Ini adalah ciri khas kehidupan di planet kita hubungan yang kompleks dan hierarkis antar tingkat organisasi. Seluruh dunia organik dan lingkungan membentuk biosfer, yang pada gilirannya terdiri dari biogeocenosis (ekosistem) - wilayah dengan kondisi alam yang khas dan kompleks tumbuhan dan hewan tertentu (biocenosis). Biocenosis dibentuk oleh populasi – kelompok organisme tumbuhan dan hewan dari spesies yang sama, hidup di wilayah tertentu dan mampu berproduksi. Populasi terdiri dari perwakilan spesies (individu) tertentu yang mampu kawin silang secara bebas dan menghasilkan keturunan yang fertil. Organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan yang dibentuk oleh sel. Organisme bersel tunggal dan sel dibentuk oleh struktur intraseluler yang terdiri dari molekul.

Berdasarkan hal tersebut, kami membedakannya beberapa tingkat organisasi makhluk hidup.

Setiap tingkat organisasi organisme hidup dicirikan oleh polanya sendiri yang terkait dengan prinsip-prinsip spesifik organisasinya dan ciri-ciri hubungannya dengan tingkat lainnya.

Biologi umum mempelajari pola-pola dasar fenomena kehidupan yang terjadi pada berbagai tingkat organisasi makhluk hidup. Pertimbangan organisasi makhluk hidup dimulai dengan penjelasan tentang struktur dan sifat molekul organik kompleks. Sel-sel organisme multiseluler adalah bagian dari jaringan; dua atau lebih jaringan membentuk suatu organ. Organisme multiseluler memiliki struktur kompleks, yang terdiri dari jaringan dan organ, dan sekaligus merupakan unit dasar suatu spesies biologis. Dengan berinteraksi satu sama lain, spesies membentuk suatu komunitas, atau sistem ekologi, yang pada gilirannya merupakan salah satu komponen biosfer.

Setiap tingkat organisasi organisme dipelajari oleh cabang biologi terkait.

Tingkat molekuler

Catatan 1

Setiap sistem kehidupan, betapapun rumitnya organisasinya, ditentukan oleh tingkat fungsi makromolekul biologis - biopolimer: asam nukleat, protein, polisakarida, serta zat organik penting lainnya. Dari tingkat ini, proses terpenting dalam kehidupan tubuh dimulai: metabolisme dan konversi energi, transmisi informasi keturunan, dll.

Biologi molekuler, genetika molekuler, fisiologi, sitokimia, biokimia, biofisika, cabang virologi tertentu, mikrobiologi mempelajari proses fisikokimia yang terjadi dalam organisme hidup (sintesis, dekomposisi dan transformasi timbal balik protein, asam nukleat, polisakarida, lipid dan zat lain dalam tubuh). sel; metabolisme, energi dan informasi yang mengatur proses ini).

Penelitian terhadap sistem kehidupan menunjukkan bahwa sistem kehidupan terdiri dari senyawa organik dengan berat molekul rendah dan tinggi, yang hampir mustahil dideteksi di alam mati. Biopolimer yang paling khas bagi organisme hidup adalah protein, asam nukleat, polisakarida, lipid (senyawa mirip lemak) dan molekul penyusunnya (asam amino, nukleotida, monosakarida, asam lemak). Juga, pada tingkat ini, sintesis, pemecahan dan transformasi timbal balik senyawa-senyawa ini dalam sel, metabolisme, energi dan informasi, serta pengaturan proses-proses ini dipelajari.

Dari hasil penelitian tersebut, ditemukan bahwa fitur terpenting dari jalur metabolisme utama adalah aksi katalis biologis - enzim(senyawa yang bersifat protein), yang secara selektif mempengaruhi laju reaksi kimia. Struktur beberapa asam amino, sejumlah protein dan banyak senyawa organik sederhana juga telah dipelajari. Telah ditetapkan bahwa energi kimia, yang dilepaskan selama oksidasi biologis (proses respirasi, glikolisis), disimpan dalam bentuk senyawa kaya energi (terutama asam adenosin fosfat ATP, ADP, dll.), dan kemudian digunakan dalam proses yang memerlukan masukan energi (kontraksi otot, sintesis dan pengangkutan zat). Keberhasilan besar adalah penemuan kode genetik. Ditemukan bahwa faktor keturunan yang dikodekan dalam DNA melalui protein enzim mengendalikan protein struktural dan semua sifat dasar sel dan organisme secara keseluruhan.

Penelitian pada tingkat molekuler memerlukan isolasi dan studi semua jenis molekul yang menyusun sel dan mengungkap hubungannya satu sama lain.

Metode penelitian yang digunakan pada tingkat molekuler:

elektroforesis (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan muatannya);
ultrasentrifugasi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan kepadatan dan ukurannya);
kromatografi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan sifat adsorpsinya);
Analisis difraksi sinar-X (mempelajari susunan spasial relatif atom dalam molekul kompleks);
radioisotop (studi tentang jalur transformasi zat, laju sintesis dan peluruhannya);
pemodelan buatan sistem dari elemen seluler yang terisolasi (reproduksi proses yang terjadi di dalam sel - semua proses biokimia di dalam sel tidak terjadi dalam campuran zat yang homogen, tetapi pada struktur seluler tertentu).

Tingkat seluler

Di tingkat sel sitologi, histologi, dan departemennya (kariologi, sito- dan histokimia, sitofisiologi, sitogenetika), banyak bagian fisiologi, mikrobiologi dan virologi mempelajari struktur sel dan komponen seluler internal, serta hubungan dan hubungan antar sel dalam jaringan dan organ tubuh. Tidak ada bentuk kehidupan non-seluler yang hidup bebas.

Sel- unit fungsional dan struktural independen utama dari organisme multiseluler. Ada organisme bersel tunggal (alga, jamur, protozoa, bakteri). Selain itu, sel merupakan unit perkembangan seluruh organisme hidup yang ada di bumi. Sifat-sifat sel ditentukan oleh komponen-komponennya, yang menjalankan berbagai fungsi.

Berkat penelitian di tingkat sel, komponen utama sel, struktur sel dan jaringan, serta perubahannya selama perkembangan telah dipelajari.

Metode penelitian pada tingkat sel:

mikroskop (mikroskop cahaya memungkinkan Anda melihat objek hingga ukuran 1 mikron);
reaksi histokimia warna (deteksi lokalisasi berbagai bahan kimia dan enzim di dalam sel);
autoradiografi (deteksi tempat sintesis makromolekul dalam sel);
mikroskop elektron (membedakan struktur hingga makromolekul, meskipun menggambarkan strukturnya seringkali sulit karena kontras gambar yang tidak mencukupi);
sentrifugasi (studi tentang fungsi komponen intraseluler - mereka diisolasi dari sel yang dihancurkan (dihomogenisasi));
kultur jaringan (studi tentang sifat sel);
bedah mikro (pertukaran inti antar sel, fusi (hibridisasi) sel.

Tingkat jaringan

Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang serupa strukturnya, disatukan oleh fungsi yang sama. Ratusan sel berbeda membentuk tubuh berbagai organisme multiseluler. Berbagai sel hewan membentuk empat jenis jaringan: saraf, ikat, epitel dan otot. Tumbuhan dibagi menjadi jaringan formatif dan permanen. Jaringan permanen meliputi jaringan integumen, konduktif, mekanik, dan dasar.

Tingkat organ

Definisi 2

Organ- ini adalah bagian tubuh yang sangat berdiferensiasi yang terletak di tempat tertentu dan menjalankan fungsi khusus. Ini adalah kombinasi struktural dan fungsional dari beberapa jenis jaringan. Mereka terbentuk selama perkembangan sel-sel berbagai jaringan.

Sekelompok organ yang berbeda berfungsi secara kolektif untuk menjalankan fungsi umum bagi tubuh. Seseorang memiliki sistem organ berikut: sistem pencernaan, pernafasan, kardiovaskular, saraf, sekretori, ekskresi, reproduksi, endokrin, otot, rangka dan jaringan integumen. Masing-masing organ dalam sistem menjalankan fungsi tertentu, namun semuanya bekerja sama sebagai satu “tim”, memastikan efisiensi maksimum seluruh sistem. Semua sistem organ berfungsi saling berhubungan dan diatur oleh sistem saraf dan endokrin. Gangguan fungsi organ mana pun menyebabkan patologi seluruh sistem dan bahkan tubuh.

Tingkat organisme

Fisiologi (tumbuhan dan hewan, aktivitas saraf yang lebih tinggi), morfologi eksperimental, endokrinologi, embriologi, imunologi, serta sejumlah cabang biologi lainnya mempelajari proses dan fenomena yang terjadi pada individu, dan fungsi terkoordinasi dari organ dan sistemnya.

