Ka shumë mënyra në të cilat një person mund të përdorë njohuritë në biologji, për shembull, këtu janë disa (le të shkojmë nga më e madhja tek më e vogla);
· Njohuri ligjet mjedisore ju lejon të rregulloni veprimtarinë njerëzore brenda kufijve të ruajtjes së ekosistemit në të cilin ai jeton dhe punon (menaxhimi racional i mjedisit);
· Botanikë dhe gjenetikë ju lejon të rritni produktivitetin, të luftoni dëmtuesit dhe të zhvilloni varietete të reja, të nevojshme dhe të dobishme;
· Gjenetika aktualisht është shumë e ndërthurur me bar se shumë sëmundje që më parë konsideroheshin të pashërueshme janë studiuar dhe parandaluar tashmë në fazat embrionale të zhvillimit njerëzor;
· Me ndihmën e mikrobiologjisë, shkencëtarët në mbarë botën po zhvillojnë serume dhe vaksina kundër viruseve dhe një shumëllojshmëri të gjerë të barnave antibakteriale.
Dallimet midis strukturave të gjalla dhe atyre jo të gjalla. Vetitë e gjallesave
Biologjia - një shkencë që studion vetitë e sistemeve të gjalla. Megjithatë, përcaktimi se çfarë është një sistem i gjallë është mjaft i vështirë. Vija midis të jetuarit dhe jo të jetuarit nuk është aq e lehtë për t'u tërhequr sa duket. Përpiquni t'i përgjigjeni pyetjeve: A janë viruset të gjalla kur pushojnë jashtë trupit të pritësit dhe nuk i nënshtrohen metabolizmit? A mund të shfaqin objektet dhe makinat artificiale vetitë e gjallesave? Po programet kompjuterike? Apo gjuhët?
Për t'iu përgjigjur këtyre pyetjeve, ne mund të përpiqemi të izolojmë një grup minimal të vetive karakteristike të sistemeve të gjalla. Kjo është arsyeja pse shkencëtarët kanë vendosur disa kritere me të cilat një organizëm mund të klasifikohet si i gjallë.
Më e rëndësishmja nga vetitë (kriteret) karakteristike të gjallesave janë këto:
1. Shkëmbimi i materies dhe energjisë me mjedisin. Nga pikëpamja e fizikës, të gjitha sistemet e gjalla janë hapur, domethënë, ata vazhdimisht shkëmbejnë si lëndën ashtu edhe energjinë me mjedisin, ndryshe nga mbyllur plotësisht të izoluar nga bota e jashtme, dhe gjysmë i mbyllur, duke shkëmbyer vetëm energji, por jo materie. Do të shohim më vonë se ky shkëmbim është një parakusht për ekzistencën e jetës.
2. Sistemet e gjalla janë të afta të grumbullojnë substanca të marra nga mjedisi dhe, si rezultat, rritje.
3. Biologjia moderne e konsideron pronën themelore të qenieve të gjalla aftësinë për të krijuar identike (ose pothuajse identike) vetëriprodhimi, pra riprodhim duke ruajtur shumicën e vetive të organizmit origjinal.
4. Vetë-riprodhimi identik është i lidhur pazgjidhshmërisht me konceptin trashëgimisë, pra transmetimi i tipareve dhe vetive te pasardhësit.
5. Megjithatë, trashëgimia nuk është absolute - nëse të gjithë organizmat bija do të kopjonin saktësisht prindërit e tyre, atëherë asnjë evolucion nuk do të ishte i mundur, pasi organizmat e gjallë nuk do të ndryshonin kurrë. Kjo do të çonte në faktin se me çdo ndryshim të papritur të kushteve ata do të vdisnin të gjithë. Por jeta është jashtëzakonisht fleksibël dhe organizmat përshtaten me një gamë të gjerë kushtesh. Kjo është e mundur falë ndryshueshmëria– fakti që vetë-riprodhimi i organizmave nuk është plotësisht identik gjatë tij, lindin gabime dhe variacione, të cilat mund të jenë materiale për përzgjedhje; Ekziston një ekuilibër i caktuar midis trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë.
6. Ndryshueshmëria mund të jetë e trashëgueshme dhe jo e trashëgueshme. Ndryshueshmëria trashëgimore, domethënë shfaqja e variacioneve të reja të tipareve që trashëgohen dhe fiksohen në një numër brezash, shërben si material për përzgjedhja natyrore. Përzgjedhja natyrore është e mundur midis çdo objekti riprodhues, jo domosdoshmërisht të gjallë, nëse ka konkurrencë midis tyre për burime të kufizuara. Ato objekte që për shkak të ndryshueshmërisë kanë fituar karakteristika të pafavorshme në një mjedis të caktuar do të refuzohen, prandaj, karakteristikat që japin avantazh konkurrues në luftë do të gjenden gjithnjë e më shpesh në objekte të reja. Kjo është përzgjedhja natyrore - faktori krijues i evolucionit, falë të cilit lindi gjithë diversiteti i organizmave të gjallë në Tokë.
7. Organizmat e gjallë reagojnë në mënyrë aktive ndaj sinjaleve të jashtme, duke shfaqur pronën nervozizëm.
8. Në sajë të aftësisë së tyre për t'iu përgjigjur ndryshimeve në kushtet e jashtme, organizmat e gjallë janë të aftë adaptim- përshtatja ndaj kushteve të reja. Kjo pronë, në veçanti, u lejon organizmave të mbijetojnë fatkeqësi të ndryshme dhe të përhapen në territore të reja.
