિક અંતિમ ઉત્પાદનોના શરીરમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે અને ખોરાકમાંથી મેળવેલા વિવિધ પદાર્થો (પાણી, ક્ષાર, વગેરે) ની અતિશયતા અથવા તેમાં રચાય છે. પ્રાણીઓમાં ઉત્સર્જન પ્રક્રિયાઓ ખાસ કરીને તીવ્ર હોય છે, જ્યારે છોડ અત્યંત આર્થિક હોય છે.

ચયાપચય અને ઊર્જા માટે આભાર, પર્યાવરણ સાથે શરીરનો સંબંધ સુનિશ્ચિત થાય છે અને હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવામાં આવે છે.

હોમિયોસ્ટેસિસ- આ જૈવિક પ્રણાલીઓની ક્ષમતા છે જે ફેરફારોને ટકી શકે છે અને રાસાયણિક રચના, બંધારણ અને ગુણધર્મોની સંબંધિત સ્થિરતા જાળવી રાખે છે, તેમજ બદલાતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં કાર્યની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરે છે. બદલાતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલનને અનુકૂલન કહેવામાં આવે છે.

ચીડિયાપણું- બાહ્ય અને આંતરિક પ્રભાવોને પ્રતિસાદ આપવા માટે જીવંત વસ્તુઓની આ સાર્વત્રિક મિલકત છે, જે પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ અને તેમના અસ્તિત્વ માટે જીવતંત્રના અનુકૂલનને નીચે આપે છે. બાહ્ય પરિસ્થિતિઓમાં પરિવર્તન માટે છોડની પ્રતિક્રિયામાં સમાવેશ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પાંદડાની બ્લેડને પ્રકાશ તરફ ફેરવવામાં, અને મોટાભાગના પ્રાણીઓમાં તે વધુ જટિલ સ્વરૂપો ધરાવે છે જે પ્રકૃતિમાં રીફ્લેક્સિવ હોય છે.

ચળવળ- જૈવિક પ્રણાલીઓની અભિન્ન મિલકત. તે માત્ર અવકાશમાં શરીર અને તેમના ભાગોની હિલચાલના સ્વરૂપમાં જ નહીં, ઉદાહરણ તરીકે, બળતરાના પ્રતિભાવમાં, પણ વૃદ્ધિ અને વિકાસની પ્રક્રિયામાં પણ પ્રગટ થાય છે.

નવા સજીવો કે જે પ્રજનનના પરિણામે દેખાય છે તે તેમના માતાપિતા પાસેથી તૈયાર લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરતા નથી, પરંતુ ચોક્કસ આનુવંશિક કાર્યક્રમો, ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ વિકસાવવાની સંભાવના. આ વારસાગત માહિતી વ્યક્તિગત વિકાસ દરમિયાન અનુભવાય છે. વ્યક્તિગત વિકાસ, એક નિયમ તરીકે, શરીરમાં માત્રાત્મક અને ગુણાત્મક ફેરફારોમાં વ્યક્ત થાય છે. શરીરમાં માત્રાત્મક ફેરફારોને વૃદ્ધિ કહેવામાં આવે છે. તેઓ પોતાને પ્રગટ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, જીવતંત્રના સમૂહ અને રેખીય પરિમાણોમાં વધારો થવાના સ્વરૂપમાં, જે પરમાણુઓ, કોષો અને અન્ય જૈવિક રચનાઓના પ્રજનન પર આધારિત છે.

જીવતંત્રનો વિકાસ- આ રચનામાં ગુણાત્મક તફાવત, કાર્યોની ગૂંચવણ, વગેરેનો દેખાવ છે, જે કોષના ભિન્નતા પર આધારિત છે.

સજીવોની વૃદ્ધિ જીવનભર ચાલુ રહી શકે છે અથવા અમુક ચોક્કસ તબક્કે સમાપ્ત થઈ શકે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં અમે વિશે વાત અમર્યાદિત, અથવા ખુલ્લી વૃદ્ધિ. તે છોડ અને ફૂગની લાક્ષણિકતા છે. બીજા કિસ્સામાં અમે વ્યવહાર કરી રહ્યા છીએ મર્યાદિત, અથવા બંધ વૃદ્ધિ, પ્રાણીઓ અને બેક્ટેરિયાની લાક્ષણિકતા.

વ્યક્તિગત કોષ, સજીવ, પ્રજાતિઓ અને અન્ય જૈવિક પ્રણાલીઓના અસ્તિત્વની અવધિ સમયસર મર્યાદિત છે, મુખ્યત્વે પર્યાવરણીય પરિબળોના પ્રભાવને કારણે, તેથી આ સિસ્ટમોનું સતત પ્રજનન જરૂરી છે. કોષો અને સજીવોનું પ્રજનન ડીએનએ અણુઓના સ્વ-ડુપ્લિકેશનની પ્રક્રિયા પર આધારિત છે. સજીવોનું પ્રજનન પ્રજાતિઓના અસ્તિત્વને સુનિશ્ચિત કરે છે, અને પૃથ્વી પર વસતી તમામ પ્રજાતિઓનું પ્રજનન બાયોસ્ફિયરના અસ્તિત્વને સુનિશ્ચિત કરે છે.

આનુવંશિકતાસંખ્યાબંધ પેઢીઓમાં પેરેંટલ સ્વરૂપોની લાક્ષણિકતાઓના પ્રસારણને કૉલ કરો.

જો કે, જો પ્રજનન દરમિયાન લાક્ષણિકતાઓ સાચવવામાં આવી હોય, તો બદલાતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલન અશક્ય હશે. આ સંદર્ભે, આનુવંશિકતાની વિરુદ્ધની મિલકત દેખાઈ - પરિવર્તનશીલતા.

પરિવર્તનશીલતા- આ જીવન દરમિયાન નવી લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરવાની સંભાવના છે, જે સૌથી વધુ અનુકૂલિત પ્રજાતિઓના ઉત્ક્રાંતિ અને અસ્તિત્વને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ઉત્ક્રાંતિજીવંત વસ્તુઓના ઐતિહાસિક વિકાસની એક બદલી ન શકાય તેવી પ્રક્રિયા છે.

તેના પર આધારિત છે પ્રગતિશીલ પ્રજનન, વારસાગત પરિવર્તનક્ષમતા, અસ્તિત્વ માટે સંઘર્ષઅને પ્રાકૃતિક પસંદગી. આ પરિબળોની ક્રિયાએ વિવિધ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ જીવન સ્વરૂપોની વિશાળ વિવિધતા તરફ દોરી છે. પ્રગતિશીલ ઉત્ક્રાંતિ સંખ્યાબંધ તબક્કાઓમાંથી પસાર થઈ છે: પૂર્વકોષીય સ્વરૂપો, એકકોષીય સજીવો, મનુષ્યો સુધી વધુને વધુ જટિલ બહુકોષીય સજીવો.

જિનેટિક્સ, તેના કાર્યો. આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતા સજીવોના ગુણધર્મો છે. આનુવંશિક પદ્ધતિઓ. મૂળભૂત આનુવંશિક ખ્યાલો અને પ્રતીકવાદ. આનુવંશિકતાનો રંગસૂત્ર સિદ્ધાંત. જનીન અને જીનોમ વિશેના આધુનિક વિચારો

જિનેટિક્સ, તેના કાર્યો

18મી-19મી સદીઓમાં પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન અને કોષ જીવવિજ્ઞાનની પ્રગતિએ સંખ્યાબંધ વૈજ્ઞાનિકોને અમુક વારસાગત પરિબળોના અસ્તિત્વ વિશે ધારણાઓ બનાવવાની મંજૂરી આપી જે નક્કી કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, વારસાગત રોગોનો વિકાસ, પરંતુ આ ધારણાઓને સંબંધિત પુરાવાઓ દ્વારા સમર્થન મળ્યું ન હતું. 1889 માં H. de Vries દ્વારા ઘડવામાં આવેલ અંતઃકોશિક પેન્જેનેસિસનો સિદ્ધાંત પણ, જે ચોક્કસ "પેન્જેન્સ" ના કોષના માળખામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે જીવતંત્રના વારસાગત ઝોકને નિર્ધારિત કરે છે, અને તેમાંથી માત્ર પ્રોટોપ્લાઝમમાં છોડવામાં આવે છે જે નિર્ધારિત કરે છે. કોષનો પ્રકાર, પરિસ્થિતિને બદલી શકતો નથી, તેમજ એ. વેઇસમેન દ્વારા "જર્મ પ્લાઝમ" ની થિયરી, જે મુજબ ઓન્ટોજેનેસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન હસ્તગત કરેલી લાક્ષણિકતાઓ વારસામાં મળતી નથી.