Pada tataran ini, untuk menciptakan teori umum tentang entogenesis, dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengungkap mekanisme sebab-akibat terbentuknya suatu organisasi biologis, diferensiasi dan integrasinya, serta implementasi informasi genetik dalam entogenesis. Mekanisme kerja organ dan sistemnya, perannya dalam kehidupan tubuh, pengaruh timbal balik organ, pengaturan fungsi saraf dan humoral, perilaku hewan, perubahan adaptif, dll juga dipelajari.

Pada tingkat ini juga dipelajari mekanisme kerja organ dan sistem, perannya dalam kehidupan tubuh, hubungan organ, perilaku organisme, dan perubahan adaptif.

Metode penelitian yang digunakan saat ini:

elektrofisiologi(terdiri dari penculikan, amplifikasi dan registrasi potensi bioelektrik);
biokimia(regulasi endokrin sedang dipelajari - isolasi dan pemurnian hormon, sintesis analognya, studi tentang biosintesis dan mekanisme kerja hormon);
berhubung dgn sibernetika(penelitian GNI hewan dan manusia menggunakan pemodelan);
eksperimental(pengembangan refleks terkondisi, pengaturan tugas).

Tingkat populasi-spesies

Definisi 3

Cabang biologi tertentu (morfologi, fisiologi, genetika, ekologi) mempelajari unit dasar dari proses evolusi - populasi- kumpulan individu dari spesies yang sama yang mendiami suatu wilayah tertentu, kurang lebih terisolasi dari kelompok tetangganya.

Studi tentang komposisi dan dinamika populasi terkait erat dengan tingkat molekuler, seluler, dan organisme.

Metode penelitian adalah metode ilmu-ilmu yang mempelajari pertanyaan-pertanyaan yang secara khusus diajukan pada tingkat ini:

metode genetik - sifat distribusi karakteristik herediter dalam populasi;
morfologis
fisiologis
lingkungan.

Suatu populasi dan suatu spesies secara keseluruhan dapat dijadikan sebagai objek kajian dalam berbagai cabang biologi.

Tingkat biogeocenotic, atau biosfer

Definisi 4

Biogeocenology, ekologi, biogeokimia dan cabang biologi lainnya mempelajari proses yang terjadi di biogeocenosis(ekosistem) - unit struktural dan fungsional dasar biosfer.

Pada tingkat ini dilakukan kajian komprehensif yang mencakup hubungan antara komponen biotik dan abiotik yang merupakan bagian dari biogeocenosis; pergerakan materi hidup di biosfer, jalur dan pola sirkulasi energi dipelajari. Pendekatan ini memungkinkan untuk meramalkan konsekuensi dari aktivitas ekonomi manusia dan, dalam bentuk program internasional “Manusia dan Biosfer”, untuk mengoordinasikan upaya para ahli biologi dari banyak negara.

Yang sangat penting secara praktis adalah studi tentang produktivitas biologis biogeocenosis (pemanfaatan energi radiasi matahari melalui fotosintesis dan penggunaan energi yang disimpan oleh autotrof oleh organisme heterotrofik).

Catatan 2

Perlunya kajian mendetail tentang tingkat organisasi biosfer makhluk hidup ditentukan oleh fakta bahwa biogeocenosis adalah lingkungan tempat terjadinya proses kehidupan di planet kita.

Semua alam yang hidup adalah kumpulan sistem biologis dengan tingkat organisasi berbeda dan subordinasi berbeda.
Tingkat pengorganisasian makhluk hidup dipahami sebagai tempat fungsional yang ditempati oleh struktur biologis tertentu dalam sistem umum pengorganisasian alam.

Tingkat organisasi makhluk hidup adalah sekumpulan parameter kuantitatif dan kualitatif suatu sistem biologis tertentu (sel, organisme, populasi, dll), yang menentukan kondisi dan batas-batas keberadaannya.

Ada beberapa tingkatan organisasi sistem kehidupan, yang mencerminkan subordinasi dan hierarki organisasi struktural kehidupan.

Tingkat molekuler (genetik molekuler). diwakili oleh biopolimer individu (DNA, RNA, protein, lipid, karbohidrat dan senyawa lainnya); Pada tingkat kehidupan ini dipelajari fenomena yang berkaitan dengan perubahan (mutasi) dan reproduksi materi genetik dan metabolisme. Inilah yang dilakukan sains - biologi molekuler.
Selulertingkat- tingkat keberadaan kehidupan dalam bentuk sel - unit struktural dan fungsional kehidupan, dipelajari oleh sitologi. Pada tingkat ini, proses seperti metabolisme dan energi, pertukaran informasi, reproduksi, fotosintesis, transmisi impuls saraf dan banyak lainnya dipelajari.

Sel adalah unit struktural semua makhluk hidup.

Tingkat jaringan mempelajari histologi.

Jaringan adalah kumpulan zat dan sel antar sel yang serupa struktur, asal usul dan fungsinya.

Organtingkat. Organ tersebut mencakup beberapa jaringan.
Organismetingkat- keberadaan independen suatu individu - organisme uniseluler atau multiseluler dipelajari, misalnya, fisiologi dan autekologi (ekologi individu). Individu sebagai organisme integral mewakili unit dasar kehidupan. Kehidupan di alam tidak ada dalam bentuk lain apa pun.

Suatu organisme adalah pembawa kehidupan yang nyata, yang dicirikan oleh semua sifat-sifatnya.

Populasi-spesiestingkat- tingkat, yang diwakili oleh sekelompok individu dari spesies yang sama - suatu populasi; Di dalam populasi terjadi proses evolusi dasar (akumulasi, manifestasi dan seleksi mutasi). Tingkat organisasi ini dipelajari oleh ilmu-ilmu seperti deekologi (atau ekologi populasi) dan ilmu evolusi.

Populasi adalah kumpulan individu-individu sejenis yang hidup dalam jangka waktu lama dalam suatu wilayah tertentu, saling kawin secara bebas dan relatif terisolasi dari individu-individu lain yang sejenis.

Biogeosenotiktingkat- diwakili oleh komunitas (ekosistem) yang terdiri dari berbagai populasi dan habitatnya. Tingkat organisasi ini dipelajari oleh biocenology atau synecology (ekologi komunitas).

Biogeocenosis adalah kumpulan semua spesies dengan kompleksitas organisasi yang berbeda-beda dan semua faktor habitatnya.

Lingkungantingkat- tingkat yang mewakili totalitas semua biogeocenosis. Di biosfer terjadi sirkulasi zat dan transformasi energi dengan partisipasi organisme.

Tingkat organisasi sistem kehidupan. Tingkat seluler. Ketentuan dasar

teori sel modern.

Tingkat genetik molekuler (unit dasar - gen)

Tingkat seluler (sel)

Tingkat organisme, sebaliknya ontogenetik (individu)

Populasi-spesies (populasi)

Biogeocenosis (biogeocenosis)

Tingkat sel adalah tingkat sel (sel bakteri, cyanobacteria, hewan uniseluler dan alga, jamur uniseluler, sel organisme multiseluler). Fenomena dasar diwakili oleh reaksi metabolisme sel. Berkat aktivitas sel, zat-zat yang berasal dari luar diubah menjadi substrat dan energi, yang dimanfaatkan dalam proses biosintesis protein sesuai dengan informasi yang ada. Dengan cara ini, mekanisme transfer informasi dan transformasi zat dan energi digabungkan pada tingkat sel. Fenomena dasar pada tingkat ini menciptakan landasan energi dan material kehidupan pada tingkat lainnya. Sel adalah satuan struktural makhluk hidup, satuan fungsional, satuan perkembangan. Tingkat ini dipelajari oleh sitologi, sitokimia, sitogenetika, mikrobiologi, teori sel modern mencakup prinsip-prinsip dasar berikut:

No 1 Sel adalah suatu kesatuan struktur, aktivitas vital, pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup;

No 2 Sel adalah suatu sistem tunggal yang terdiri dari banyak unsur yang secara alami saling berhubungan satu sama lain, mewakili suatu bentukan integral tertentu;

No.3 Sel-sel semua organisme serupa dalam komposisi kimia, struktur dan fungsinya;

No.4 Sel baru terbentuk hanya sebagai hasil pembelahan sel asli;

No.5 Sel organisme multiseluler membentuk jaringan, dan jaringan membentuk organ. Kehidupan suatu organisme secara keseluruhan ditentukan oleh interaksi sel-sel penyusunnya;

Nomor 6 Sel organisme multiseluler memiliki serangkaian gen lengkap, tetapi berbeda satu sama lain karena kelompok gen yang berbeda bekerja di dalamnya, yang menghasilkan keragaman morfologi dan fungsional sel - diferensiasi.