9. Përshtatja kryhet nga vetërregullimi, domethënë aftësia për të ruajtur qëndrueshmërinë e disa parametrave fizikë dhe kimikë në një organizëm të gjallë, duke përfshirë ndryshimin e kushteve mjedisore. Për shembull, trupi i njeriut ruan një temperaturë konstante, përqendrim të glukozës dhe shumë substancave të tjera në gjak.
10. Një pronë e rëndësishme e jetës tokësore është diskrete, domethënë ndërprerje: përfaqësohet nga individë individualë, individët kombinohen në popullata, popullatat në specie, etj., domethënë, në të gjitha nivelet e organizimit të gjallesave ekzistojnë njësi të veçanta. Romani fantastiko-shkencor i Stanislaw Lem Solaris përshkruan një oqean të madh të gjallë që mbulon të gjithë planetin. Por nuk ka forma të tilla jete në Tokë.
Përbërja kimike e gjallesave
Organizmat e gjallë përbëhen nga një numër i madh i substancave kimike, organike dhe inorganike, polimerike dhe me peshë molekulare të ulët. Shumë elementë kimikë të pranishëm në mjedis gjenden në sistemet e gjalla, por vetëm rreth 20 prej tyre janë të nevojshëm për jetën. Këta elementë quhen biogjenike.
Në procesin e evolucionit nga substanca inorganike në bioorganike, baza për përdorimin e disa elementeve kimike në krijimin e sistemeve biologjike është seleksionimi natyror. Si rezultat i kësaj përzgjedhjeje, baza e të gjitha sistemeve të gjalla përbëhet nga vetëm gjashtë elementë: karboni, hidrogjeni, oksigjeni, azoti, fosfori, squfuri, të quajtur organogjenë. Përmbajtja e tyre në organizëm arrin në 97,4%.
Organogjenët janë elementët kryesorë kimikë që përbëjnë substancat organike: karboni, hidrogjeni, oksigjeni dhe azoti.
Nga pikëpamja e kimisë, përzgjedhja natyrore e elementeve organogjene mund të shpjegohet me aftësinë e tyre për të formuar lidhje kimike: nga njëra anë, mjaft të forta, domethënë energji intensive, dhe nga ana tjetër, mjaft e paqëndrueshme, gjë që mund të i nënshtrohen lehtësisht hemolizës, heterolizës dhe rishpërndarjes ciklike.
Organogjeni numër një është padyshim karboni. Atomet e tij formojnë lidhje të forta kovalente me njëri-tjetrin ose me atomet e elementeve të tjerë. Këto lidhje mund të jenë të vetme ose të shumëfishta falë këtyre 3 lidhjeve, karboni është në gjendje të formojë sisteme të konjuguara ose të grumbulluara në formën e zinxhirëve dhe cikleve të hapura ose të mbyllura.
Ndryshe nga karboni, elementët organogjenë hidrogjeni dhe oksigjeni nuk formojnë lidhje të paqëndrueshme, por prania e tyre në një molekulë organike, përfshirë bioorganike, përcakton aftësinë e saj për të bashkëvepruar me një biotretës - uji. Përveç kësaj, hidrogjeni dhe oksigjeni janë bartës të vetive redoks të sistemeve të gjalla, ato sigurojnë unitetin e proceseve redoks.
Tre organogjenët e mbetur - azoti, fosfori dhe squfuri, si dhe disa elementë të tjerë - hekuri, magnezi, të cilat përbëjnë qendrat aktive të enzimave, si karboni, janë të afta të formojnë lidhje të paqëndrueshme. Një veti pozitive e organogjenëve është gjithashtu se ata, si rregull, formojnë komponime që janë lehtësisht të tretshme në ujë dhe për këtë arsye përqendrohen në trup.
Ekzistojnë disa klasifikime të elementeve kimike të përfshira në trupin e njeriut. Kështu, V.I. Vernadsky, në varësi të përmbajtjes mesatare në organizmat e gjallë, i ndau elementët në tre grupe:
1. Makroelementet. Këto janë elementë, përmbajtja e të cilëve në trup është më e lartë se 10 - ²%. Këtu përfshihen karboni, hidrogjeni, oksigjeni, azoti, fosfori, squfuri, kalciumi, magnezi, natriumi dhe klori, kaliumi dhe hekuri. Këta janë të ashtuquajturit elementë biogjenë universalë të pranishëm në qelizat e të gjithë organizmave.
2. Mikroelementet. Këto janë elementë, përmbajtja e të cilëve në trup varion nga 10 - ² në 10 - 12%. Këto përfshijnë jodin, bakrin, arsenikun, fluorin, bromin, stronciumin, bariumin dhe kobaltin. Edhe pse këta elementë përmbahen në organizma në përqendrime jashtëzakonisht të ulëta (jo më të larta se një e mijta e përqindjes), ato janë gjithashtu të nevojshme për jetën normale. Këto janë biogjene mikroelementet. Funksionet dhe rolet e tyre janë shumë të ndryshme. Shumë mikroelemente janë pjesë e një numri enzimash, vitaminash, pigmentesh respiratore, disa ndikojnë në rritjen, shkallën e zhvillimit, riprodhimin etj.
3. Ultramikroelemente. Këto janë elementë, përmbajtja e të cilëve në trup është nën 10-¹²%. Këtu përfshihen merkuri, ari, uranium, radium, etj.
V.V. Kovalsky, bazuar në shkallën e rëndësisë së elementeve kimike për jetën e njeriut, i ndau ato në tre grupe:
1. Elementë të pazëvendësueshëm. Ato janë vazhdimisht të pranishme në trupin e njeriut dhe janë pjesë e përbërjeve të tij inorganike dhe organike. Këto janë H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, V. Një mangësi në përmbajtjen e këtyre elementeve çon në prishja e funksionimit normal të trupit.