માત્ર ચેક સંશોધક જી. મેન્ડેલ (1822–1884)ની કૃતિઓ જ આધુનિક જિનેટિક્સના પાયાનો પથ્થર બની હતી. જો કે, તેમના કાર્યો વૈજ્ઞાનિક પ્રકાશનોમાં ટાંકવામાં આવ્યા હોવા છતાં, તેમના સમકાલીન લોકોએ તેમના પર ધ્યાન આપ્યું ન હતું. અને માત્ર ત્રણ વૈજ્ઞાનિકો - E. Chermak, K. Correns અને H. de Vries - દ્વારા સ્વતંત્ર વારસાના દાખલાની પુનઃશોધએ જ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયને આનુવંશિકતાના મૂળ તરફ વળવાની ફરજ પાડી.

જિનેટિક્સએક વિજ્ઞાન છે જે આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના દાખલાઓ અને તેનું સંચાલન કરવાની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરે છે.

જિનેટિક્સના કાર્યોહાલના તબક્કે વંશપરંપરાગત સામગ્રીની ગુણાત્મક અને જથ્થાત્મક લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ, જીનોટાઇપની રચના અને કાર્યનું વિશ્લેષણ, જનીનની સુંદર રચના અને જનીન પ્રવૃત્તિના નિયમન માટેની પદ્ધતિઓ, વંશપરંપરાગત માનવ વિકાસનું કારણ બને તેવા જનીનોની શોધ. રોગો અને તેમને "સુધારવા" માટેની પદ્ધતિઓ, ડીએનએ રસીઓના પ્રકાર અનુસાર દવાઓની નવી પેઢીનું નિર્માણ, આનુવંશિક અને સેલ્યુલર એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ કરીને, નવી ગુણધર્મો ધરાવતા સજીવોનું નિર્માણ, જે માનવો દ્વારા જરૂરી દવાઓ અને ખાદ્ય ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. માનવ જીનોમના સંપૂર્ણ ડિસિફરિંગ તરીકે.

આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતા - સજીવોના ગુણધર્મો

આનુવંશિકતાપેઢીઓની શ્રેણીમાં તેમની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોને પ્રસારિત કરવાની સજીવોની ક્ષમતા છે.

પરિવર્તનશીલતા- જીવન દરમિયાન નવી લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરવાની સજીવોની ક્ષમતા.

ચિહ્નો- આ કોઈપણ મોર્ફોલોજિકલ, ફિઝિયોલોજિકલ, બાયોકેમિકલ અને સજીવોની અન્ય લાક્ષણિકતાઓ છે જેના દ્વારા તેમાંથી કેટલાક અન્ય લોકોથી અલગ પડે છે, ઉદાહરણ તરીકે આંખનો રંગ. ગુણધર્મોસજીવોની કોઈપણ કાર્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓ પણ કહેવાય છે, જે ચોક્કસ માળખાકીય લાક્ષણિકતા અથવા પ્રાથમિક લાક્ષણિકતાઓના જૂથ પર આધારિત હોય છે.

સજીવોની લાક્ષણિકતાઓને વિભાજિત કરી શકાય છે ગુણવત્તાઅને માત્રાત્મક. ગુણાત્મક ચિહ્નોમાં બે અથવા ત્રણ વિરોધાભાસી અભિવ્યક્તિઓ છે, જેને કહેવામાં આવે છે વૈકલ્પિક ચિહ્નો,ઉદાહરણ તરીકે, વાદળી અને ભૂરા આંખોના રંગો, જ્યારે માત્રાત્મક (ગાયનું દૂધ, ઘઉંની ઉપજ) સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત તફાવત ધરાવતા નથી.

આનુવંશિકતાનું ભૌતિક વાહક ડીએનએ છે. યુકેરીયોટ્સમાં, આનુવંશિકતાના બે પ્રકાર છે: જીનોટાઇપિકઅને સાયટોપ્લાઝમિક. જીનોટાઇપિક આનુવંશિકતાના વાહકો ન્યુક્લિયસમાં સ્થાનીકૃત છે અને તેની આગળ ચર્ચા કરવામાં આવશે, જ્યારે સાયટોપ્લાઝમિક આનુવંશિકતાના વાહકો માઇટોકોન્ડ્રિયા અને પ્લાસ્ટીડ્સમાં સ્થિત ગોળાકાર ડીએનએ અણુઓ છે. સાયટોપ્લાઝમિક આનુવંશિકતા મુખ્યત્વે ઇંડા સાથે પ્રસારિત થાય છે, તેથી તેને કહેવામાં આવે છે માતૃત્વ

માનવ કોષોના મિટોકોન્ડ્રિયામાં થોડી સંખ્યામાં જનીનો સ્થાનીકૃત છે, પરંતુ તેમના ફેરફારો સજીવના વિકાસ પર નોંધપાત્ર અસર કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, અંધત્વના વિકાસ અથવા ગતિશીલતામાં ધીમે ધીમે ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. પ્લાસ્ટીડ છોડના જીવનમાં સમાન મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. આમ, પાંદડાના કેટલાક વિસ્તારોમાં, હરિતદ્રવ્ય મુક્ત કોષો હાજર હોઈ શકે છે, જે એક તરફ, છોડની ઉત્પાદકતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, અને બીજી તરફ, આવા વૈવિધ્યસભર જીવોને સુશોભન લેન્ડસ્કેપિંગમાં મૂલ્ય આપવામાં આવે છે. આવા નમૂનાઓ મુખ્યત્વે અજાતીય રીતે પ્રજનન કરે છે, કારણ કે જાતીય પ્રજનન ઘણીવાર સામાન્ય લીલા છોડ ઉત્પન્ન કરે છે.

આનુવંશિક પદ્ધતિઓ

1. વર્ણસંકર પદ્ધતિ, અથવા ક્રોસિંગની પદ્ધતિ, પેરેંટલ વ્યક્તિઓની પસંદગી અને સંતાનોનું વિશ્લેષણ કરે છે. આ કિસ્સામાં, સજીવના જીનોટાઇપને ચોક્કસ ક્રોસિંગ સ્કીમ દ્વારા પ્રાપ્ત વંશજોમાં જનીનોના ફેનોટાઇપિક અભિવ્યક્તિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ જિનેટિક્સની સૌથી જૂની માહિતીપ્રદ પદ્ધતિ છે, જેનો ઉપયોગ સૌથી પહેલા જી. મેન્ડેલ દ્વારા આંકડાકીય પદ્ધતિ સાથે કરવામાં આવ્યો હતો. નૈતિક કારણોસર માનવ આનુવંશિકતામાં આ પદ્ધતિ લાગુ પડતી નથી.

2. સાયટોજેનેટિક પદ્ધતિ કેરીયોટાઇપના અભ્યાસ પર આધારિત છે: જીવતંત્રના રંગસૂત્રોની સંખ્યા, આકાર અને કદ. આ લક્ષણોનો અભ્યાસ આપણને વિવિધ વિકાસલક્ષી પેથોલોજીઓને ઓળખવા દે છે.

3. બાયોકેમિકલ પદ્ધતિ તમને શરીરમાં વિવિધ પદાર્થોની સામગ્રી, ખાસ કરીને તેમની અધિકતા અથવા ઉણપ, તેમજ સંખ્યાબંધ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિને નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

4. મોલેક્યુલર આનુવંશિક પદ્ધતિઓનો હેતુ માળખામાં ભિન્નતાઓને ઓળખવા અને અભ્યાસ હેઠળના DNA વિભાગોના પ્રાથમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને સમજવાનો છે. તેઓ ગર્ભમાં પણ વારસાગત રોગો માટે જનીનોને ઓળખવાનું શક્ય બનાવે છે, પિતૃત્વ સ્થાપિત કરે છે, વગેરે.

5. વસ્તી આંકડાકીય પદ્ધતિ વસ્તીની આનુવંશિક રચના, ચોક્કસ જનીનો અને જીનોટાઇપ્સની આવર્તન, આનુવંશિક ભારને નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને વસ્તીના વિકાસ માટેની સંભાવનાઓની રૂપરેખા પણ બનાવે છે.

6. સંસ્કૃતિમાં સોમેટિક કોશિકાઓના વર્ણસંકરીકરણની પદ્ધતિ વિવિધ સજીવોના કોષોના મિશ્રણ દરમિયાન રંગસૂત્રોમાં ચોક્કસ જનીનોનું સ્થાનિકીકરણ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઉંદર અને હેમ્સ્ટર, ઉંદર અને માનવ વગેરે.

મૂળભૂત આનુવંશિક ખ્યાલો અને પ્રતીકવાદ

જીન- આ ડીએનએ પરમાણુ અથવા રંગસૂત્રનો એક વિભાગ છે, જે સજીવના ચોક્કસ લક્ષણ અથવા મિલકત વિશે માહિતી ધરાવે છે.

કેટલાક જનીનો એકસાથે અનેક લક્ષણોના અભિવ્યક્તિને પ્રભાવિત કરી શકે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે પ્લેયોટ્રોપી. ઉદાહરણ તરીકે, જનીન જે વારસાગત રોગના વિકાસનું કારણ બને છે એરાકનોડેક્ટીલી (સ્પાઈડર આંગળીઓ) પણ લેન્સના વળાંક અને ઘણા આંતરિક અવયવોના પેથોલોજીનું કારણ બને છે.