Organisasi struktural dan fungsional sel pro dan eukariotik.

Sel-sel tipe prokariotik berukuran sangat kecil (diameter tidak lebih dari 0,5-3,0 mikron). mereka tidak memiliki inti yang berbeda secara morfologi, karena bahan inti berupa DNA tidak dibatasi dari sitoplasma oleh membran. Sel tidak memiliki sistem membran yang dikembangkan. Peralatan genetik dibentuk oleh satu kromosom melingkar, yang tidak memiliki protein histon dasar. Prokariota tidak memiliki pusat sel. Pergerakan sitoplasma intraseluler dan pergerakan amoeboid tidak khas bagi mereka. Waktu yang diperlukan untuk pembentukan dua sel anak (generasi time) relatif singkat yaitu puluhan menit. Sel prokariotik tidak membelah secara mitosis. Jenis sel ini termasuk bakteri dan ganggang biru-hijau. Jenis organisasi seluler eukariotik diwakili oleh dua subtipe. Ciri organisme protozoa adalah bahwa mereka (tidak termasuk bentuk kolonial) secara struktural sesuai dengan tingkat satu sel, dan secara fisiologis dengan individu yang utuh. Dalam hal ini, salah satu ciri beberapa sel protozoa adalah adanya formasi miniatur dalam sitoplasma yang pada tingkat sel menjalankan fungsi organ vital organisme multiseluler. Ini adalah (misalnya, pada ciliates) sitostom, sitofaring dan bubuk, mirip dengan sistem pencernaan, dan vakuola kontraktil, mirip dengan sistem ekskresi. Sel-sel organisme multiseluler memiliki membran. Plasmalemma (membran sel) dibentuk oleh membran yang bagian luarnya dilapisi dengan lapisan glikokaliks. Sebuah sel mempunyai inti dan sitoplasma. Inti mengandung membran, getah inti, nukleolus, dan kromatin. Sitoplasma diwakili oleh zat utama (matriks, hialoplasma), di mana inklusi dan organel didistribusikan (eps kasar dan halus, kompleks pipih, mitokondria, ribosom, polisom, lisosom, perixisome, mikrofibril, mikrotubulus, sentriol pusat sel. Kloroplas juga dibedakan dalam sel tumbuhan.
Dalam pandangan tradisional, sel organisme tumbuhan atau hewan digambarkan sebagai suatu benda yang dibatasi oleh membran tempat nukleus dan sitoplasma dibedakan. Di dalam nukleus, bersama dengan membran dan sari inti, ditemukan nukleolus dan kromatin. Sitoplasma diwakili oleh zat utamanya (matriks, hialoplasma), tempat inklusi dan organel didistribusikan.

Siklus hidup sel. Periodenya untuk sel dengan derajat yang berbeda-beda

Diferensiasi.

LCC adalah periode kehidupan sel mulai dari pembentukannya (melalui pembelahan sel induk) hingga pembelahan atau kematian.

LCC sel yang mampu membelah:

Siklus mitosis: -fase autokatalitik - persiapan pembelahan. terdiri dari periode G1 (sintetis), S (sintetis), G2 (pascasintetis).

Pada organisme multiseluler terdapat sel-sel yang setelah lahir memasuki masa istirahat G0 (yaitu sel-sel yang menjalankan fungsi tertentu sebagai bagian dari fungsi tertentu)

LCC sel yang tidak mampu membelah:

Interfase heterokatalitik

Siklus mitosis. Mitosis. Signifikansi biologis dari mitosis. Mungkin

patologi mitosis.

Siklus mitosis terdiri dari interfase autokatalitik(Kromosom G1 terdekondensasi, protein dan RNA terakumulasi, jumlah mitokondria meningkat, ;S- Replikasi DNA, sintesis protein dan RNA berlanjut; G2- Sintesis DNA berhenti, energi terakumulasi, RNA dan protein disintesis, membentuk benang gelendong) dan mitosis:

Profase 2n4c – membran inti larut, nukleolus menghilang, dan kromosom memadat dan mengalami despiral.

Metafase kromosom 2n4c di ekuator sel.

Kromatid anafase 4n4c berpindah ke kutub sel.

Telofase 2n2c - pembentukan nukleolus, sitotomi, pembentukan dua sel anak. Signifikansi biologis dari mitosis.

Signifikansi biologis mitosis sangat besar. Keteguhan struktur dan fungsi organ dan jaringan organisme multiseluler yang benar tidak akan mungkin terjadi tanpa pelestarian kumpulan materi genetik yang identik dalam generasi sel yang tak terhitung jumlahnya. Mitosis memberikan fenomena vital yang penting seperti perkembangan embrio, pertumbuhan, pemulihan organ dan jaringan setelah kerusakan, menjaga integritas struktural jaringan dengan hilangnya sel secara konstan selama fungsinya (penggantian sel darah merah yang mati, sel kulit terkelupas, dll.). Patologi mitosis:

Pelanggaran kondensasi kromosom menyebabkan pembengkakan dan menempelnya kromosom

Kerusakan pada spindel menyebabkan keterlambatan mitosis pada metafase dan hamburan kromosom

Pelanggaran pemisahan kromatid selama anafase mitosis menyebabkan munculnya sel dengan jumlah kromosom berbeda

Dengan tidak adanya sitotomi, pada akhir telofase, sel berinti dua dan berinti banyak terbentuk.

Reproduksi pada tingkat molekuler. Replikasi DNA pada pro dan eukariota.

Salah satu fungsi utama DNA adalah pelestarian dan transmisi informasi keturunan. Fungsi ini didasarkan pada kemampuan DNA untuk menggandakan diri – mereplikasi. Sebagai hasil replikasi, dua molekul DNA anak terbentuk dari satu molekul DNA induk - salinan dari molekul DNA induk.

Helicase - melepaskan heliks ganda DNA

Protein yang tidak stabil - meluruskan untaian DNA

Topoisomerase DNA memutus ikatan fosfodiester di salah satu rantai DNA dan mengurangi ketegangan heliks.

RNA primase - memastikan sintesis primer RNA untuk fragmen Okazaki

DNA polimerase - sintesis rantai polinukleotida dalam arah 5-3

DNA ligase – bergabung dengan fragmen Okazaki setelah penghilangan primer DNA.

Konsep perbaikan DNA.

Spermatogenesis

Fase spermatogenesis, esensinya. Tempat spermatogenesis dalam entogenesis manusia.

Warisan poligenik. Konsep MFB. Contoh penyakit keturunan poligenik dalam kedokteran gigi.

Pewarisan sifat selama interaksi polimer gen. Dalam kasus ketika suatu sifat kompleks ditentukan oleh beberapa pasang gen dalam genotipe dan interaksinya direduksi menjadi akumulasi pengaruh alel tertentu dari gen-gen ini, tingkat ekspresi sifat yang berbeda diamati pada keturunan heterozigot, tergantung pada dosis total alel yang sesuai. Misalnya, derajat pigmentasi kulit pada manusia, yang ditentukan oleh empat pasang gen, berkisar dari ekspresi maksimum dalam homozigot untuk alel dominan di keempat pasangan (P 1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 P 4 P 4) ke minimum dalam homozigot untuk alel resesif (p 1 p 1 p 2 p 2 p 3 p 3 p 4 p 4) (lihat Gambar 3.80). Bila dua blasteran kawin, heterozigot untuk keempat pasangnya, yang membentuk 2 4 = 16 jenis gamet, diperoleh keturunan yang 1/256 diantaranya mempunyai pigmentasi kulit maksimal, 1/256 minimum, dan sisanya bercirikan intermediet. indikator ekspresi sifat ini. Dalam contoh yang dibahas, alel poligen dominan menentukan sintesis pigmen, sedangkan alel resesif praktis tidak memberikan sifat ini. Sel kulit organisme homozigot untuk alel resesif dari semua gen mengandung butiran pigmen dalam jumlah minimal.

Dalam beberapa kasus, alel poligen dominan dan resesif dapat mengembangkan varian sifat yang berbeda. Misalnya, pada tanaman tas gembala, dua gen mempunyai pengaruh yang sama dalam menentukan bentuk polong. Alel dominan menghasilkan satu buah dan alel resesif menghasilkan bentuk polong yang berbeda. Saat menyilangkan dua diheterozigot untuk gen-gen ini (Gbr. 6.16), pemisahan 15:1 diamati pada keturunannya, di mana 15/16 keturunan memiliki 1 hingga 4 alel dominan, dan 1/16 tidak memiliki alel dominan dalam genotipe.