2. Elementet e papastërtive. Këta elementë janë vazhdimisht të pranishëm në trupin e njeriut, por roli i tyre biologjik ende nuk është sqaruar gjithmonë ose është studiuar dobët. Këto janë 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. Elementet e mikropapastërtisë. Ato gjenden në trupin e njeriut, por nuk ka informacion për përmbajtjen e tyre sasiore apo rolin biologjik. Këto janë Sc, Tl, In, La, Sm, Pr, W, Re, Tb, etj. Elementet kimike të nevojshme për ndërtimin dhe funksionimin e qelizave dhe organizmave quhen biogjenë.
Ndër substancat dhe përbërësit inorganikë, vendin kryesor e zë - ujë.
Për të ruajtur forcën jonike dhe mjedisin pH në të cilin ndodhin proceset jetësore, nevojiten disa përqendrime të joneve inorganike. Për të ruajtur një forcë të caktuar jonike dhe lidhje të mediumit tampon, është e nevojshme pjesëmarrja e joneve të vetëm të ngarkuar: amoniumi (NH4+); natriumi (Na+); kalium (K+). Kationet nuk janë të këmbyeshëm, ekzistojnë mekanizma të veçantë që ruajnë ekuilibrin e nevojshëm midis tyre.
Përbërjet inorganike:
Kripërat e amonit;
Karbonate;
Sulfate;
Fosfatet.
jometalet:
1. Klori (bazë). Në formën e anioneve, ai merr pjesë në krijimin e një mjedisi të kripur, dhe ndonjëherë është pjesë e disa substancave organike.
2. Jodi dhe përbërjet e tij marrin pjesë në disa procese jetike të përbërjeve organike (organizmave të gjallë). Jodi është pjesë e hormoneve tiroide (tiroksinë).
3. Derivatet e selenit. Selenocesteina është pjesë e disa enzimave.
4. Silici - bën pjesë në kërc dhe ligamente, në formë të estereve të acidit ortosilicik, merr pjesë në qepjen e vargjeve polisakaride.
Shumë komponime në organizmat e gjallë janë komplekset: heme është një kompleks hekuri me një molekulë parafine të sheshtë; kobolamine
Magnezi dhe kalciumi janë kryesorët metalet, pa llogaritur hekurin, janë kudo në sistemet biologjike. Përqendrimi i joneve të magnezit është i rëndësishëm për ruajtjen e integritetit dhe funksionimit të ribozomeve, domethënë për sintezën e proteinave.
Magnezi është gjithashtu pjesë e klorofilit. Jonet e kalciumit marrin pjesë në proceset qelizore duke përfshirë kontraktimet e muskujve. Kripërat e patretura - marrin pjesë në formimin e strukturave mbështetëse:
Fosfat kalciumi (në kocka);
Karbonat (në lëvozhgën e molusqeve).
Jonet metalike të periudhës së 4-të janë pjesë e një numri komponimesh jetike - enzimat. Disa proteina përmbajnë hekur në formën e grupeve hekur-squfur. Jonet e zinkut gjenden në një numër të konsiderueshëm enzimash. Mangani është pjesë e një numri të vogël enzimash, por luan një rol të rëndësishëm në biosferë, gjatë reduktimit fotokimik të ujit, siguron çlirimin e oksigjenit në atmosferë dhe furnizimin e elektroneve në zinxhirin e transportit gjatë fotosintezës.
Kobalti është pjesë e enzimave në formën e kobalaminave (vitamina B 12).
Molibden është një përbërës thelbësor i enzimës nitrodinazë (e cila katalizon reduktimin e azotit atmosferik në amoniak në bakteret që fiksojnë azotin)
Numër i madh çështje organike pjesë e organizmave të gjallë: acid acetik; acetaldehid; etanol (janë produkte dhe substrate të transformimeve biokimike).
Grupet kryesore të përbërjeve me molekulare të ulët të organizmave të gjallë:
Aminoacidet janë përbërës të proteinave
Nukleamidet janë pjesë e acideve nukleike
Mono dhe oligosakaridet janë përbërës të indeve strukturore
Lipidet janë përbërës të mureve qelizore.
Përveç atyre të mëparshme, ekzistojnë:
Kofaktorët enzimë janë përbërës thelbësorë të një numri të konsiderueshëm enzimash dhe katalizojnë reaksionet redoks.
Koenzimat janë komponime organike që funksionojnë në sisteme të caktuara të reaksionit enzimë. Për shembull: nikotinaamidodaninë dinukleatide (NAD+). Në formë të oksiduar, është një oksidues i grupeve të alkoolit në grupet karbonil, duke formuar kështu një agjent reduktues.
Kofaktorët enzimë janë molekula organike komplekse të sintetizuara nga prekursorë komplekse që duhet të jenë të pranishëm si përbërës thelbësorë të ushqimit.
Kafshët më të larta karakterizohen nga formimi dhe funksionimi i substancave që kontrollojnë sistemet nervore dhe endokrine - hormonet dhe neurotransmetuesit. Për shembull, hormoni i veshkave shkakton përpunimin oksidativ të glikogjenit gjatë një situate stresuese.
Shumë bimë sintetizojnë amina komplekse me efekte të forta biologjike - alkaloide.
Terpenet janë komponime me origjinë bimore, përbërës të vajrave esencialë dhe rrëshirave.