દરેક જનીન રંગસૂત્ર પર સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત સ્થાન ધરાવે છે - લોકસ. મોટાભાગના યુકેરીયોટિક સજીવોના સોમેટિક કોશિકાઓમાં રંગસૂત્રો જોડી (હોમોલોગસ) હોવાથી, દરેક જોડી રંગસૂત્રોમાં ચોક્કસ લક્ષણ માટે જવાબદાર જનીનની એક નકલ હોય છે. આવા જનીનો કહેવામાં આવે છે એલેલિક.

એલેલિક જનીનો મોટાભાગે બે સંસ્કરણોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે - પ્રબળ અને અપ્રિય. પ્રબળએક એલીલ કહેવાય છે જે અન્ય રંગસૂત્ર પર કયા જનીન સ્થિત છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના પોતાને પ્રગટ કરે છે અને રિસેસિવ જનીન દ્વારા એન્કોડ કરેલા લક્ષણના વિકાસને દબાવી દે છે. પ્રબળ એલીલ્સ સામાન્ય રીતે લેટિન મૂળાક્ષરો (A, B, C, વગેરે) ના કેપિટલ અક્ષરોમાં નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, અને રિસેસિવ એલીલ્સને લોઅરકેસ અક્ષરો (a, b, c, વગેરે) માં નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. રિસેસિવએલીલ્સ ફક્ત ત્યારે જ વ્યક્ત કરી શકાય છે જો તેઓ બંને જોડી રંગસૂત્રો પર સ્થાન ધરાવે છે.

એક સજીવ કે જે બંને હોમોલોગસ રંગસૂત્રો પર સમાન એલિલ્સ ધરાવે છે તેને કહેવામાં આવે છે સજાતીયઆ જનીન માટે, અથવા સજાતીય(AA, aa, AABB, aabb, વગેરે), અને એક સજીવ કે જે બંને હોમોલોગસ રંગસૂત્રો પર અલગ-અલગ જનીન ભિન્નતા ધરાવે છે - પ્રબળ અને અપ્રિય - કહેવાય છે. હેટરોઝાયગસઆ જનીન માટે, અથવા હેટરોઝાયગસ(Aa, AaBb, વગેરે).

સંખ્યાબંધ જનીનોમાં ત્રણ અથવા વધુ માળખાકીય પ્રકારો હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, AB0 સિસ્ટમ અનુસાર રક્ત જૂથો ત્રણ એલીલ્સ દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે - I A, I B, i. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે બહુવિધ એલિલિઝમ.જો કે, આ કિસ્સામાં પણ, જોડીના દરેક રંગસૂત્રમાં માત્ર એક જ એલીલ હોય છે, એટલે કે ત્રણેય જનીન પ્રકારો એક જીવતંત્રમાં રજૂ કરી શકાતા નથી.

જીનોમ- રંગસૂત્રોના હેપ્લોઇડ સમૂહની લાક્ષણિકતા જનીનોનો સમૂહ.

જીનોટાઇપ- રંગસૂત્રોના ડિપ્લોઇડ સમૂહની લાક્ષણિકતા જનીનોનો સમૂહ.

ફેનોટાઇપ- જીવતંત્રની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોનો સમૂહ, જે જીનોટાઇપ અને પર્યાવરણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે.

સજીવો ઘણા લક્ષણોમાં એકબીજાથી ભિન્ન હોવાથી, તેમના વારસાની પેટર્ન ફક્ત સંતાનમાંના બે અથવા વધુ લક્ષણોનું વિશ્લેષણ કરીને સ્થાપિત કરી શકાય છે. ક્રોસિંગ, જેમાં વારસાને ગણવામાં આવે છે અને વૈકલ્પિક લાક્ષણિકતાઓની એક જોડી અનુસાર સંતાનની ચોક્કસ માત્રાત્મક ગણતરી હાથ ધરવામાં આવે છે, તેને કહેવામાં આવે છે. મોનોહાઇબ્રિડમી, બે જોડીમાં - દ્વિસંકર, મોટી સંખ્યામાં ચિહ્નો અનુસાર - બહુસંકર.

વ્યક્તિના ફેનોટાઇપના આધારે, તેના જીનોટાઇપને નિર્ધારિત કરવું હંમેશા શક્ય નથી, કારણ કે પ્રભાવશાળી જનીન (AA) અને હેટરોઝાયગસ (Aa) માટે બંને સજીવ હોમોઝાઇગસ ફેનોટાઇપમાં પ્રભાવશાળી એલીલનું અભિવ્યક્તિ ધરાવે છે. તેથી, ક્રોસ-ફર્ટિલાઇઝેશન સાથે સજીવની જીનોટાઇપ તપાસવા માટે, તેઓ ઉપયોગ કરે છે ટેસ્ટ ક્રોસ- સંવર્ધન, જેમાં પ્રબળ લક્ષણ ધરાવતા સજીવને અપ્રિય જનીન માટે એક હોમોઝાયગસ સાથે પાર કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રભાવશાળી જનીન માટે સજાતીય સજીવ સંતાનમાં વિભાજન પેદા કરશે નહીં, જ્યારે વિજાતીય વ્યક્તિઓના સંતાનોમાં પ્રબળ અને અપ્રિય લક્ષણો ધરાવતી વ્યક્તિઓની સમાન સંખ્યા હોય છે.

ક્રોસિંગ સ્કીમ્સને રેકોર્ડ કરવા માટે, નીચેના સંમેલનોનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે:

આર (lat થી. પિતૃ- માતાપિતા) - પિતૃ જીવો;

$♀$ (શુક્રનું રસાયણ ચિહ્ન - હેન્ડલ સાથેનો અરીસો) - માતૃત્વનો નમૂનો;

$♂$ (મંગળનું રસાયણ ચિહ્ન - ઢાલ અને ભાલા) - પૈતૃક વ્યક્તિ;

$×$ - ક્રોસિંગ સાઇન;

એફ 1, એફ 2, એફ 3, વગેરે - પ્રથમ, બીજી, ત્રીજી અને અનુગામી પેઢીઓના વર્ણસંકર;

એફ એ - વિશ્લેષણ ક્રોસમાંથી સંતાન.

આનુવંશિકતાનો રંગસૂત્ર સિદ્ધાંત

જિનેટિક્સના સ્થાપક, જી. મેન્ડેલ, તેમજ તેમના નજીકના અનુયાયીઓ, વંશપરંપરાગત વલણ અથવા જનીનોના ભૌતિક આધાર વિશે સહેજ પણ વિચાર ધરાવતા ન હતા. જો કે, પહેલેથી જ 1902-1903 માં, જર્મન જીવવિજ્ઞાની ટી. બોવેરી અને અમેરિકન વિદ્યાર્થી ડબલ્યુ. સેટને સ્વતંત્ર રીતે સૂચવ્યું હતું કે કોષ પરિપક્વતા અને ગર્ભાધાન દરમિયાન રંગસૂત્રોનું વર્તન મેન્ડેલ અનુસાર વારસાગત પરિબળોના વિભાજનને સમજાવવાનું શક્ય બનાવે છે, એટલે કે, તેમના મતે, જનીનો રંગસૂત્રો પર સ્થિત હોવા જોઈએ. આ ધારણાઓ આનુવંશિકતાના રંગસૂત્ર સિદ્ધાંતનો પાયાનો પથ્થર બની હતી.

1906 માં, અંગ્રેજી આનુવંશિકશાસ્ત્રીઓ ડબલ્યુ. બેટ્સન અને આર. પુનેટે મીઠા વટાણાને પાર કરતી વખતે મેન્ડેલિયન અલગતાના ઉલ્લંઘનની શોધ કરી, અને તેમના દેશબંધુ એલ. ડોનકાસ્ટરે, ગૂસબેરી મોથ બટરફ્લાય સાથેના પ્રયોગોમાં, જાતિ-સંબંધિત વારસો શોધી કાઢ્યો. આ પ્રયોગોના પરિણામો સ્પષ્ટપણે મેન્ડેલિયનનો વિરોધાભાસ કરે છે, પરંતુ જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે તે સમય સુધીમાં તે પહેલેથી જ જાણીતું હતું કે પ્રાયોગિક પદાર્થો માટે જાણીતી લાક્ષણિકતાઓની સંખ્યા રંગસૂત્રોની સંખ્યા કરતાં ઘણી વધી ગઈ છે, અને આ સૂચવે છે કે દરેક રંગસૂત્ર એક કરતાં વધુ જનીન ધરાવે છે, અને એક રંગસૂત્રોના જનીનો એકસાથે વારસામાં મળે છે.

1910 માં, ટી. મોર્ગનના જૂથ દ્વારા એક નવા પ્રાયોગિક પદાર્થ - ફ્રુટ ફ્લાય ડ્રોસોફિલા પર પ્રયોગો શરૂ થયા. આ પ્રયોગોના પરિણામોએ 20મી સદીના 20 ના દાયકાના મધ્યભાગ સુધીમાં આનુવંશિકતાના રંગસૂત્ર સિદ્ધાંતના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો ઘડવાનું શક્ય બનાવ્યું, રંગસૂત્રોમાં જનીનોનો ક્રમ અને તેમની વચ્ચેના અંતરને નિર્ધારિત કરવા, એટલે કે, પ્રથમ દોરવા. રંગસૂત્રોના નકશા.