Banyak ciri-ciri keturunan yang tidak dapat diberikan gambaran kualitatif yang cukup akurat. Transisi bertahap dan halus diamati antar individu, dan selama pemisahan tidak ada kelas fenotipik yang dibatasi dengan jelas. Karakteristik tersebut dipelajari dengan pengukuran atau perhitungan, yang memungkinkan untuk memberikan karakteristik digital pada karakteristik tersebut. Misalnya berat dan ukuran tubuh, kesuburan, hasil, produktivitas, kematangan awal”, kandungan protein dan lemak, dll. Ini adalah karakteristik kuantitatif.

Dan meskipun tidak ada batasan yang jelas antara sifat kualitatif dan kuantitatif (beberapa sifat kuantitatif dapat digambarkan sebagai kualitatif: tinggi - kerdil, pematangan awal - pematangan akhir, dan yang kualitatif dapat dinyatakan secara kuantitatif, misalnya perbedaan warna - jumlah pigmen), tiga ciri penting sifat kuantitatif dapat diidentifikasi :

1) variasi terus menerus;

2) ketergantungan pada sejumlah besar gen yang berinteraksi;

3) ketergantungan terhadap lingkungan luar, yaitu kerentanan yang kuat terhadap pengaruh variabilitas modifikasi, yang hasilnya bersifat kontinu, belum mengaburkan perbedaan fenotipik antar kelas genotipik.

Sebagian besar sifat yang harus dihadapi oleh seorang peternak bersifat kuantitatif.

Ciri penting dari pewarisan poligenik adalah semakin banyak gen yang mempengaruhi suatu sifat, semakin kontinu variabilitas sifat tersebut. Variabilitas akibat pengaruh kondisi eksternal membuat distribusi karakteristik kuantitatif menjadi lebih lancar dan berkesinambungan. Akibatnya, sebaran variabilitas sifat-sifat kuantitatif mendekati normal; terdapat lebih banyak genotipe yang menentukan pilihan perantara daripada genotipe yang menentukan pilihan ekstrem.

Metode sitogenetik

Metode sitogenetik digunakan untuk mempelajari kariotipe normal manusia, serta untuk mendiagnosis penyakit keturunan yang berhubungan dengan mutasi genom dan kromosom.
Selain itu, metode ini digunakan untuk mempelajari efek mutagenik dari berbagai bahan kimia, pestisida, insektisida, obat-obatan, dll.
Selama pembelahan sel pada tahap metafase, kromosom memiliki struktur yang lebih jelas dan tersedia untuk dipelajari. Set diploid manusia terdiri dari 46 kromosom:
22 pasang autosom dan satu pasang kromosom seks (XX - pada wanita, XY - pada pria). Biasanya, leukosit darah tepi manusia diperiksa dan ditempatkan dalam media nutrisi khusus tempat mereka membelah. Kemudian preparat disiapkan dan jumlah serta struktur kromosom dianalisis. Perkembangan metode pewarnaan khusus telah sangat menyederhanakan pengenalan semua kromosom manusia, dan dikombinasikan dengan metode silsilah dan metode rekayasa seluler dan genetika, hal ini memungkinkan untuk mengkorelasikan gen dengan bagian kromosom tertentu. Penerapan terpadu metode ini mendasari pemetaan kromosom manusia.

Kontrol sitologi diperlukan untuk diagnosis penyakit kromosom yang berhubungan dengan ansuploidi dan mutasi kromosom. Yang paling umum adalah penyakit Down (trisomi kromosom ke-21), sindrom Klinefelter (47 XXY), sindrom Shershevsky-Turner (45 XO), dll. Hilangnya bagian dari salah satu kromosom homolog dari pasangan ke-21 menyebabkan a penyakit darah - leukemia myeloid kronis.

Studi sitologi inti interfase sel somatik dapat mendeteksi apa yang disebut badan Barr, atau kromatin seks. Ternyata kromatin seks biasanya ada pada wanita dan tidak ada pada pria. Ini adalah hasil heterokromatisasi salah satu dari dua kromosom X pada wanita. Mengetahui fitur ini, adalah mungkin untuk mengidentifikasi jenis kelamin dan mendeteksi jumlah kromosom X yang abnormal.

Deteksi banyak penyakit keturunan dapat dilakukan bahkan sebelum seorang anak lahir. Metode diagnosis prenatal terdiri dari memperoleh cairan ketuban, di mana sel-sel janin berada, dan penentuan biokimia dan sitologi selanjutnya dari kemungkinan kelainan herediter. Hal ini memungkinkan Anda untuk membuat diagnosis pada tahap awal kehamilan dan membuat keputusan tentang kelanjutan atau penghentian.

Adaptasi (dari bahasa Latin adaptatio - adaptasi) adalah proses dinamis di mana sistem bergerak organisme hidup, meskipun kondisinya bervariasi, menjaga stabilitas yang diperlukan untuk keberadaan, perkembangan, dan reproduksi. Ini adalah mekanisme adaptasi, yang dikembangkan sebagai hasil evolusi jangka panjang, yang menjamin kemampuan suatu organisme untuk hidup dalam kondisi lingkungan yang terus berubah.

1. Adaptasi biologis manusia aklimatisasi

2.Adaptasi sosial- proses adaptasi aktif seseorang (sekelompok individu) terhadap lingkungan sosialnya, yang diwujudkan dalam penyediaan kondisi yang kondusif bagi terwujudnya kebutuhan, minat, dan tujuan hidupnya. Adaptasi sosial meliputi adaptasi, pertama-tama, terhadap kondisi dan sifat pekerjaan (belajar), serta sifat hubungan interpersonal, lingkungan ekologi dan budaya, kondisi waktu luang, dan kehidupan sehari-hari. Proses adaptasi sosial erat kaitannya dengan proses tersebut sosialisasi individu, internalisasi norma sosial dan kelompok. Adaptasi sosial melibatkan adaptasi individu terhadap kondisi kehidupan (adaptasi pasif) dan perubahan aktif yang ditargetkan (adaptasi aktif). Telah ditetapkan secara empiris bahwa dominasi jenis perilaku adaptif kedua dalam diri seseorang menentukan jalannya adaptasi sosial yang lebih berhasil. Hubungan juga terungkap antara sifat orientasi nilai seseorang dan jenis perilaku adaptif. Dengan demikian, di antara orang-orang yang berfokus pada menunjukkan dan meningkatkan kemampuannya, sikap yang dominan adalah interaksi aktif-transformatif dengan lingkungan sosial, di antara mereka yang berorientasi pada kesejahteraan materi - selektivitas, pembatasan aktivitas sosial yang ditargetkan, di antara mereka yang berorientasi pada kenyamanan - adaptif perilaku. Orientasi nilai juga menentukan kebutuhan individu terhadap sifat dan kondisi kerja, kehidupan, waktu luang, dan sifat komunikasi interpersonal. Misalnya, pekerjaan monoton di jalur perakitan, pada umumnya, berdampak buruk pada orang-orang dengan tingkat pendidikan tinggi, tetapi memuaskan pekerja dengan tingkat pendidikan dan kualifikasi rendah.

Aklimatisasi adalah adaptasi organisme terhadap kondisi keberadaan baru setelah pergerakan teritorial, buatan atau alami dengan pembentukan kelompok organisme (populasi) yang bereproduksi secara stabil; kasus khusus aklimatisasi adalah.

Aklimatisasi di iklim panas dapat disertai dengan hilangnya nafsu makan, gangguan usus, gangguan tidur, dan penurunan daya tahan terhadap penyakit menular. Penyimpangan fungsional yang tercatat disebabkan oleh pelanggaran metabolisme air-garam. Tonus otot menurun, keringat meningkat, buang air kecil berkurang, pernapasan dan denyut nadi meningkat, dll. Dengan meningkatnya kelembapan udara, ketegangan mekanisme adaptasi meningkat.

Iklim ekstrem terhadap kondisi kehidupan penduduk di iklim yang sangat dingin disebabkan oleh:

· Frekuensi tinggi (45-65% hari per tahun) suhu negatif rendah.

· Kurangnya atau tidak adanya sama sekali (malam kutub) radiasi matahari di musim dingin.

· Dominasi cuaca berawan (140-150 hari per tahun).

· Angin kencang disertai salju yang sering bertiup.

36. Adaptasi biologis. Mekanisme adaptasi yang mendesak dan jangka panjang.

Konsep tipe konstitusional.