Antibiotikët janë substanca me origjinë mikrobiologjike, të sekretuara nga lloje të veçanta mikroorganizmash që frenojnë rritjen e mikroorganizmave të tjerë konkurrues. Mekanizmi i veprimit të tyre është i ndryshëm, për shembull ngadalësimi i rritjes së proteinave në baktere.
MKOU"Shkolla e Mesme Novokaykent"
Me. Novokayakent
Rrethi Kayakent Republika e Dagestanit
OGE. Detyra 1. “Roli i biologjisë në formimin e një tabloje moderne të shkencës natyrore të botës, në veprimtaritë praktike të njerëzve »
(për nxënësit e klasës së 9-të)
MKOU "Shkolla e Mesme Novokayakent"
Umalatova Ravganiyat Biybulatovna
Fshati Novokayakent
Shënim shpjegues
Ky material është OGE. Pyetjet 1. “Roli i biologjisë në formimin e një tabloje moderne shkencore natyrore të botës, në veprimtaritë praktike të njerëzve” rekomandohet për nxënësit e klasave të 9-ta. Materiali përfshin pyetje me zgjedhjen e një përgjigjeje të saktë. Ky material mund të përdoret për t'u përgatitur për OGE. Puna përfshin 12 pyetje.
Detyrat: testoni njohuritë dhe aftësinë e studentëve për të zgjedhur saktë një përgjigje të saktë për një pyetje.
Pajisjet: fletëpalosje me teste.
OGE. Pyetjet 1."Roli i biologjisë në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës, në aktivitetet praktike të njerëzve »
1. Shkenca studion modelet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë së organizmave
1) gjenetikë
2) taksonomia
3) antropologji
4) biokimia
3.Cila shkencë studion shëndetin e njeriut dhe mënyrat për ta ruajtur atë?
1) valeologji
2) higjiena
3) mjekësi
4) fiziologji
5. Cili nga shkencëtarët e mëposhtëm konsiderohet themelues i shkencës së gjenetikës?
1) I.I. Mechnikov
2) L. Pasteur
3) G. Mendel
4) C. Darvin
7. Mënyra kryesore për të studiuar një qelizë bimore është
1) vëzhgim
2) mikroskopi
3) ngrirje - copëtim
4) ngjyrosje
9. Është zbuluar mekanizmi i biosintezës së proteinave në trup
1) anatomistët
2) fiziologë
3) biokimistë
4) ekologët
11. Të shtrosh një hipotezë do të thotë
1) konfirmoni natyrën shkencore të të dhënave të marra
2) kryeni një eksperiment
3) bëni një supozim
4) përmbledh faktet që ndryshojnë
Burimet e informacionit:
1.Biologji. Modele të përgjithshme. klasa e 9-të S.G. Mamontov, V.B Zakharov, N.I. Sonin. -M.: Bustard, 2002, 288 f.
2. Provimi i Unifikuar Shtetëror i Biologjisë. Seksioni "Bimët, kërpudhat, likenet". Teori, detyra trajnimi: manual arsimor / A.A. Kirilenko-
Rostov n/a: Legjioni, 2015 - 320 f.
3. OGE 2017. Biologji: detyrat e trajnimit tematik: klasa 9/
G.I. Lerner.- Moskë: Eksmo, 2016.- 272 f.
4. OGE. Biologjia: opsionet standarde të provimit: O -30 opsione / ed. V.S. Rokhlova.-M.: Shtëpia botuese "Arsimi Kombëtar", 2017.- 400 f.
Biologjia si shkencë
Biologjia(nga greqishtja bios- jeta, logo- fjalë, shkencë) është një kompleks shkencash për natyrën e gjallë.
Lënda e biologjisë janë të gjitha manifestimet e jetës: struktura dhe funksionet e qenieve të gjalla, diversiteti, origjina dhe zhvillimi i tyre, si dhe ndërveprimi me mjedisin. Detyra kryesore e biologjisë si shkencë është të interpretojë të gjitha fenomenet e natyrës së gjallë mbi baza shkencore, duke marrë parasysh se i gjithë organizmi ka veti që janë thelbësisht të ndryshme nga përbërësit e tij.
Termi "biologji" gjendet në veprat e anatomistëve gjermanë T. Roose (1779) dhe K. F. Burdach (1800), por vetëm në 1802 u përdor për herë të parë në mënyrë të pavarur nga J. B. Lamarck dhe G. R. Treviranus për të treguar shkencën që studion organizmat e gjallë. .
Shkenca Biologjike
Aktualisht, biologjia përfshin një sërë shkencash që mund të sistemohen sipas kritereve të mëposhtme: sipas lëndës dhe metodave mbizotëruese të kërkimit dhe nga niveli i organizimit të natyrës së gjallë që studiohet. Sipas lëndës së studimit, shkencat biologjike ndahen në bakteriologji, botanikë, virologji, zoologji dhe mikologji.
Botanikëështë një shkencë biologjike që studion në mënyrë gjithëpërfshirëse bimët dhe mbulesën bimore të Tokës. Zoologjia- një degë e biologjisë, shkencë e diversitetit, strukturës, veprimtarisë jetësore, shpërndarjes dhe marrëdhënies së kafshëve me mjedisin e tyre, origjinën dhe zhvillimin e tyre. Bakteriologjia- shkencë biologjike që studion strukturën dhe veprimtarinë e baktereve, si dhe rolin e tyre në natyrë. Virologjia- shkencë biologjike që studion viruset. Objekti kryesor i mykologjisë janë kërpudhat, struktura e tyre dhe karakteristikat e jetës. Likenologjia- shkencë biologjike që studion likenet. Bakteriologjia, virologjia dhe disa aspekte të mykologjisë shpesh konsiderohen si pjesë e mikrobiologjisë - një degë e biologjisë, shkencës së mikroorganizmave (bakteret, viruset dhe kërpudhat mikroskopike). Sistematika ose taksonomia, është një shkencë biologjike që përshkruan dhe klasifikon në grupe të gjitha krijesat e gjalla dhe të zhdukura.