આનુવંશિકતાના રંગસૂત્ર સિદ્ધાંતની મૂળભૂત જોગવાઈઓ:

જનીનો રંગસૂત્રો પર સ્થિત છે. સમાન રંગસૂત્ર પરના જનીનો એકસાથે વારસામાં મળે છે, અથવા જોડાયેલા હોય છે, અને કહેવામાં આવે છે ક્લચ જૂથ. જોડાણ જૂથોની સંખ્યા સંખ્યાત્મક રીતે રંગસૂત્રોના હેપ્લોઇડ સમૂહની બરાબર છે.
દરેક જનીન રંગસૂત્ર પર સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત સ્થાન ધરાવે છે - એક સ્થાન.
જનીનો રંગસૂત્રો પર રેખીય રીતે ગોઠવાયેલા છે.
જનીન જોડાણમાં વિક્ષેપ માત્ર ક્રોસિંગ ઓવરના પરિણામે થાય છે.
રંગસૂત્ર પરના જનીનો વચ્ચેનું અંતર તેમની વચ્ચેના ક્રોસિંગની ટકાવારીના પ્રમાણમાં હોય છે.
સ્વતંત્ર વારસો ફક્ત બિન-હોમોલોગસ રંગસૂત્રો પરના જનીનો માટે લાક્ષણિક છે.

જનીન અને જીનોમ વિશેના આધુનિક વિચારો

વીસમી સદીના 40 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, જે. બીડલ અને ઇ. ટાટમ, ન્યુરોસ્પોરા ફૂગ પર હાથ ધરવામાં આવેલા આનુવંશિક અભ્યાસના પરિણામોનું વિશ્લેષણ કરતા, આ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે દરેક જનીન એન્ઝાઇમના સંશ્લેષણને નિયંત્રિત કરે છે, અને "એક જનીન" ના સિદ્ધાંતને ઘડ્યો. જનીન - એક એન્ઝાઇમ" .

જો કે, પહેલેથી જ 1961 માં, એફ. જેકબ, જે.એલ. મોનોડ અને એ. લ્વોવ ઇ. કોલી જનીનની રચનાને સમજવામાં અને તેની પ્રવૃત્તિના નિયમનનો અભ્યાસ કરવામાં વ્યવસ્થાપિત હતા. આ શોધ માટે તેમને 1965 માં ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનનું નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.

સંશોધનની પ્રક્રિયામાં, ચોક્કસ લક્ષણોના વિકાસને નિયંત્રિત કરતા માળખાકીય જનીનો ઉપરાંત, તેઓ નિયમનકારીને ઓળખવામાં સક્ષમ હતા, જેનું મુખ્ય કાર્ય અન્ય જનીનો દ્વારા એન્કોડ કરેલા લક્ષણોનું અભિવ્યક્તિ છે.

પ્રોકાર્યોટિક જનીનનું માળખું.પ્રોકેરીયોટ્સના માળખાકીય જનીન એક જટિલ માળખું ધરાવે છે, કારણ કે તેમાં નિયમનકારી પ્રદેશો અને કોડિંગ સિક્વન્સનો સમાવેશ થાય છે. નિયમનકારી પ્રદેશોમાં પ્રમોટર, ઓપરેટર અને ટર્મિનેટરનો સમાવેશ થાય છે. પ્રમોટરજનીનનો વિસ્તાર કહેવાય છે જેમાં એન્ઝાઇમ RNA પોલિમરેઝ જોડાયેલ છે, જે ટ્રાન્સક્રિપ્શન દરમિયાન mRNA ના સંશ્લેષણની ખાતરી કરે છે. સાથે ઓપરેટર, પ્રમોટર અને માળખાકીય ક્રમ વચ્ચે સ્થિત છે, બાંધી શકે છે દબાવનાર પ્રોટીન, જે આરએનએ પોલિમરેઝને કોડિંગ સિક્વન્સમાંથી વારસાગત માહિતી વાંચવાનું શરૂ કરવાની મંજૂરી આપતું નથી, અને માત્ર તેને દૂર કરવાથી ટ્રાન્સક્રિપ્શન શરૂ થવા દે છે. દબાવનારનું માળખું સામાન્ય રીતે રંગસૂત્રના બીજા ભાગમાં સ્થિત નિયમનકારી જનીનમાં એન્કોડેડ હોય છે. માહિતીનું વાંચન જનીન નામના વિભાગ પર સમાપ્ત થાય છે ટર્મિનેટર.

કોડિંગ ક્રમમાળખાકીય જનીનમાં અનુરૂપ પ્રોટીનના એમિનો એસિડ ક્રમ વિશેની માહિતી હોય છે. પ્રોકાર્યોટ્સમાં કોડિંગ ક્રમ કહેવામાં આવે છે સિસ્ટ્રોનોમ, અને પ્રોકાર્યોટિક જનીનનાં કોડિંગ અને નિયમનકારી પ્રદેશોની સંપૂર્ણતા - ઓપેરોન. સામાન્ય રીતે, પ્રોકેરીયોટ્સ, જેમાં ઇ. કોલીનો સમાવેશ થાય છે, પ્રમાણમાં ઓછી સંખ્યામાં જનીનો એક ગોળાકાર રંગસૂત્ર પર સ્થિત હોય છે.

પ્રોકેરીયોટ્સના સાયટોપ્લાઝમમાં વધારાના નાના ગોળાકાર અથવા ખુલ્લા ડીએનએ પરમાણુઓ પણ હોઈ શકે છે જેને પ્લાઝમિડ કહેવાય છે. પ્લાઝમિડ્સ રંગસૂત્રોમાં એકીકૃત થવા અને એક કોષમાંથી બીજા કોષમાં પ્રસારિત કરવામાં સક્ષમ છે. તેઓ લૈંગિક લાક્ષણિકતાઓ, રોગકારકતા અને એન્ટિબાયોટિક પ્રતિકાર વિશે માહિતી ધરાવી શકે છે.

યુકેરીયોટિક જનીનનું માળખું.પ્રોકેરીયોટ્સથી વિપરીત, યુકેરીયોટિક જનીનોમાં ઓપેરોન માળખું હોતું નથી, કારણ કે તેમાં ઓપરેટર હોતું નથી, અને દરેક માળખાકીય જનીન માત્ર પ્રમોટર અને ટર્મિનેટર સાથે હોય છે. વધુમાં, યુકેરીયોટિક જનીનોમાં નોંધપાત્ર પ્રદેશો ( exons) તુચ્છ સાથે વૈકલ્પિક ( ઇન્ટ્રોન્સ), જે સંપૂર્ણપણે mRNA માં લખવામાં આવે છે અને પછી તેમની પરિપક્વતા દરમિયાન એક્સાઇઝ કરવામાં આવે છે. ઇન્ટ્રોન્સની જૈવિક ભૂમિકા નોંધપાત્ર પ્રદેશોમાં પરિવર્તનની સંભાવનાને ઘટાડવાની છે. યુકેરીયોટ્સમાં જનીનોનું નિયમન પ્રોકેરીયોટ્સ માટે વર્ણવેલ કરતાં વધુ જટિલ છે.

માનવ જીનોમ. દરેક માનવ કોષમાં, 46 રંગસૂત્રોમાં લગભગ 2 મીટર ડીએનએ હોય છે, જે ચુસ્તપણે ડબલ હેલિક્સમાં પેક કરવામાં આવે છે, જેમાં આશરે 3.2 $×$ 10 9 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ હોય છે, જે લગભગ 10 1900000000 સંભવિત અનન્ય સંયોજનો પ્રદાન કરે છે. વીસમી સદીના 80 ના દાયકાના અંત સુધીમાં, આશરે 1,500 માનવ જનીનોનું સ્થાન જાણીતું હતું, પરંતુ તેમની કુલ સંખ્યા અંદાજે 100 હજાર હોવાનો અંદાજ હતો, કારણ કે મનુષ્યને એકલા અંદાજે 10 હજાર વારસાગત રોગો છે, વિવિધ પ્રોટીનની સંખ્યાનો ઉલ્લેખ ન કરવો. કોષોમાં સમાયેલ છે.

1988 માં, આંતરરાષ્ટ્રીય માનવ જીનોમ પ્રોજેક્ટ શરૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જે 21મી સદીની શરૂઆતમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમના સંપૂર્ણ ડીકોડિંગ સાથે સમાપ્ત થયો હતો. તેણે એ સમજવું શક્ય બનાવ્યું કે બે અલગ-અલગ લોકોમાં 99.9% સમાન ન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સ હોય છે, અને બાકીના 0.1% જ આપણી વ્યક્તિત્વ નક્કી કરે છે. કુલ મળીને, આશરે 30-40 હજાર માળખાકીય જનીનોની શોધ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ પછી તેમની સંખ્યા ઘટીને 25-30 હજાર થઈ ગઈ હતી, આ જનીનોમાં માત્ર અનન્ય જ નથી, પરંતુ સેંકડો અને હજારો વખત પુનરાવર્તિત પણ છે. જો કે, આ જનીનો ઘણી મોટી સંખ્યામાં પ્રોટીનને એન્કોડ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે હજારો રક્ષણાત્મક પ્રોટીન - ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન.