Adaptasi biologis manusia- adaptasi evolusioner tubuh manusia terhadap kondisi lingkungan, yang dinyatakan dalam perubahan karakteristik eksternal dan internal suatu organ, fungsi atau keseluruhan organisme terhadap perubahan kondisi lingkungan. Dalam proses adaptasi suatu organisme terhadap kondisi baru, dua proses dibedakan - adaptasi fenotipik atau individu, yang lebih tepat disebut aklimatisasi(lihat) dan adaptasi genotip, dilakukan melalui seleksi alam terhadap sifat-sifat yang berguna untuk kelangsungan hidup. Selama adaptasi fenotipik, tubuh langsung bereaksi terhadap lingkungan baru, yang dinyatakan dalam pergeseran fenotipik, perubahan fisiologis kompensasi yang membantu tubuh menjaga keseimbangan dengan lingkungan dalam kondisi baru. Ketika beralih ke kondisi sebelumnya, keadaan fenotip sebelumnya dipulihkan, dan perubahan fisiologis kompensasi menghilang. Selama adaptasi genotipe, terjadi perubahan morfofisiologis yang mendalam di dalam tubuh, yang diwariskan dan ditetapkan dalam genotipe sebagai ciri-ciri herediter baru dari populasi, kelompok etnis, dan ras.

Karakteristik mekanisme adaptif spesifik manusia memberinya kemampuan untuk mentolerir sejumlah penyimpangan faktor tertentu dari nilai optimal tanpa mengganggu fungsi normal tubuh.

· Tahap adaptasi yang mendesak terjadi segera setelah dimulainya aksi stimulus pada tubuh dan hanya dapat diwujudkan berdasarkan mekanisme fisiologis yang telah terbentuk sebelumnya. Contoh manifestasi adaptasi mendesak adalah: peningkatan pasif produksi panas sebagai respons terhadap dingin, peningkatan perpindahan panas sebagai respons terhadap panas, peningkatan ventilasi paru dan volume kecil sebagai respons terhadap kekurangan oksigen. Pada tahap adaptasi ini, fungsi organ dan sistem terjadi pada batas kemampuan fisiologis tubuh, dengan mobilisasi seluruh cadangan hampir sempurna, tetapi tidak memberikan efek adaptif yang paling optimal. Jadi, larinya orang yang tidak terlatih terjadi ketika nilai curah jantung dan ventilasi paru mendekati maksimum, dengan mobilisasi maksimum cadangan glukogen di hati. Proses biokimia dalam tubuh, kecepatannya, tampaknya membatasi reaksi motorik ini;

· Adaptasi jangka panjang terhadap stresor jangka panjang terjadi secara bertahap, sebagai akibat dari pengaruh faktor lingkungan pada tubuh dalam jangka panjang, konstan atau berulang. Syarat utama adaptasi jangka panjang adalah konsistensi dan kesinambungan paparan faktor ekstrim. Pada dasarnya, ia berkembang atas dasar penerapan adaptasi mendesak yang berulang-ulang dan dicirikan oleh fakta bahwa sebagai akibat dari akumulasi perubahan kuantitatif yang konstan, organisme memperoleh kualitas baru - dari yang tidak beradaptasi berubah menjadi beradaptasi. Seperti adaptasi terhadap pekerjaan fisik (pelatihan) intens yang sebelumnya tidak dapat dicapai, perkembangan resistensi terhadap hipoksia ketinggian yang signifikan, yang sebelumnya tidak sesuai dengan kehidupan, perkembangan resistensi terhadap dingin, panas, dan racun dosis besar. Mekanisme yang sama digunakan untuk adaptasi yang secara kualitatif lebih kompleks terhadap realitas di sekitarnya.

Saat ini, belum ada teori dan klasifikasi konstitusi yang diterima secara umum. Beragamnya pendekatan yang dikemukakan oleh berbagai ahli menimbulkan banyak penilaian, definisi konstitusi, dan mencerminkan kompleksitas permasalahan yang dihadapi ilmu ketatanegaraan pengertian konstitusi adalah sebagai berikut. Konstitusi (lat. constitutia - pendirian, organisasi) adalah suatu kompleks sifat morfologi, fisiologis dan mental suatu organisme yang relatif stabil, ditentukan oleh faktor keturunan, serta pengaruh lingkungan yang jangka panjang dan intens, diwujudkan dalam reaksinya terhadap berbagai pengaruh (termasuk sosial dan patogen).

Di negara kita, klasifikasi yang paling luas diusulkan oleh M.V. Chernorutsky. Dia mengidentifikasi tiga jenis konstitusi:

1) astenik;

2) normostenik;

3) hiperstenik

Penugasan ke satu jenis atau lainnya dibuat berdasarkan nilai indeks Pinier (panjang badan - (berat + volume dada saat istirahat). Untuk asthenics, indeks Pinier lebih dari 30, untuk hypersthenics kurang dari 10, untuk normosthenik berkisar antara 10 hingga 30. Ketiga jenis konstitusi ini dicirikan tidak hanya oleh kekhasan karakteristik morfologi eksternal, tetapi juga oleh sifat fungsional.

37. Diferensiasi ekologis umat manusia. Konsep ras dan adaptif

tipe orang.

38. Tipe orang yang adaptif. Ciri-ciri morfofungsional

perwakilan dari tipe pegunungan tinggi dan gersang.

Tipe adaptif
mewakili norma reaksi biologis terhadap kondisi lingkungan yang kompleks
lingkungan dan memanifestasikan dirinya dalam perkembangan morfofungsional, biokimia dan
karakteristik imunologi yang memastikan adaptasi optimal terhadap
kondisi hidup yang diberikan.

Kompleks karakteristik tipe adaptif dari zona geografis yang berbeda mencakup unsur umum dan khusus. Yang pertama mencakup, misalnya, indikator
massa tulang dan otot tubuh, jumlah protein imun dalam serum darah
orang. Unsur-unsur tersebut meningkatkan daya tahan tubuh secara keseluruhan terhadap
kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Elemen spesifiknya bervariasi
dan terkait erat dengan kondisi yang ada di habitat tertentu - hipoksia, iklim panas atau dingin.
Kombinasi keduanya menjadi dasar untuk mengidentifikasi tipe adaptif:
Arktik, tropis, sedang, alpine, gurun dan
dll.

Mari kita menganalisis ciri-ciri kondisi kehidupan populasi manusia di berbagai tempat
zona iklim dan geografis dan tipe orang adaptif yang terbentuk di dalamnya.

Kondisi dataran tinggi merupakan kondisi ekstrem bagi manusia dalam banyak hal. Mereka dicirikan oleh tekanan atmosfer yang rendah, berkurangnya tekanan parsial oksigen, dingin, dan makanan yang relatif monoton. Faktor lingkungan utama dalam pembentukannya tipe adaptif gunung Hipoksia tampaknya terjadi. Penduduk dataran tinggi, terlepas dari zona iklim, ras dan etnis, mengalami peningkatan tingkat metabolisme basal, pemanjangan relatif tulang tubular panjang kerangka, perluasan dada, peningkatan kapasitas oksigen darah karena peningkatan jumlah sel darah merah, kandungan hemoglobin dan relatif mudahnya transisi menjadi oksihemoglobin.

Tipe adaptif gersang terbentuk di antara penduduk gurun. Untuk gurun, faktor berbahaya utama adalah paparan udara kering, yang memiliki kapasitas penguapan tinggi. Selain itu, gurun tropis mengalami efek panas yang kuat sepanjang tahun, sedangkan zona ekstratropis mengalami perubahan suhu musiman yang tajam—panas di musim panas dan dingin di musim dingin. Dalam kondisi ini, serta di daerah tropis, morfotipe bertubuh panjang lebih umum (hingga 70%), komponen otot dan lemak kurang berkembang, namun ukuran tubuh keseluruhan penghuni gurun lebih besar. Tingkat metabolisme basal mereka rendah, dan jumlah kolesterol dalam darah menurun

46. Penyakit fokus alami yang menular dan tidak menular.

Dasar ekologis untuk isolasi mereka.

47. Mata kuliah helmintologi kedokteran. Konsep geo dan biohelminth,

antroponosis dan zoonosis.

46. PENYAKIT FOKAL ALAMI

1) patogen bersirkulasi di alam dari satu hewan ke hewan lainnya tanpa memandang manusia;

2) satwa liar berperan sebagai reservoir patogen;

3) penyakit tidak menyebar di mana-mana, tetapi pada wilayah terbatas dengan bentang alam, faktor iklim dan biogeocenosis tertentu.

Komponen fokus alami adalah:

1) patogen;

2) hewan yang rentan terhadap patogen - reservoir:

3) kompleks kondisi alam dan iklim yang sesuai di mana biogeocenosis ini berada.

Terdiri dari kelompok khusus penyakit fokus alami penyakit yang ditularkan melalui vektor, seperti leishmaniasis, trypanosomiasis, ensefalitis tick-borne, dll. Oleh karena itu, keberadaan pembawa penyakit juga merupakan komponen wajib dari fokus alami penyakit yang ditularkan melalui vektor.