Nga ana tjetër, secila nga shkencat biologjike të listuara ndahet në biokimi, morfologji, anatominë, fiziologji, embriologji, gjenetikë dhe sistematikë (bimë, kafshë ose mikroorganizma). Biokimiaështë shkenca e përbërjes kimike të materies së gjallë, proceseve kimike që ndodhin në organizmat e gjallë dhe në bazë të veprimtarisë së tyre jetësore. Morfologjia- shkencë biologjike që studion formën dhe strukturën e organizmave, si dhe modelet e zhvillimit të tyre. Në një kuptim të gjerë, ai përfshin citologjinë, anatominë, histologjinë dhe embriologjinë. Të bëjë dallimin midis morfologjisë së kafshëve dhe bimëve. Anatomiaështë një degë e biologjisë (më saktë, morfologjia), një shkencë që studion strukturën dhe formën e brendshme të organeve, sistemeve dhe organizmit në tërësi. Anatomia e bimëve konsiderohet si pjesë e botanikës, anatomia e kafshëve konsiderohet si pjesë e zoologjisë dhe anatomia e njeriut është një shkencë më vete. Fiziologjia- shkencë biologjike që studion proceset jetësore të organizmave bimorë dhe shtazorë, sistemet e tyre individuale, organet, indet dhe qelizat. Ekziston fiziologjia e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Embriologjia (biologjia e zhvillimit)- një degë e biologjisë, shkencë e zhvillimit individual të një organizmi, duke përfshirë zhvillimin e embrionit.
Objekt gjenetike janë ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë. Aktualisht, ajo është një nga shkencat biologjike më dinamike në zhvillim.
Sipas nivelit të organizimit të natyrës së gjallë që studiohet, dallohen biologjia molekulare, citologjia, histologjia, organologjia, biologjia e organizmave dhe sistemet e mbiorganizmave. Biologjia molekulare është një nga degët më të reja të biologjisë, një shkencë që studion, në veçanti, organizimin e informacionit trashëgues dhe biosintezën e proteinave. Citologjia, ose biologjia e qelizave, është një shkencë biologjike, objekt studimi i së cilës janë qelizat e organizmave njëqelizorë dhe shumëqelizorë. Histologjia- shkenca biologjike, një degë e morfologjisë, objekti i së cilës është struktura e indeve të bimëve dhe kafshëve. Fusha e organologjisë përfshin morfologjinë, anatominë dhe fiziologjinë e organeve të ndryshme dhe sistemeve të tyre.
Biologjia e organizmave përfshin të gjitha shkencat që kanë të bëjnë me organizmat e gjallë, p.sh. etologji- shkenca e sjelljes së organizmave.
Biologjia e sistemeve mbiorganizmale ndahet në biogjeografi dhe ekologji. Studion shpërndarjen e organizmave të gjallë biogjeografia, ndërsa ekologjisë- organizimi dhe funksionimi i sistemeve mbiorganizmave në nivele të ndryshme: popullata, biocenoza (komunitete), biogjeocenoza (ekosisteme) dhe biosferë.
Sipas metodave mbizotëruese të kërkimit, mund të dallojmë biologjinë përshkruese (për shembull, morfologjinë), eksperimentale (për shembull, fiziologjinë) dhe teorike.
Identifikimi dhe shpjegimi i modeleve të strukturës, funksionimit dhe zhvillimit të natyrës së gjallë në nivele të ndryshme të organizimit të saj është një detyrë. biologjisë së përgjithshme. Ai përfshin biokiminë, biologjinë molekulare, citologjinë, embriologjinë, gjenetikën, ekologjinë, shkencën evolucionare dhe antropologjinë. Doktrina evolucionare studion shkaqet, forcat lëvizëse, mekanizmat dhe modelet e përgjithshme të evolucionit të organizmave të gjallë. Një nga seksionet e tij është paleontologji- një shkencë subjekt i së cilës janë mbetjet fosile të organizmave të gjallë. Antropologjia- një pjesë e biologjisë së përgjithshme, shkencës për origjinën dhe zhvillimin e njerëzve si specie biologjike, si dhe diversitetin e popullatave moderne njerëzore dhe modelet e ndërveprimit të tyre.
Aspektet e aplikuara të biologjisë përfshihen në fushën e bioteknologjisë, mbarështimit dhe shkencave të tjera me zhvillim të shpejtë. Bioteknologjiaështë shkenca biologjike që studion përdorimin e organizmave të gjallë dhe proceset biologjike në prodhim. Përdoret gjerësisht në industrinë ushqimore (pjekje, djathëbërje, birre, etj.) dhe në industrinë farmaceutike (prodhimi i antibiotikëve, vitaminave), për pastrimin e ujit etj. Përzgjedhja- shkenca e metodave për krijimin e racave të kafshëve shtëpiake, varieteteve të bimëve të kultivuara dhe llojeve të mikroorganizmave me veti të nevojshme për njerëzit. Përzgjedhja kuptohet gjithashtu si procesi i ndryshimit të organizmave të gjallë, i kryer nga njerëzit për nevojat e tyre.