આપણા જીનોમનો 97% આનુવંશિક "જંક" છે જે ફક્ત એટલા માટે જ અસ્તિત્વમાં છે કારણ કે તે સારી રીતે પુનઃઉત્પાદન કરી શકે છે (આરએનએ જે આ પ્રદેશોમાં લખાયેલ છે તે ન્યુક્લિયસને ક્યારેય છોડતું નથી). ઉદાહરણ તરીકે, આપણા જનીનોમાં ફક્ત "માનવ" જનીનો જ નથી, પણ ડ્રોસોફિલા ફ્લાયના જનીનો જેવા 60% જનીનો પણ છે અને આપણા જનીનોમાંથી 99% સુધી ચિમ્પાન્ઝી સમાન છે.

જીનોમના ડીકોડિંગ સાથે સમાંતર, રંગસૂત્ર મેપિંગ પણ થયું, જેના પરિણામે તે માત્ર શોધવાનું જ શક્ય બન્યું નહીં, પણ વારસાગત રોગોના વિકાસ માટે જવાબદાર કેટલાક જનીનોનું સ્થાન, તેમજ દવાના લક્ષ્યને પણ નિર્ધારિત કરવું શક્ય બન્યું. જનીનો

માનવ જીનોમના ડીકોડિંગથી હજી સુધી સીધી અસર થઈ નથી, કારણ કે અમને વ્યક્તિ તરીકે આવા જટિલ જીવતંત્રને એસેમ્બલ કરવા માટે એક પ્રકારની સૂચના મળી છે, પરંતુ તે કેવી રીતે બનાવવું તે શીખ્યા નથી અથવા તેમાં ઓછામાં ઓછી ભૂલો સુધારી છે. તેમ છતાં, સમગ્ર વિશ્વમાં પરમાણુ દવાનો યુગ પહેલેથી જ થ્રેશોલ્ડ પર છે, કહેવાતા જનીન તૈયારીઓ વિકસાવવામાં આવી રહી છે જે જીવંત લોકોમાં પેથોલોજીકલ જનીનોને અવરોધિત કરી શકે છે, કાઢી શકે છે અથવા બદલી શકે છે, અને માત્ર ફળદ્રુપ ઇંડામાં જ નહીં.

આપણે એ ન ભૂલવું જોઈએ કે યુકેરીયોટિક કોષોમાં ડીએનએ માત્ર ન્યુક્લિયસમાં જ નહીં, પણ મિટોકોન્ડ્રિયા અને પ્લાસ્ટીડ્સમાં પણ સમાયેલ છે. પરમાણુ જીનોમથી વિપરીત, મિટોકોન્ડ્રિયા અને પ્લાસ્ટીડમાં જનીનોનું સંગઠન પ્રોકેરીયોટિક જીનોમના સંગઠન સાથે ઘણું સામ્ય ધરાવે છે. હકીકત એ છે કે આ ઓર્ગેનેલ્સ કોષની વારસાગત માહિતીના 1% કરતા ઓછા વહન કરે છે અને તેમના પોતાના કાર્ય માટે જરૂરી પ્રોટીનના સંપૂર્ણ સેટને એન્કોડ પણ કરતા નથી, તેઓ શરીરની કેટલીક લાક્ષણિકતાઓને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરવામાં સક્ષમ છે. આમ, ક્લોરોફિટમ, આઇવી અને અન્યના છોડમાં વૈવિધ્યતા બે વૈવિધ્યસભર છોડને પાર કરતી વખતે પણ થોડી સંખ્યામાં વંશજો દ્વારા વારસામાં મળે છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે પ્લાસ્ટીડ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયા મોટે ભાગે ઇંડાના સાયટોપ્લાઝમ સાથે પ્રસારિત થાય છે, તેથી આવી આનુવંશિકતાને માતૃત્વ અથવા સાયટોપ્લાઝમિક કહેવામાં આવે છે, જીનોટાઇપિકથી વિપરીત, જે ન્યુક્લિયસમાં સ્થાનીકૃત છે.

મુદત "બાયોલોજી"બે ગ્રીક શબ્દો "બાયોસ" - જીવન અને "લોગો" - જ્ઞાન, શિક્ષણ, વિજ્ઞાનમાંથી બનેલ છે. આથી જીવવિજ્ઞાનની ક્લાસિક વ્યાખ્યા એક વિજ્ઞાન તરીકે છે જે તેના તમામ અભિવ્યક્તિઓમાં જીવનનો અભ્યાસ કરે છે.

બાયોલોજીહાલના અને લુપ્ત થયેલા જીવોની વિવિધતા, તેમની રચના, કાર્યો, મૂળ, ઉત્ક્રાંતિ, વિતરણ અને વ્યક્તિગત વિકાસ, એકબીજા સાથેના જોડાણો, સમુદાયો વચ્ચે અને નિર્જીવ પ્રકૃતિની શોધ કરે છે.

બાયોલોજીતેના તમામ અભિવ્યક્તિઓ અને ગુણધર્મોમાં જીવનની અંતર્ગત સામાન્ય અને ચોક્કસ પેટર્નની તપાસ કરે છે: ચયાપચય, પ્રજનન, આનુવંશિકતા, પરિવર્તનક્ષમતા, અનુકૂલનક્ષમતા, વૃદ્ધિ, વિકાસ, ચીડિયાપણું, ગતિશીલતા, વગેરે.

જીવવિજ્ઞાનમાં સંશોધન પદ્ધતિઓ

અવલોકન- સૌથી સરળ અને સૌથી વધુ સુલભ પદ્ધતિ. ઉદાહરણ તરીકે, તમે પ્રકૃતિમાં મોસમી ફેરફારો, છોડ અને પ્રાણીઓના જીવનમાં, પ્રાણીઓની વર્તણૂક વગેરેનું અવલોકન કરી શકો છો.
વર્ણનજૈવિક પદાર્થો (મૌખિક અથવા લેખિત વર્ણન).
સરખામણી- વર્ગીકરણમાં વપરાયેલ સજીવો વચ્ચે સમાનતા અને તફાવતો શોધવા.
પ્રાયોગિક પદ્ધતિ(પ્રયોગશાળા અથવા કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં) - ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્રના વિવિધ સાધનો અને પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને જૈવિક સંશોધન.
માઇક્રોસ્કોપી- પ્રકાશ અને ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને કોશિકાઓ અને સેલ્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સની રચનાનો અભ્યાસ. પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપ તમને કોષો અને વ્યક્તિગત ઓર્ગેનેલ્સના આકાર અને કદ જોવાની મંજૂરી આપે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક - વ્યક્તિગત ઓર્ગેનેલ્સની નાની રચનાઓ.
બાયોકેમિકલ પદ્ધતિ- જીવંત જીવોના કોષો અને પેશીઓની રાસાયણિક રચનાનો અભ્યાસ.
સાયટોજેનેટિક- માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ રંગસૂત્રોનો અભ્યાસ કરવાની પદ્ધતિ. તમે જીનોમિક મ્યુટેશન (ઉદાહરણ તરીકે, ડાઉન સિન્ડ્રોમ), રંગસૂત્ર પરિવર્તન (રંગસૂત્રોના આકાર અને કદમાં ફેરફાર) શોધી શકો છો.
અલ્ટ્રાસેન્ટ્રીફ્યુગેશન- વ્યક્તિગત સેલ્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સ (ઓર્ગેનેલ્સ) અને તેમના વધુ અભ્યાસનું અલગતા.
ઐતિહાસિક પદ્ધતિ- અગાઉ પ્રાપ્ત પરિણામો સાથે પ્રાપ્ત હકીકતોની સરખામણી.
મોડેલિંગ- પ્રક્રિયાઓ, બંધારણો, ઇકોસિસ્ટમ્સ વગેરેના વિવિધ મોડલની રચના. ફેરફારોની આગાહી કરવા માટે.
વર્ણસંકર પદ્ધતિ- ક્રોસિંગની પદ્ધતિ, આનુવંશિકતાના દાખલાઓનો અભ્યાસ કરવાની મુખ્ય પદ્ધતિ.
વંશાવળી પદ્ધતિ- વંશાવલિ સંકલન કરવાની એક પદ્ધતિ, જેનો ઉપયોગ લક્ષણના વારસાના પ્રકારને નિર્ધારિત કરવા માટે થાય છે.
ટ્વીન પદ્ધતિ- એક પદ્ધતિ જે તમને લક્ષણોના વિકાસ પર પર્યાવરણીય પરિબળોના પ્રભાવનો હિસ્સો નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે. સમાન જોડિયા પર લાગુ થાય છે.