Penyakit yang ditularkan melalui vektor adalah penyakit menular pada manusia yang patogennya ditularkan melalui arthropoda penghisap darah (serangga dan kutu).

Penyakit yang ditularkan melalui vektor mencakup lebih dari 200 bentuk nosologis yang disebabkan oleh virus, bakteri, rickettsia, protozoa, dan cacing. Ada yang menular hanya melalui bantuan pembawa penghisap darah (penyakit yang ditularkan melalui vektor seperti tifus, malaria, dll), ada pula yang menular melalui berbagai cara, termasuk menular (misalnya tularemia yang ditularkan oleh nyamuk dan gigitan kutu, serta menguliti hewan yang sakit).

vektor

terinfeksi virus, pada kutu yang terinfeksi virus, rickettsia dan spirochetes, dan pada nyamuk yang terinfeksi phlebovirus.

Di dalam tubuh pembawa mekanis, patogen tidak berkembang dan berkembang biak. Begitu berada di belalai, di usus atau di permukaan tubuh pembawa mekanis, patogen ditularkan secara langsung (melalui gigitan) atau melalui kontaminasi luka, selaput lendir inang atau produk makanan.

Karakteristik pembawa dan mekanisme penularan patogen

Wilayah sebaran dan ciri-ciri epidemiologi

Pencegahan

Pencegahan sebagian besar penyakit yang ditularkan melalui vektor dilakukan dengan mengurangi jumlah vektor. Dengan bantuan acara ini, Uni Soviet berhasil memberantas antroponosis yang menular seperti demam kambuhan yang ditularkan melalui kutu, demam nyamuk, dan leishmaniasis kulit perkotaan. Yang sangat penting adalah melakukan pekerjaan reklamasi dan menciptakan zona di sekitar pemukiman yang bebas dari hewan pengerat liar dan pembawa penyakit yang ditularkan melalui vektor.

Beberapa penyakit fokus alami dikarakterisasi endemisme, yaitu terjadi di wilayah yang sangat terbatas. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa agen penyebab penyakit terkait, inang perantara, reservoir hewan atau vektor hanya ditemukan pada biogeocenosis tertentu.

Sejumlah kecil penyakit fokus alami ditemukan hampir di mana-mana. Ini adalah penyakit yang patogennya, pada umumnya, dalam siklus perkembangannya tidak terkait dengan lingkungan eksternal dan mempengaruhi berbagai macam inang. Penyakit semacam ini misalnya toksoplasmosis dan trikinosis. Seseorang dapat tertular penyakit fokus alami ini di zona iklim alami mana pun dan dalam sistem ekologi apa pun.

Mayoritas mutlak penyakit fokus alami mempengaruhi seseorang hanya jika ia masuk ke fokus yang sesuai (saat berburu, memancing, dalam perjalanan hiking, di pesta geologi, dll.) dalam kondisi kerentanannya terhadap penyakit tersebut. Jadi, seseorang terinfeksi ensefalitis taiga ketika digigit kutu yang terinfeksi, dan opisthorchiasis - karena kurang makan ikan yang diberi perlakuan panas dengan larva cacing kucing.

Pencegahan penyakit fokus alami sangatlah sulit. Karena kenyataan bahwa sejumlah besar inang dan seringkali vektor termasuk dalam sirkulasi patogen, penghancuran seluruh kompleks biogeocenotic yang muncul sebagai akibat dari proses evolusi secara ekologis tidak masuk akal, berbahaya dan bahkan secara teknis tidak mungkin. Hanya dalam kasus di mana fokusnya kecil dan dipelajari dengan baik, biogeocenosis tersebut dapat diubah secara komprehensif ke arah yang mengecualikan sirkulasi patogen. Dengan demikian, reklamasi bentang alam yang menjadi gurun dengan pembangunan pertanian hortikultura beririgasi sebagai gantinya, yang dilakukan dengan latar belakang pemberantasan hewan pengerat dan nyamuk gurun, dapat secara tajam mengurangi kejadian leishmaniasis pada populasi. Dalam kebanyakan kasus penyakit fokus alami, pencegahannya harus ditujukan terutama pada perlindungan individu (pencegahan gigitan artropoda penghisap darah, perlakuan panas terhadap makanan, dll.) sesuai dengan jalur sirkulasi patogen tertentu di alam.

Cacing adalah hewan multiseluler, berlapis tiga, protostom, dan simetri bilateral. Tubuhnya berbentuk memanjang, dan kantung otot kulit terdiri dari otot polos atau lurik serta jaringan integumen.

Cacing dapat hidup di hampir seluruh organ tubuh manusia. Sesuai dengan ini, cara penetrasi mereka ke dalam tubuh manusia, gejala penyakit dan metode diagnostik berbeda.

1. Tingkat genetik molekuler. Inilah ciri-ciri kehidupan pada tingkat paling dasar. Tidak peduli betapa rumit atau sederhananya struktur organisme hidup, semuanya terdiri dari senyawa molekul yang sama. Contohnya adalah asam nukleat, protein, karbohidrat, dan kompleks molekul kompleks lainnya dari zat organik dan anorganik. Mereka kadang-kadang disebut zat makromolekul biologis. Pada tingkat molekuler, berbagai proses kehidupan organisme hidup terjadi: metabolisme, konversi energi. Dengan bantuan tingkat molekuler, informasi herediter ditransfer, organel individu terbentuk dan proses lainnya terjadi.

2. Tingkat seluler. Sel adalah unit struktural dan fungsional dari semua organisme hidup di Bumi. Organel individu di dalam sel memiliki struktur yang khas dan menjalankan fungsi tertentu. Fungsi masing-masing organel dalam sel saling berhubungan dan melakukan proses vital secara umum. Pada organisme uniseluler, semua proses kehidupan berlangsung dalam satu sel, dan satu sel ada sebagai organisme terpisah (alga uniseluler, Chlamydomonas, Chlorella dan protozoa - amuba, ciliate, dll.). Dalam organisme multiseluler, satu sel tidak dapat hidup sebagai organisme yang terpisah, tetapi merupakan unit struktural dasar suatu organisme.

3. Tingkat jaringan.

Kumpulan sel dan zat antar sel yang serupa asal usulnya, struktur dan fungsinya membentuk jaringan. Tingkat jaringan hanya merupakan karakteristik organisme multiseluler. Selain itu, jaringan individu bukanlah organisme integral yang independen. Misalnya tubuh hewan dan manusia terdiri dari empat jaringan berbeda (epitel, ikat, otot, saraf). Jaringan tumbuhan disebut: pendidikan, integumen, pendukung, konduktif dan ekskresi.

4. Tingkat organ.

Pada organisme multiseluler, kombinasi beberapa jaringan identik, serupa struktur, asal dan fungsinya, membentuk tingkat organ. Setiap organ mengandung beberapa jaringan, tetapi di antara mereka ada satu yang paling signifikan. Organ yang terpisah tidak dapat eksis sebagai organisme utuh. Beberapa organ yang serupa struktur dan fungsinya bergabung membentuk suatu sistem organ, misalnya pencernaan, pernapasan, peredaran darah, dan lain-lain.

5. Tingkat organisme.

Tumbuhan (Chlamydomonas, Chlorella) dan hewan (amoeba, ciliate, dll), yang tubuhnya terdiri dari satu sel, merupakan organisme mandiri. Dan individu individu organisme multiseluler dianggap sebagai organisme yang terpisah. Di setiap organisme individu, semua proses kehidupan yang menjadi ciri semua organisme hidup terjadi - nutrisi, pernapasan, metabolisme, lekas marah, reproduksi, dll. Setiap organisme independen meninggalkan keturunan. Pada organisme multiseluler, sel, jaringan, organ, dan sistem organ bukanlah organisme yang terpisah. Hanya suatu sistem organ integral yang secara khusus menjalankan berbagai fungsi yang membentuk organisme independen yang terpisah. Perkembangan suatu organisme, mulai dari pembuahan hingga akhir hayatnya, memerlukan jangka waktu tertentu. Perkembangan individu setiap organisme disebut entogenesis. Suatu organisme dapat hidup dalam hubungan yang erat dengan lingkungannya.

6. Tingkat populasi-spesies.

Kumpulan individu-individu suatu spesies atau kelompok yang hidup dalam jangka waktu lama pada suatu bagian wilayah tertentu, relatif terpisah dari populasi lain dari spesies yang sama, merupakan suatu populasi. Pada tingkat populasi, transformasi evolusioner sederhana dilakukan, yang berkontribusi pada kemunculan spesies baru secara bertahap.