Ecuria e biologjisë është e lidhur ngushtë me sukseset e shkencave të tjera natyrore dhe ekzakte, si fizika, kimia, matematika, shkenca kompjuterike etj. Për shembull, mikroskopia, ekografia (ultratingulli), tomografia dhe metoda të tjera të biologjisë bazohen në fizikë. ligjet dhe studimi i strukturës së molekulave biologjike dhe proceseve që ndodhin në sistemet e gjalla do të ishte i pamundur pa përdorimin e metodave kimike dhe fizike. Përdorimi i metodave matematikore bën të mundur, nga njëra anë, identifikimin e pranisë së një lidhjeje natyrore midis objekteve ose fenomeneve, konfirmimin e besueshmërisë së rezultateve të marra dhe, nga ana tjetër, modelimin e një dukurie ose procesi. Kohët e fundit, metodat kompjuterike, si modelimi, janë bërë gjithnjë e më të rëndësishme në biologji. Në kryqëzimin e biologjisë dhe shkencave të tjera, u ngritën një sërë shkencash të reja, si biofizika, biokimia, bionika, etj.
Arritjet e biologjisë
Ngjarjet më të rëndësishme në fushën e biologjisë, të cilat ndikuan në të gjithë rrjedhën e zhvillimit të saj të mëtejshëm, janë: krijimi i strukturës molekulare të ADN-së dhe roli i saj në transmetimin e informacionit në lëndën e gjallë (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); deshifrimi i kodit gjenetik (R. Holley, H. G. Korana, M. Nirenberg); zbulimi i strukturës së gjeneve dhe rregullimi gjenetik i sintezës së proteinave (A. M. Lvov, F. Jacob, J. L. Monod, etj.); formulimi i teorisë së qelizave (M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); studimi i modeleve të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë (G. Mendel, H. de Vries, T. Morgan, etj.); formulimi i parimeve të sistematikës moderne (C. Linnaeus), teorisë evolucionare (C. Darvin) dhe doktrinës së biosferës (V. I. Vernadsky).
"Sëmundja e lopës së çmendur" (prionët).
Puna në programin e gjenomit njerëzor, i cili u krye njëkohësisht në disa vende dhe u përfundua në fillim të këtij shekulli, na çoi në të kuptuarit se njerëzit kanë rreth 25-30 mijë gjene, por informacioni nga shumica e ADN-së sonë nuk lexohet kurrë. , pasi përmban një numër të madh rajonesh dhe gjenesh që kodojnë tipare që kanë humbur rëndësinë për njerëzit (bishti, qimet e trupit, etj.). Përveç kësaj, janë deshifruar një sërë gjenesh përgjegjëse për zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, si dhe gjenet e synuara të barnave. Megjithatë, zbatimi praktik i rezultateve të marra gjatë zbatimit të këtij programi shtyhet derisa të deshifrohen gjenomet e një numri të konsiderueshëm njerëzish dhe atëherë do të bëhet e qartë se cilat janë dallimet e tyre. Këto synime janë vendosur për një numër laboratorësh kryesorë në mbarë botën që punojnë në zbatimin e programit ENCODE.
Kërkimi biologjik është themeli i mjekësisë, farmacisë dhe përdoret gjerësisht në bujqësi dhe pylltari, industrinë ushqimore dhe degë të tjera të veprimtarisë njerëzore.
Dihet mirë se vetëm "revolucioni i gjelbër" i viteve 1950 bëri të mundur që të paktën pjesërisht të zgjidhej problemi i sigurimit të popullatës në rritje të shpejtë të Tokës me ushqim dhe bagëti me ushqim përmes futjes së varieteteve të reja bimore dhe teknologjive të avancuara për kultivimin e tyre. Për shkak të faktit se vetitë e programuara gjenetikisht të kulturave bujqësore tashmë janë shteruar pothuajse, një zgjidhje e mëtejshme e problemit të ushqimit shoqërohet me futjen e gjerë të organizmave të modifikuar gjenetikisht në prodhim.
Prodhimi i shumë produkteve ushqimore, si djathërat, kosi, salsiçet, furrat etj., është gjithashtu i pamundur pa përdorimin e baktereve dhe kërpudhave, që është objekt i bioteknologjisë.
Njohja për natyrën e patogjenëve, proceset e shumë sëmundjeve, mekanizmat e imunitetit, modelet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë kanë bërë të mundur uljen e ndjeshme të vdekshmërisë dhe madje zhdukjen e plotë të një sërë sëmundjesh, si lija. Me ndihmën e arritjeve më të fundit të shkencës biologjike po zgjidhet edhe problemi i riprodhimit të njeriut.
Një pjesë e konsiderueshme e barnave moderne prodhohen në bazë të lëndëve të para natyrore, si dhe falë sukseseve të inxhinierisë gjenetike, siç është, për shembull, insulina, aq e nevojshme për pacientët me diabet, sintetizohet kryesisht nga bakteret ndaj të cilave Gjeni përkatës është transferuar.
Kërkimet biologjike nuk janë më pak të rëndësishme për ruajtjen e mjedisit dhe shumëllojshmërisë së organizmave të gjallë, kërcënimi i zhdukjes së të cilave vë në pikëpyetje ekzistencën e njerëzimit.
Rëndësia më e madhe ndër arritjet e biologjisë është fakti se ato madje përbëjnë bazën për ndërtimin e rrjeteve nervore dhe kodit gjenetik në teknologjinë kompjuterike, si dhe përdoren gjerësisht në arkitekturë dhe industri të tjera. Pa dyshim, shekulli i 21-të është shekulli i biologjisë.