અન્ય વિજ્ઞાન સાથે જીવવિજ્ઞાનનું જોડાણ.

જીવંત પ્રકૃતિની વિવિધતા એટલી મહાન છે કે આધુનિક જીવવિજ્ઞાનને વિજ્ઞાનના સંકુલ તરીકે રજૂ કરવું આવશ્યક છે. જીવવિજ્ઞાન જેમ કે વિજ્ઞાન અંતર્ગત છે દવા, ઇકોલોજી, જિનેટિક્સ, પસંદગી, વનસ્પતિશાસ્ત્ર, પ્રાણીશાસ્ત્ર, શરીરરચના, શરીરવિજ્ઞાન, માઇક્રોબાયોલોજી, ગર્ભશાસ્ત્ર વગેરે. બાયોલોજીએ અન્ય વિજ્ઞાનો સાથે મળીને બાયોફિઝિક્સ, બાયોકેમિસ્ટ્રી, બાયોનિક્સ, જીઓબોટની, પ્રાણીશાસ્ત્ર વગેરે જેવા વિજ્ઞાનોની રચના કરી. વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસના સંદર્ભમાં, સજીવોના અભ્યાસમાં નવી દિશાઓ ઉભરી રહી છે, અને નવા વિજ્ઞાન જીવવિજ્ઞાન સાથે સંબંધિત દેખાઈ રહ્યા છે. આ ફરી એકવાર સાબિત કરે છે કે જીવંત વિશ્વ બહુપક્ષીય અને જટિલ છે અને તે નિર્જીવ પ્રકૃતિ સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલું છે.

મૂળભૂત જૈવિક વિજ્ઞાન - તેમના અભ્યાસના પદાર્થો

શરીરરચના એ સજીવોની બાહ્ય અને આંતરિક રચના છે.
શરીરવિજ્ઞાન - જીવન પ્રક્રિયાઓ.
દવા - માનવ રોગો, તેમના કારણો અને સારવારની પદ્ધતિઓ.
ઇકોલોજી - પ્રકૃતિમાં જીવો વચ્ચેના સંબંધો, ઇકોસિસ્ટમ્સમાં પ્રક્રિયાઓની પેટર્ન.
આનુવંશિકતા - આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના નિયમો.
સાયટોલોજી એ કોશિકાઓનું વિજ્ઞાન છે (રચના, મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ, વગેરે).
બાયોકેમિસ્ટ્રી - જીવંત જીવોમાં બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ.
બાયોફિઝિક્સ - જીવંત જીવોમાં ભૌતિક ઘટના.
સંવર્ધન એ નવીની રચના અને હાલની જાતો, જાતિઓ, જાતોની સુધારણા છે.
પેલિયોન્ટોલોજી - પ્રાચીન જીવોના અવશેષો.
ગર્ભવિજ્ઞાન - એમ્બ્રોયોનો વિકાસ.

વ્યક્તિ જીવવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરી શકે છે:

રોગોની રોકથામ અને સારવાર માટે
જ્યારે પ્રથમ સહાય પૂરી પાડે છે અકસ્માતો ભોગ;
પાક ઉત્પાદન, પશુધન ઉછેરમાં
પર્યાવરણીય પ્રવૃત્તિઓમાં જે વૈશ્વિક પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં ફાળો આપે છે (પ્રકૃતિમાં જીવોના આંતરસંબંધો વિશે, પર્યાવરણની સ્થિતિને નકારાત્મક અસર કરતા પરિબળો વિશે જ્ઞાન, વગેરે).

જીવંત વસ્તુઓના ચિહ્નો અને ગુણધર્મો:

1. સેલ્યુલર માળખું.કોષ એ એક જ માળખાકીય અને કાર્યાત્મક એકમ છે, તેમજ પૃથ્વી પરના લગભગ તમામ જીવંત જીવોના વિકાસનું એકમ છે. વાયરસ અપવાદ છે, પરંતુ તેઓ જ્યારે કોષમાં હોય ત્યારે જ જીવંત ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરે છે. કોષની બહાર તેઓ જીવનના કોઈ ચિહ્નો દર્શાવતા નથી.

2. રાસાયણિક રચનાની એકતા.જીવંત વસ્તુઓ નિર્જીવ વસ્તુઓ જેવા જ રાસાયણિક તત્વોથી બનેલી છે, પરંતુ જીવંત વસ્તુઓમાં 90% સમૂહ ચાર તત્વોમાંથી આવે છે: S, O, N, N,જે જટિલ કાર્બનિક અણુઓની રચનામાં સામેલ છે, જેમ કે પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, લિપિડ્સ.

3. ચયાપચય અને ઊર્જા જીવંત વસ્તુઓના મુખ્ય ગુણધર્મો છે.તે બે આંતરસંબંધિત પ્રક્રિયાઓના પરિણામે હાથ ધરવામાં આવે છે: શરીરમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું સંશ્લેષણ (પ્રકાશ અને ખોરાકમાંથી ઊર્જાના બાહ્ય સ્ત્રોતોને કારણે) અને ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે જટિલ કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનની પ્રક્રિયા, જે પછી થાય છે. શરીર દ્વારા વપરાશ. ચયાપચય સતત બદલાતી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં રાસાયણિક રચનાની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

4. નિખાલસતા.તમામ જીવંત સજીવો ખુલ્લી પ્રણાલીઓ છે, એટલે કે એવી સિસ્ટમો કે જે પર્યાવરણમાંથી સતત ઊર્જા અને દ્રવ્ય મેળવે તો જ સ્થિર હોય છે.

5. સ્વ-પ્રજનન (પ્રજનન).સ્વ-પ્રજનન કરવાની ક્ષમતા એ તમામ જીવંત જીવોની સૌથી મહત્વપૂર્ણ મિલકત છે. તે કોઈપણ જીવંત જીવતંત્રની રચના અને કાર્યો વિશેની માહિતી પર આધારિત છે, જે ન્યુક્લિક એસિડમાં જડિત છે અને સજીવની રચના અને મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિની વિશિષ્ટતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

6. સ્વ-નિયમન.સ્વ-નિયમનની પદ્ધતિઓ માટે આભાર, શરીરના આંતરિક વાતાવરણની સંબંધિત સ્થિરતા જાળવવામાં આવે છે, એટલે કે. રાસાયણિક રચનાની સ્થિરતા અને શારીરિક પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતા જાળવવામાં આવે છે - હોમિયોસ્ટેસિસ.

7. વિકાસ અને વૃદ્ધિ.વ્યક્તિગત વિકાસ (ઓન્ટોજેનેસિસ) ની પ્રક્રિયામાં, જીવતંત્રના વ્યક્તિગત ગુણધર્મો ધીમે ધીમે અને સતત દેખાય છે (વિકાસ) અને તેની વૃદ્ધિ થાય છે (કદમાં વધારો). વધુમાં, તમામ જીવંત પ્રણાલીઓ વિકસિત થાય છે - તે ઐતિહાસિક વિકાસ (ફાઇલોજેની) દરમિયાન બદલાય છે.

8. ચીડિયાપણું.કોઈપણ જીવંત જીવ બાહ્ય અને આંતરિક પ્રભાવોને પ્રતિસાદ આપવા સક્ષમ છે.

9. આનુવંશિકતા.તમામ જીવંત જીવો મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓને સંતાનમાં સાચવવા અને પ્રસારિત કરવામાં સક્ષમ છે.

10. પરિવર્તનશીલતા.બધા જીવંત જીવો નવી લાક્ષણિકતાઓ બદલવા અને પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ છે.

જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના મૂળભૂત સ્તરો

તમામ જીવંત પ્રકૃતિ જૈવિક પ્રણાલીઓનો સંગ્રહ છે. જીવંત પ્રણાલીના મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો બહુસ્તરીય અને અધિક્રમિક સંગઠન છે. જૈવિક પ્રણાલીઓના ભાગો પોતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા ભાગોની બનેલી સિસ્ટમો છે. દરેક સ્તરે, દરેક જૈવિક પ્રણાલી અનન્ય છે અને અન્ય સિસ્ટમોથી અલગ છે.

વિજ્ઞાનીઓ, જીવંત વસ્તુઓના ગુણધર્મોના અભિવ્યક્તિની લાક્ષણિકતાઓના આધારે, જીવંત પ્રકૃતિના સંગઠનના ઘણા સ્તરોને ઓળખી કાઢ્યા છે:

1. મોલેક્યુલર સ્તર - કોષોમાં જોવા મળતા કાર્બનિક પદાર્થો (પ્રોટીન, લિપિડ્સ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, વગેરે) ના અણુઓ દ્વારા રજૂ થાય છે. પરમાણુ સ્તરે, વ્યક્તિ જૈવિક અણુઓના ગુણધર્મો અને બંધારણો, કોષમાં તેમની ભૂમિકા, જીવતંત્રના જીવનમાં વગેરેનો અભ્યાસ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડીએનએ પરમાણુ બમણું કરવું, પ્રોટીનનું માળખું, વગેરે.