7. Tingkat biogeosenotik.

Kumpulan organisme dari spesies berbeda dan kompleksitas organisasi yang berbeda-beda, disesuaikan dengan kondisi lingkungan alam yang sama, disebut biogeocenosis, atau komunitas alami. Biogeocenosis mencakup banyak spesies organisme hidup dan kondisi lingkungan alam. Dalam biogeocenosis alami, energi terakumulasi dan ditransfer dari satu organisme ke organisme lain. Biogeocenosis mencakup senyawa anorganik, organik, dan organisme hidup.

8. Tingkat biosfer.

Totalitas semua organisme hidup di planet kita dan habitat alami mereka membentuk tingkat biosfer. Di tingkat biosfer, biologi modern memecahkan masalah global, misalnya menentukan intensitas pembentukan oksigen bebas oleh vegetasi bumi atau perubahan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer yang terkait dengan aktivitas manusia. Peran utama di tingkat biosfer dimainkan oleh “zat hidup”, yaitu totalitas organisme hidup yang menghuni bumi. Juga di tingkat biosfer, “zat bioinert” yang terbentuk sebagai hasil aktivitas vital organisme hidup dan zat “inert”, yaitu kondisi lingkungan, adalah penting. Pada tingkat biosfer, peredaran materi dan energi terjadi di Bumi dengan partisipasi seluruh organisme hidup di biosfer.

Sifat dasar organisme hidup. Pertanyaan tentang asal usul kehidupan dan pola perkembangan sejarah di berbagai era geologi selalu menarik perhatian umat manusia. Konsep kehidupan mencakup totalitas seluruh organisme hidup di bumi dan kondisi keberadaannya.
Hakikat kehidupan adalah organisme hidup meninggalkan keturunan. Informasi herediter diturunkan dari generasi ke generasi, organisme mengatur diri sendiri dan pulih selama reproduksi keturunan. Kehidupan adalah materi khusus yang berkualitas tinggi dan tertinggi, yang mampu bereproduksi sendiri dan menghasilkan keturunan.
Konsep kehidupan diberikan definisi berbeda dalam periode sejarah yang berbeda. Definisi pertama yang benar secara ilmiah diberikan oleh F. Engels: “Kehidupan adalah cara keberadaan benda-benda protein, dan cara keberadaan ini pada dasarnya terdiri dari pembaharuan diri yang terus-menerus dari komponen-komponen kimiawi benda-benda ini.” Ketika proses metabolisme antara organisme hidup dan lingkungan terhenti, protein terurai dan kehidupan pun lenyap. Berdasarkan pencapaian ilmu biologi modern, ilmuwan Rusia M.V. Volkenshtein memberikan definisi baru pada konsep kehidupan: “Tubuh hidup yang ada di Bumi adalah sistem terbuka, mengatur dirinya sendiri, dan mereproduksi dirinya sendiri yang dibangun dari biopolimer - protein dan asam nukleat. ” Definisi tersebut tidak menampik adanya kehidupan di planet lain di luar angkasa. Kehidupan disebut sistem terbuka, yang ditandai dengan berlangsungnya proses pertukaran zat dan energi dengan lingkungan secara terus menerus.
Berdasarkan pencapaian ilmiah terkini dalam ilmu biologi modern, definisi kehidupan berikut telah diberikan: “Kehidupan adalah sistem kumpulan organisme hidup yang terbuka, mengatur dirinya sendiri, dan mereproduksi dirinya sendiri, dibangun dari polimer biologis yang kompleks - protein dan asam nukleat. .”
Asam nukleat dan protein dianggap sebagai bahan dasar semua makhluk hidup, karena berfungsi di dalam sel dan membentuk senyawa kompleks yang merupakan bagian dari struktur semua organisme hidup.
,

Sifat dasar organisme hidup

Organisme hidup berbeda dari alam mati berdasarkan sifat bawaannya. Ciri-ciri makhluk hidup antara lain: kesatuan komposisi kimia, metabolisme dan energi, kesamaan tingkat organisasi. Organisme hidup juga dicirikan oleh reproduksi, keturunan, variabilitas, pertumbuhan dan perkembangan, lekas marah, keleluasaan, pengaturan diri, ritme, dll.

Tingkatan organisasi kehidupan

Semua organisme hidup di alam terdiri dari tingkat organisasi yang sama; ini adalah karakteristik pola biologis yang umum bagi semua organisme hidup. Tingkat organisasi organisme hidup berikut ini dibedakan: molekuler, seluler, jaringan, organ, organisme, populasi-spesies, biogeocenotic, biosfer.
1. Tingkat genetik molekuler. Inilah ciri-ciri kehidupan pada tingkat paling dasar. Tidak peduli betapa rumit atau sederhananya struktur organisme hidup, semuanya terdiri dari senyawa molekul yang sama. Contohnya adalah asam nukleat, protein, karbohidrat, dan kompleks molekul kompleks lainnya dari zat organik dan anorganik. Mereka kadang-kadang disebut zat makromolekul biologis. Pada tingkat molekuler, berbagai proses kehidupan organisme hidup terjadi: metabolisme, konversi energi. Dengan bantuan tingkat molekuler, informasi herediter ditransfer, organel individu terbentuk dan proses lainnya terjadi.
2. Tingkat seluler. Sel adalah unit struktural dan fungsional dari semua organisme hidup di Bumi. Organel individu di dalam sel memiliki struktur yang khas dan menjalankan fungsi tertentu. Fungsi masing-masing organel dalam sel saling berhubungan dan melakukan proses vital secara umum. Pada organisme bersel tunggal (alga uniseluler dan protozoa), semua proses kehidupan berlangsung dalam satu sel, dan satu sel berada sebagai organisme yang terpisah. Ingat alga uniseluler, chlamydomonas, chlorella dan hewan paling sederhana - amuba, ciliata, dll. Dalam organisme multiseluler, satu sel tidak dapat hidup sebagai organisme yang terpisah, tetapi merupakan unit struktural dasar organisme.

Tingkat jaringan

Tingkat organ

Tingkat organisme

Tumbuhan (Chlamydomonas, Chlorella) dan hewan (amoeba, ciliate, dll), yang tubuhnya terdiri dari satu sel, mewakili organisme independen) Dan individu individu organisme multiseluler dianggap sebagai organisme terpisah. Di setiap organisme individu, semua proses kehidupan yang menjadi ciri semua organisme hidup terjadi - nutrisi, pernapasan, metabolisme, lekas marah, reproduksi, dll. Setiap organisme independen meninggalkan keturunan. Pada organisme multiseluler, sel, jaringan, organ, dan sistem organ bukanlah organisme yang terpisah. Hanya suatu sistem organ integral yang secara khusus menjalankan berbagai fungsi yang membentuk organisme independen yang terpisah. Perkembangan suatu organisme, mulai dari pembuahan hingga akhir hayatnya, memerlukan jangka waktu tertentu. Perkembangan individu setiap organisme disebut entogenesis. Suatu organisme dapat hidup dalam hubungan yang erat dengan lingkungannya.

Tingkat populasi-spesies

Tingkat biogeosenotik

Tingkat biosfer

Totalitas semua organisme hidup di planet kita dan habitat alami mereka membentuk tingkat biosfer. Di tingkat biosfer, biologi modern memecahkan masalah global, misalnya menentukan intensitas pembentukan oksigen bebas oleh vegetasi bumi atau perubahan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer yang terkait dengan aktivitas manusia. Peran utama di tingkat biosfer dimainkan oleh “zat hidup”, yaitu totalitas organisme hidup yang menghuni bumi. Juga pada tingkat biosfer, “zat bio-inert” yang terbentuk sebagai hasil aktivitas vital organisme hidup dan zat “inert” (yaitu kondisi lingkungan) juga penting. Pada tingkat biosfer, sirkulasi zat dan energi terjadi pada Bumi dengan partisipasi semua organisme hidup di biosfer.

Tingkatan organisasi kehidupan

Tingkat organisasi dunia organik adalah keadaan sistem biologis yang terpisah, yang dicirikan oleh subordinasi, keterhubungan, dan pola tertentu.

Tingkat struktural organisasi kehidupan sangat beragam, tetapi yang utama adalah molekuler, seluler, ontogenetik, spesies populasi, bigiocenotic, dan biosfer.

1. Tingkat genetik molekuler kehidupan. Tugas biologi yang paling penting pada tahap ini adalah mempelajari mekanisme transmisi informasi genetik, hereditas dan variabilitas.

Ada beberapa mekanisme variabilitas pada tingkat molekuler. Yang paling penting adalah mekanisme mutasi gen - transformasi langsung dari gen itu sendiri di bawah pengaruh faktor eksternal. Faktor penyebab mutasi adalah: radiasi, senyawa kimia beracun, virus.