Metodat e njohjes së natyrës së gjallë
Si çdo shkencë tjetër, biologjia ka arsenalin e vet të metodave. Krahas metodës shkencore të njohjes që përdoret në fusha të tjera, në biologji përdoren gjerësisht metoda si historike, krahasuese-përshkruese etj.
Metoda shkencore e njohjes përfshin vëzhgimin, formulimin e hipotezave, eksperimentin, modelimin, analizën e rezultateve dhe nxjerrjen e modeleve të përgjithshme.
Vrojtim- ky është perceptimi i qëllimshëm i objekteve dhe dukurive duke përdorur shqisat ose instrumentet, i përcaktuar nga detyra e veprimtarisë. Kushti kryesor për vëzhgimin shkencor është objektiviteti i tij, pra aftësia për të verifikuar të dhënat e marra nëpërmjet vëzhgimit të përsëritur ose përdorimit të metodave të tjera kërkimore, siç është eksperimenti. Faktet e marra si rezultat i vëzhgimit quhen të dhëna. Mund të jenë si cilësisë(duke përshkruar erën, shijen, ngjyrën, formën, etj.), dhe sasiore, dhe të dhënat sasiore janë më të sakta se të dhënat cilësore.
Bazuar në të dhënat e vëzhgimit, është formuluar hipoteza- një gjykim i supozuar për lidhjen natyrore të dukurive. Hipoteza është testuar në një seri eksperimentesh. Një eksperiment quhet një eksperiment i kryer shkencërisht, vëzhgimi i fenomenit që studiohet në kushte të kontrolluara, duke lejuar dikë të identifikojë karakteristikat e një objekti ose fenomeni të caktuar. Forma më e lartë e eksperimentit është modelimi- studimi i çdo dukurie, procesi ose sistemi i objekteve duke ndërtuar dhe studiuar modelet e tyre. Në thelb, kjo është një nga kategoritë kryesore të teorisë së dijes: çdo metodë e kërkimit shkencor, si teorik ashtu edhe eksperimental, bazohet në idenë e modelimit.
Rezultatet eksperimentale dhe simuluese i nënshtrohen analizave të kujdesshme. Analiza quhet një metodë e kërkimit shkencor duke zbërthyer një objekt në pjesët përbërëse të tij ose duke copëtuar mendërisht një objekt përmes abstraksionit logjik. Analiza është e lidhur pazgjidhshmërisht me sintezën. Sintezaështë një metodë e studimit të një lënde në integritetin e saj, në unitetin dhe ndërlidhjen e pjesëve të saj. Si rezultat i analizës dhe sintezës, bëhet hipoteza më e suksesshme e kërkimit hipoteza pune, dhe nëse mund t'i rezistojë përpjekjeve për ta hedhur poshtë atë dhe ende parashikon me sukses fakte dhe marrëdhënie të pashpjeguara më parë, atëherë mund të bëhet një teori.
Nën teori kuptojnë një formë të njohurive shkencore që jep një ide gjithëpërfshirëse të modeleve dhe lidhjeve thelbësore të realitetit. Drejtimi i përgjithshëm i kërkimit shkencor është arritja e niveleve më të larta të parashikueshmërisë. Nëse asnjë fakt nuk mund të ndryshojë një teori dhe devijimet prej saj që ndodhin janë të rregullta dhe të parashikueshme, atëherë ajo mund të ngrihet në rangun e ligji- marrëdhënie e domosdoshme, thelbësore, e qëndrueshme, e përsëritur midis dukurive në natyrë.
Me rritjen e numrit të njohurive dhe përmirësimin e metodave të kërkimit, hipotezat dhe teoritë e vërtetuara mirë mund të sfidohen, modifikohen dhe madje refuzohen, pasi vetë njohuria shkencore është dinamike në natyrë dhe vazhdimisht i nënshtrohet riinterpretimit kritik.
Metoda historike zbulon modelet e paraqitjes dhe zhvillimit të organizmave, formimin e strukturës dhe funksionit të tyre. Në një sërë rastesh, me ndihmën e kësaj metode, hipotezat dhe teoritë që më parë konsideroheshin të rreme fitojnë jetë të re. Kjo, për shembull, ndodhi me supozimet e Çarls Darvinit për natyrën e transmetimit të sinjalit në një impiant në përgjigje të ndikimeve mjedisore.
Metoda krahasuese-përshkruese parashikon analiza anatomike dhe morfologjike të objekteve kërkimore. Ajo qëndron në themel të klasifikimit të organizmave, duke identifikuar modelet e shfaqjes dhe zhvillimit të formave të ndryshme të jetës.
Monitorimiështë një sistem masash për vëzhgimin, vlerësimin dhe parashikimin e ndryshimeve në gjendjen e objektit në studim, në veçanti të biosferës.
Kryerja e vëzhgimeve dhe eksperimenteve shpesh kërkon përdorimin e pajisjeve speciale, si mikroskopët, centrifugat, spektrofotometrat, etj.
Mikroskopi përdoret gjerësisht në zoologji, botanikë, anatominë njerëzore, histologji, citologji, gjenetikë, embriologji, paleontologji, ekologji dhe degë të tjera të biologjisë. Kjo ju lejon të studioni strukturën e imët të objekteve duke përdorur dritë, elektron, rreze X dhe lloje të tjera të mikroskopëve.
Pajisja me mikroskop me dritë. Një mikroskop me dritë përbëhet nga pjesë optike dhe mekanike. E para përfshin okularin, objektivat dhe pasqyrën, dhe e dyta përfshin tubin, trekëmbëshin, bazën, skenën dhe vidën.
Zmadhimi total i mikroskopit përcaktohet nga formula:
zmadhimi i lenteve $×$ zmadhimi i okularit $-$ zmadhimi i mikroskopit.