2. સેલ્યુલર સ્તર – કોષો દ્વારા રજૂ થાય છે. સેલ્યુલર સ્તરે, જીવંત વસ્તુઓના ગુણધર્મો અને ચિહ્નો દેખાવાનું શરૂ કરે છે.સેલ્યુલર સ્તરે, વ્યક્તિ કોષો અને સેલ્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સની રચના અને કાર્યો, તેમાં થતી પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાયટોપ્લાઝમની હિલચાલ, કોષ વિભાજન, રાઈબોઝોમમાં પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણ વગેરે.

3. અંગ-પેશી સ્તર – મલ્ટિસેલ્યુલર સજીવોના પેશીઓ અને અવયવો દ્વારા રજૂ થાય છે. આ સ્તરે, વ્યક્તિ પેશીઓ અને અવયવોની રચના અને કાર્યો, તેમાં થતી પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હૃદયનું સંકોચન, જહાજો દ્વારા પાણી અને ક્ષારનું હલનચલન, વગેરે.

4. સજીવ સ્તર – યુનિસેલ્યુલર અને મલ્ટિસેલ્યુલર સજીવો દ્વારા રજૂ થાય છે. આ સ્તરે, જીવતંત્રનો સંપૂર્ણ અભ્યાસ કરવામાં આવે છે: તેની રચના અને મહત્વપૂર્ણ કાર્યો, પ્રક્રિયાઓના સ્વ-નિયમનની પદ્ધતિઓ, જીવનની પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલન વગેરે.

5. વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તર- ચોક્કસ પ્રદેશમાં લાંબા સમય સુધી સાથે રહેતા સમાન પ્રજાતિના વ્યક્તિઓનો સમાવેશ કરતી વસ્તી દ્વારા રજૂ થાય છે. એક વ્યક્તિનું જીવન આનુવંશિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે, અને અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં વસ્તી અનિશ્ચિત સમય માટે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ સ્તરે ઉત્ક્રાંતિના પ્રેરક દળો કામ કરવાનું શરૂ કરે છે - અસ્તિત્વ માટેનો સંઘર્ષ, કુદરતી પસંદગી વગેરે. વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તરે, તેઓ વ્યક્તિઓની સંખ્યાની ગતિશીલતા, વસ્તીની વય-લિંગ રચના, ઉત્ક્રાંતિનો અભ્યાસ કરે છે. વસ્તીમાં ફેરફાર, અને તેથી વધુ.

6. ઇકોસિસ્ટમ સ્તર- ચોક્કસ પ્રદેશમાં સાથે રહેતા વિવિધ પ્રજાતિઓની વસ્તી દ્વારા રજૂ થાય છે. આ સ્તરે, સજીવો અને પર્યાવરણ વચ્ચેના સંબંધો, પરિસ્થિતિ કે જે ઇકોસિસ્ટમ્સની ઉત્પાદકતા અને ટકાઉપણું નક્કી કરે છે, ઇકોસિસ્ટમમાં થતા ફેરફારો વગેરેનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.

7. બાયોસ્ફિયર સ્તર- જીવંત પદાર્થોના સંગઠનનું ઉચ્ચતમ સ્વરૂપ, ગ્રહની તમામ ઇકોસિસ્ટમને એકીકૃત કરે છે. આ સ્તરે, સમગ્ર ગ્રહના સ્કેલ પર પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે - પ્રકૃતિમાં દ્રવ્ય અને ઊર્જાના ચક્ર, વૈશ્વિક પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ, પૃથ્વીની આબોહવામાં ફેરફારો, વગેરે. હાલમાં, ક્રમમાં બાયોસ્ફિયરની સ્થિતિ પર માનવ પ્રભાવનો અભ્યાસ. વૈશ્વિક પર્યાવરણીય સંકટને રોકવા માટે સર્વોચ્ચ મહત્વ છે.

ટિકિટ 1 1. વિજ્ઞાન તરીકે જીવવિજ્ઞાન, તેની સિદ્ધિઓ, અન્ય વિજ્ઞાન સાથે જોડાણ. જીવંત વસ્તુઓનો અભ્યાસ કરવાની પદ્ધતિઓ. માનવ જીવન અને વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા. 2. વનસ્પતિ સામ્રાજ્ય, જીવંત પ્રકૃતિના અન્ય રાજ્યોથી તેના તફાવતો. સમજાવો કે છોડના કયા જૂથ હાલમાં પૃથ્વી પર પ્રબળ સ્થાન ધરાવે છે. જીવંત છોડ અથવા હર્બેરિયમ નમુનાઓમાં આ જૂથના પ્રતિનિધિઓ શોધો. 3. માનવ શરીરમાં ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ વિશેના જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરીને, શારીરિક નિષ્ક્રિયતા, તણાવ, ખરાબ ટેવો અને ચયાપચય પર અતિશય આહારની અસર વિશે વૈજ્ઞાનિક સમજૂતી આપો.

1. જીવવિજ્ઞાન (ગ્રીક બાયોસ લાઇફમાંથી, લોગો સાયન્સ) જીવનનું વિજ્ઞાન. તે જીવંત સજીવો, તેમની રચના, વિકાસ અને મૂળ, તેમના પર્યાવરણ અને અન્ય જીવંત જીવો સાથેના સંબંધોનો અભ્યાસ કરે છે. 2. જીવવિજ્ઞાન - જીવન વિશે, જીવંત પ્રકૃતિ વિશે વિજ્ઞાનનો સમૂહ (કોષ્ટક "જૈવિક વિજ્ઞાનની સિસ્ટમ" જુઓ). I. વિજ્ઞાન તરીકે બાયોલોજી, અન્ય વિજ્ઞાનના સંબંધમાં તેની સિદ્ધિઓ. જીવંત વસ્તુઓનો અભ્યાસ કરવાની પદ્ધતિઓ. માનવ જીવન અને વ્યવહારિક પ્રવૃત્તિઓમાં જીવવિજ્ઞાનની ભૂમિકા.

3. જીવવિજ્ઞાનમાં મૂળભૂત પદ્ધતિઓ 1. અવલોકન (તમને જૈવિક ઘટનાનું વર્ણન કરવાની મંજૂરી આપે છે), 2. સરખામણી (વિવિધ જીવોની રચના અને જીવનની સામાન્ય પેટર્ન શોધવાનું શક્ય બનાવે છે), 3. પ્રયોગ અથવા અનુભવ (સંશોધકને અભ્યાસ કરવામાં મદદ કરે છે. જૈવિક પદાર્થોના ગુણધર્મો), 4. મોડેલિંગ (નિરીક્ષણ અથવા પ્રાયોગિક પ્રજનન માટે અગમ્ય હોય તેવી પ્રક્રિયાઓનું અનુકરણ કરવામાં આવે છે), 5. ઐતિહાસિક પદ્ધતિ (આધુનિક કાર્બનિક વિશ્વ અને તેના ભૂતકાળ વિશેના ડેટાના આધારે, જીવંત પ્રકૃતિના વિકાસની પ્રક્રિયાઓ શીખવામાં આવે છે) .

4. જીવવિજ્ઞાનની સિદ્ધિઓ: 1). પૃથ્વી પર અસ્તિત્વમાં રહેલા જીવંત જીવોની મોટી સંખ્યામાં પ્રજાતિઓનું વર્ણન; 2). સેલ્યુલર, ઉત્ક્રાંતિ, રંગસૂત્ર સિદ્ધાંતની રચના; 3). આનુવંશિકતા (જીન્સ) ના માળખાકીય એકમોના પરમાણુ બંધારણની શોધ આનુવંશિક ઇજનેરીની રચના માટેના આધાર તરીકે સેવા આપી હતી. 4). આધુનિક જીવવિજ્ઞાનની સિદ્ધિઓનો વ્યવહારુ ઉપયોગ ઔદ્યોગિક રીતે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં જૈવિક સક્રિય પદાર્થો મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

6). આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતાના નિયમોના જ્ઞાનને કારણે, ઘરેલું પ્રાણીઓની નવી ઉચ્ચ ઉત્પાદક જાતિઓ અને ઉગાડવામાં આવતા છોડની જાતોના નિર્માણમાં કૃષિમાં મોટી સફળતાઓ પ્રાપ્ત થઈ છે. 5). સજીવો વચ્ચેના સંબંધોના અભ્યાસના આધારે, પાકની જીવાતોને નિયંત્રિત કરવા માટે જૈવિક પદ્ધતિઓ બનાવવામાં આવી છે.