Mekanisme variabilitas lainnya adalah rekombinasi gen. Proses ini terjadi selama reproduksi seksual pada organisme tingkat tinggi. Dalam hal ini, tidak ada perubahan jumlah total informasi genetik.

Mekanisme variabilitas lainnya baru ditemukan pada tahun 1950-an. Ini adalah rekombinasi gen non-klasik, di mana terjadi peningkatan umum dalam volume informasi genetik karena masuknya elemen genetik baru ke dalam genom sel. Paling sering, unsur-unsur ini dimasukkan ke dalam sel oleh virus.

2. Tingkat seluler. Saat ini, ilmu pengetahuan telah secara andal menetapkan bahwa unit terkecil yang independen dari struktur, fungsi, dan perkembangan organisme hidup adalah sel, yang merupakan sistem biologis dasar yang mampu memperbarui diri, memperbanyak diri, dan berkembang. Sitologi adalah ilmu yang mempelajari sel hidup, strukturnya, fungsinya sebagai sistem dasar kehidupan, mempelajari fungsi komponen seluler individu, proses reproduksi sel, adaptasi terhadap kondisi lingkungan, dll. Sitologi juga mempelajari ciri-ciri sel khusus, pembentukan fungsi khusus mereka dan pengembangan struktur seluler tertentu. Jadi, sitologi modern disebut fisiologi sel.

Kemajuan signifikan dalam studi sel terjadi pada awal abad ke-19, dengan ditemukannya dan deskripsi inti sel. Berdasarkan penelitian tersebut, lahirlah teori sel yang menjadi peristiwa terbesar dalam biologi abad ke-19. Teori inilah yang menjadi landasan perkembangan embriologi, fisiologi, dan teori evolusi.

Bagian terpenting dari semua sel adalah nukleus, yang menyimpan dan mereproduksi informasi genetik dan mengatur proses metabolisme di dalam sel.

Semua sel dibagi menjadi dua kelompok:

Prokariota adalah sel tanpa inti

Eukariota - sel yang mengandung inti

Mempelajari sel hidup, para ilmuwan menarik perhatian pada keberadaan dua jenis utama nutrisi, yang memungkinkan semua organisme dibagi menjadi dua jenis:

Autotrofik - menghasilkan nutrisi yang mereka butuhkan sendiri

· Heterotrofik - tidak dapat hidup tanpa makanan organik.

Belakangan, faktor-faktor penting seperti kemampuan organisme untuk mensintesis zat-zat yang diperlukan (vitamin, hormon), menyediakan energi bagi dirinya sendiri, ketergantungan pada lingkungan ekologi, dll pendekatan sistematis untuk mempelajari kehidupan pada tingkat ontogenetik.

3. Tingkat ontogenetik. Organisme multiseluler. Tingkat ini muncul sebagai akibat dari pembentukan organisme hidup. Unit dasar kehidupan adalah individu, dan fenomena dasarnya adalah entogenesis. Fisiologi mempelajari fungsi dan perkembangan organisme hidup multiseluler. Ilmu ini mengkaji mekanisme kerja berbagai fungsi makhluk hidup, hubungannya satu sama lain, pengaturan dan adaptasi terhadap lingkungan luar, asal usul dan pembentukan dalam proses evolusi dan perkembangan individu individu. Intinya, ini adalah proses entogenesis - perkembangan organisme sejak lahir sampai mati. Pada saat yang sama, terjadi pertumbuhan, pergerakan struktur individu, diferensiasi dan komplikasi organisme.

Semua organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan. Jaringan adalah sekelompok sel yang bersatu secara fisik dan zat antar sel untuk melakukan fungsi tertentu. Studi mereka adalah subjek histologi.

Organ adalah unit fungsional yang relatif besar yang menyatukan berbagai jaringan menjadi kompleks fisiologis tertentu. Pada gilirannya, organ adalah bagian dari unit yang lebih besar - sistem tubuh. Diantaranya adalah sistem saraf, pencernaan, kardiovaskular, pernafasan dan lainnya. Hanya hewan yang memiliki organ dalam.

4. Tingkat populasi-biocenotic. Ini adalah tingkat kehidupan supraorganisme, yang unit dasarnya adalah populasi. Berbeda dengan populasi, spesies adalah kumpulan individu-individu yang mempunyai kesamaan struktur dan sifat fisiologis, mempunyai asal usul yang sama, serta dapat dengan bebas kawin silang dan menghasilkan keturunan yang fertil. Suatu spesies hanya ada melalui populasi yang mewakili sistem yang terbuka secara genetik. Biologi populasi adalah studi tentang populasi.

Istilah “populasi” diperkenalkan oleh salah satu pendiri genetika, V. Johansen, yang menyebut kumpulan organisme yang secara genetik heterogen. Belakangan, populasi mulai dianggap sebagai suatu sistem integral yang terus berinteraksi dengan lingkungan. Populasi adalah sistem nyata di mana spesies organisme hidup ada.

Populasi adalah sistem yang terbuka secara genetik, karena isolasi populasi tidak bersifat mutlak dan secara berkala tidak mungkin terjadi pertukaran informasi genetik. Populasilah yang bertindak sebagai unit dasar evolusi; perubahan dalam kumpulan gen mereka menyebabkan munculnya spesies baru.

Populasi yang mampu hidup mandiri dan bertransformasi disatukan dalam agregat tingkat supraorganisme berikutnya - biocenosis. Biocenosis adalah sekumpulan populasi yang mendiami suatu wilayah tertentu.

Biocenosis adalah sistem yang tertutup bagi populasi asing; bagi populasi penyusunnya, ini adalah sistem terbuka.

5. Tingkat biogeosetonik. Biogeocenosis adalah sistem stabil yang dapat bertahan lama. Keseimbangan dalam suatu sistem kehidupan bersifat dinamis, yaitu mewakili gerakan konstan di sekitar titik stabilitas tertentu. Agar fungsinya stabil, diperlukan hubungan umpan balik antara subsistem kontrol dan eksekusi. Cara menjaga keseimbangan dinamis antara berbagai elemen biogeocenosis, yang disebabkan oleh reproduksi massal beberapa spesies dan berkurangnya atau hilangnya spesies lain, yang mengakibatkan perubahan kualitas lingkungan, disebut bencana lingkungan.

Biogeocenosis adalah sistem pengaturan mandiri yang integral di mana beberapa jenis subsistem dibedakan. Sistem primer adalah produsen yang secara langsung memproses benda mati; konsumen - tingkat sekunder di mana materi dan energi diperoleh melalui penggunaan produsen; kemudian datanglah konsumen urutan kedua. Ada juga pemulung dan pengurai.

Siklus zat melewati tingkat-tingkat ini dalam biogeocenosis: kehidupan berpartisipasi dalam penggunaan, pemrosesan, dan pemulihan berbagai struktur. Dalam biogeocenosis terjadi aliran energi searah. Hal ini menjadikannya sistem terbuka, terus terhubung dengan biogeocenosis di sekitarnya.

Pengaturan mandiri biogeosel semakin berhasil jika jumlah elemen penyusunnya semakin beragam. Stabilitas biogeocenosis juga bergantung pada keanekaragaman komponennya. Hilangnya satu atau lebih komponen dapat menyebabkan ketidakseimbangan yang tidak dapat diubah dan matinya komponen tersebut sebagai suatu sistem yang integral.

6. Tingkat biosfer. Ini adalah tingkat pengorganisasian kehidupan tertinggi, yang mencakup semua fenomena kehidupan di planet kita. Biosfer adalah materi hidup di planet ini dan lingkungan yang diubah olehnya. Metabolisme biologis merupakan faktor yang menyatukan semua tingkat organisasi kehidupan lainnya ke dalam satu biosfer. Pada tingkat ini terjadi peredaran zat dan transformasi energi yang terkait dengan aktivitas vital seluruh makhluk hidup yang hidup di Bumi. Dengan demikian, biosfer adalah suatu sistem ekologi tunggal. Mempelajari fungsi sistem ini, struktur dan fungsinya merupakan tugas terpenting biologi pada tingkat kehidupan tertentu. Ekologi, biocenologi dan biogeokimia mempelajari masalah-masalah ini.

Perkembangan doktrin biosfer terkait erat dengan nama ilmuwan terkemuka Rusia V.I. Vernadsky. Dialah yang berhasil membuktikan hubungan antara dunia organik planet kita, yang bertindak sebagai satu kesatuan yang tak terpisahkan, dan proses geologis di Bumi. Vernadsky menemukan dan mempelajari fungsi biogeokimia makhluk hidup.