7).બાયોલોજીમાં પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણની પદ્ધતિઓ અને પ્રકાશસંશ્લેષણના રહસ્યોને સ્પષ્ટ કરવા માટે ખૂબ મહત્વ જોડાયેલું છે, જે કાર્બનિક પોષક તત્વો મેળવવાનો માર્ગ ખોલશે. આ ઉપરાંત, ઉદ્યોગમાં (બાંધકામમાં, નવી મશીનો અને મિકેનિઝમ્સ બનાવતી વખતે) જીવંત પ્રાણીઓના સંગઠન (બાયોનિક્સ) ના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ હાલમાં લાવે છે અને ભવિષ્યમાં નોંધપાત્ર આર્થિક અસર આપશે. હનીકોમ્બ ડિઝાઇન બાંધકામ માટે "હનીકોમ્બ પેનલ્સ" ના ઉત્પાદન માટેનો આધાર બનાવે છે

આવી સ્થિતિમાં, ખાદ્ય સંસાધનોમાં વધારો કરવાનો એકમાત્ર આધાર કૃષિની તીવ્રતા હોઈ શકે છે. આ પ્રક્રિયામાં મહત્વની ભૂમિકા સુક્ષ્મસજીવો, છોડ અને પ્રાણીઓના નવા ઉચ્ચ ઉત્પાદક સ્વરૂપોના વિકાસ અને કુદરતી સંસાધનોના તર્કસંગત, વૈજ્ઞાનિક રીતે આધારિત ઉપયોગ દ્વારા ભજવવામાં આવશે.

1. છોડ ઓટોટ્રોફ છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે સક્ષમ છે; 2. કોશિકાઓમાં રંગદ્રવ્યો સાથે પ્લાસ્ટીડ્સની હાજરી; 3. કોષો સેલ્યુલોઝ દિવાલથી ઘેરાયેલા છે; 4. કોશિકાઓમાં સેલ સત્વ સાથે વેક્યુલ્સની હાજરી; 5.અમર્યાદિત વૃદ્ધિ; 6. પ્લાન્ટ હોર્મોન્સ છે - ફાયટોહોર્મોન્સ; 7. ઓસ્મોટિક પ્રકારનું પોષણ (કોષ પટલ દ્વારા પ્રવેશતા જલીય દ્રાવણના સ્વરૂપમાં પોષક તત્વોની પ્રાપ્તિ).

એન્જીયોસ્પર્મ્સ અથવા ફૂલોના છોડ એ આધુનિક ઉચ્ચ છોડનો સૌથી મોટો વિભાગ છે, જેની સંખ્યા લગભગ 250 હજાર પ્રજાતિઓ છે. તેઓ તમામ આબોહવા વિસ્તારોમાં ઉગે છે અને વિશ્વના તમામ બાયોજીઓસેનોઝનો ભાગ છે. આ પૃથ્વી પર અસ્તિત્વની આધુનિક પરિસ્થિતિઓમાં તેમની ઉચ્ચ અનુકૂલનક્ષમતા દર્શાવે છે.

એન્જીયોસ્પર્મ્સ (ફૂલોના છોડ) માં અનુકૂલન કે જેણે તેમને પૃથ્વી પર પ્રભાવશાળી સ્થાન મેળવવાની મંજૂરી આપી: I. ફૂલોના છોડના વનસ્પતિ અંગો સૌથી મોટી જટિલતા અને વિવિધતા પ્રાપ્ત કરે છે. II. ફૂલોના છોડમાં વધુ અદ્યતન વાહક પ્રણાલી હોય છે, જે છોડને વધુ સારી રીતે પાણી પુરવઠો પૂરો પાડે છે. III. પ્રથમ વખત, ફૂલોના છોડમાં એક નવું અંગ હોય છે - ફૂલ. અંડકોશ અંડાશયના બંધ પોલાણમાં બંધ હોય છે, જે એક અથવા વધુ ફ્યુઝ્ડ કાર્પેલ્સ દ્વારા રચાય છે. બીજ ફળોમાં બંધ છે. ડબલ ગર્ભાધાન દેખાયા, જે તેમને છોડની દુનિયાના અન્ય તમામ જૂથોથી તીવ્રપણે અલગ પાડે છે. IV. વાહક પ્રણાલીમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિવર્તનો થયા. ટ્રેચેઇડ્સને બદલે, જહાજો ઝાયલેમના મુખ્ય વાહક તત્વો બની જાય છે, જે ચડતા પ્રવાહની ગતિને નોંધપાત્ર રીતે વેગ આપે છે. આમ, એન્જીયોસ્પર્મ્સને સ્પર્ધામાં વધારાની તકો મળી અને આખરે અસ્તિત્વ માટેના સંઘર્ષમાં "વિજેતા" બન્યા.

III. માનવ શરીરમાં ચયાપચય અને ઊર્જા રૂપાંતરણ વિશેના જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરીને, શારીરિક નિષ્ક્રિયતા, તણાવ, ખરાબ ટેવો અને ચયાપચય પર અતિશય આહારની અસર વિશે વૈજ્ઞાનિક સમજૂતી આપો. શરીર બહારથી ઘણા પદાર્થો મેળવે છે, તેમની પ્રક્રિયા કરે છે, ઊર્જા મેળવે છે અથવા તે પરમાણુઓ કે જે શરીરને તેના પોતાના પેશીઓ બનાવવા માટે જરૂરી છે. પરિણામી મેટાબોલિક ઉત્પાદનો શરીરમાંથી વિસર્જન થાય છે. વિસર્જનની તમામ પ્રતિક્રિયાઓ (ઉર્જાના પ્રકાશન સાથે પદાર્થોનું વિભાજન) અને એસિમિલેશન (શરીર માટે જરૂરી પદાર્થોનું સંશ્લેષણ) ને ચયાપચય કહેવામાં આવે છે. તંદુરસ્ત શરીરમાં, એસિમિલેશન અને ડિસિમિલેશન સખત રીતે સંતુલિત છે. બધી મેટાબોલિક પ્રતિક્રિયાઓ નર્વસ અને અંતઃસ્ત્રાવી પ્રણાલીઓ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર ઘણા માનવ રોગોનું કારણ બને છે.

1. શારીરિક નિષ્ક્રિયતા - શારીરિક પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો, શારીરિક પ્રવૃત્તિનો અભાવ - સ્નાયુઓની કામગીરીમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, રક્તવાહિની તંત્ર અને પરિણામે, મેટાબોલિક વિકૃતિઓ અને સમગ્ર જીવતંત્રની સ્થિતિમાં બગાડ. શારીરિક પ્રવૃત્તિ પર ખર્ચવામાં ન આવતા પોષક તત્વો સંગ્રહિત થાય છે, જે ઘણીવાર સ્થૂળતા તરફ દોરી જાય છે. અતિશય આહાર પણ આમાં ફાળો આપે છે (2).

3. તણાવ એ શરીરની એક રક્ષણાત્મક પ્રતિક્રિયા છે જે તેને જોખમના સમયમાં ટકી રહેવા દે છે. તણાવ શરીરની ક્ષમતાઓને ગતિશીલ બનાવે છે, હોર્મોન્સના પ્રકાશન સાથે છે, રક્તવાહિની પ્રવૃત્તિની તીવ્રતામાં વધારો કરે છે, વગેરે. જો કે, ગંભીર અને ખાસ કરીને લાંબા સમય સુધી તણાવ માનવ શક્તિ અને ચયાપચયની વિકૃતિઓમાં ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે.

4. આલ્કોહોલિક પીણાંનો સતત વપરાશ ચયાપચય પર ખૂબ જ મજબૂત નકારાત્મક અસર કરે છે. મદ્યપાન કરનારાઓમાં, ઇથિલ આલ્કોહોલનું ઓક્સિડાઇઝિંગ શરીરને ચોક્કસ માત્રામાં ઊર્જા આપે છે, પરંતુ તે ખૂબ જ ઝેરી પદાર્થો પણ ઉત્પન્ન કરે છે જે યકૃત અને મગજના કોષોને મારી નાખે છે. ધીમે ધીમે, મદ્યપાન કરનારની ભૂખ ઓછી થાય છે, અને તેઓ સામાન્ય માત્રામાં પ્રોટીન, ચરબી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ ખાવાનું બંધ કરે છે, તેમને આલ્કોહોલિક પીણાઓ સાથે બદલી દે છે, જે શરીરના વિનાશ તરફ દોરી જાય છે. ક્રોનિક મદ્યપાન કરનારાઓ હંમેશા યકૃતને નુકસાન પહોંચાડે છે, તેઓ વજન ગુમાવે છે, અને ધીમે ધીમે સ્નાયુઓનો વિનાશ થાય છે.

5. ધૂમ્રપાન પણ ચયાપચય પર મજબૂત નકારાત્મક અસર કરે છે, કારણ કે તે ફેફસાંને નષ્ટ કરે છે અને શરીરને જરૂરી માત્રામાં ઓક્સિજન પ્રાપ્ત કરવાથી અટકાવે છે. આ ઉપરાંત, ધૂમ્રપાનથી ફેફસાંનું કેન્સર થવાની સંભાવના ઘણી વધી જાય છે.

6. માદક પદાર્થો, ચયાપચયમાં ભાગ લેતા, વ્યસનનું કારણ બને છે, ત્યારબાદ, નિકોટિન, આલ્કોહોલ, વગેરેનું સેવન બંધ થવાથી ઉપાડના લક્ષણો છે - સુખાકારીમાં તીવ્ર બગાડ. આમ, દવાઓ પર શારીરિક અને માનસિક અવલંબન થાય છે.