Për shembull, nëse thjerrëza zmadhon një objekt me $8 $ herë dhe okularin me $7 $, atëherë zmadhimi total i mikroskopit është $56 $.
Centrifugimi diferencial, ose fraksionimi, ju lejon të ndani grimcat sipas madhësisë dhe densitetit të tyre nën ndikimin e forcës centrifugale, e cila përdoret në mënyrë aktive në studimin e strukturës së molekulave dhe qelizave biologjike.
Arsenali i metodave biologjike përditësohet vazhdimisht, dhe aktualisht është pothuajse e pamundur ta mbulosh plotësisht atë. Prandaj, disa metoda të përdorura në shkencat individuale biologjike do të diskutohen më poshtë.
Roli i biologjisë në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës
Në fazën e formimit të saj, biologjia nuk ekzistonte ende veçmas nga shkencat e tjera natyrore dhe ishte e kufizuar vetëm në vëzhgimin, studimin, përshkrimin dhe klasifikimin e përfaqësuesve të botës shtazore dhe bimore, domethënë ishte një shkencë përshkruese. Megjithatë, kjo nuk i pengoi natyralistët e lashtë Hipokrati (rreth 460–377 p.e.s.), Aristoteli (384–322 p.e.s.) dhe Theophrastus (emri i vërtetë Tirtham, 372–287 p.e.s.) të jepnin një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e idetë për strukturën e trupit të njeriut dhe kafshëve, si dhe diversitetin biologjik të kafshëve dhe bimëve, duke hedhur kështu themelet e anatomisë dhe fiziologjisë njerëzore, zoologjisë dhe botanikës.
Thellimi i njohurive për natyrën e gjallë dhe sistemimi i fakteve të grumbulluara më parë, që ndodhën në shekujt XVI-XVIII, kulmoi me futjen e nomenklaturës binare dhe krijimin e një taksonomie harmonike të bimëve (C. Linnaeus) dhe kafshëve (J. B. Lamarck ).
Përshkrimi i një numri të konsiderueshëm speciesh me karakteristika morfologjike të ngjashme, si dhe gjetjet paleontologjike, u bënë parakushte për zhvillimin e ideve për origjinën e specieve dhe shtigjet e zhvillimit historik të botës organike. Kështu, eksperimentet e F. Redi, L. Spallanzani dhe L. Pasteur në shekujt 17-19 hodhën poshtë hipotezën e gjenerimit spontan, të paraqitur nga Aristoteli dhe e përhapur në mesjetë, dhe teorinë e evolucionit biokimik nga A. I. Oparin dhe J. Haldane, i konfirmuar shkëlqyeshëm nga S. Miller dhe G. Yuri, na lejoi t'i përgjigjemi pyetjes për origjinën e të gjitha gjallesave.
Nëse procesi i shfaqjes së gjallesave nga përbërësit jo të gjallë dhe evolucioni i tij në vetvete nuk ngjall më dyshime, atëherë mekanizmat, rrugët dhe drejtimet e zhvillimit historik të botës organike ende nuk janë kuptuar plotësisht, pasi asnjëra nga të dyja teoritë kryesore konkurruese të evolucionit (teoria sintetike e evolucionit, e krijuar në bazë të teorisë së C. Darwin dhe teoria e J. B. Lamarck) ende nuk mund të ofrojnë prova gjithëpërfshirëse.
Përdorimi i mikroskopisë dhe metodave të tjera të shkencave të ngjashme, për shkak të përparimit në fushën e shkencave të tjera natyrore, si dhe futjes së praktikës eksperimentale, i lejoi shkencëtarët gjermanë T. Schwann dhe M. Schleiden të formulojnë një teori qelizore që në shek. Shekulli XIX, i plotësuar më vonë nga R. Virchow dhe K. Baer. Ai u bë përgjithësimi më i rëndësishëm në biologji, i cili formoi gurthemelin e ideve moderne për unitetin e botës organike.
Zbulimi i modeleve të transmetimit të informacionit trashëgues nga murgu çek G. Mendel shërbeu si një shtysë për zhvillimin e mëtejshëm të shpejtë të biologjisë në shekujt 20-21 dhe çoi jo vetëm në zbulimin e bartësit universal të trashëgimisë - ADN-së, por gjithashtu kodin gjenetik, si dhe mekanizmat themelorë të kontrollit, leximit dhe ndryshueshmërisë së informacionit trashëgues.
Zhvillimi i ideve për mjedisin çoi në shfaqjen e një shkence të tillë si ekologjia dhe formulimi mësime rreth biosferës si një sistem kompleks planetar shumë-komponentësh i komplekseve të mëdha biologjike të ndërlidhura, si dhe proceseve kimike dhe gjeologjike që ndodhin në Tokë (V.I. Vernadsky), i cili në fund të fundit bën të mundur që të paktën në një masë të vogël të zvogëlohen pasojat negative të aktivitetit ekonomik njerëzor.
Kështu, biologjia luajti një rol të rëndësishëm në formimin e tablosë moderne të shkencës natyrore të botës.
Organizimi i nivelit dhe evolucioni. Nivelet kryesore të organizimit të natyrës së gjallë: qelizore, organizmale, popullata-specie, biogjeocenotike, biosferë. Sistemet biologjike. Karakteristikat e përgjithshme të sistemeve biologjike: struktura qelizore, tiparet e përbërjes kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi, evolucioni
Organizimi i nivelit dhe evolucioni
Natyra e gjallë nuk është një formacion homogjen, si një kristal, ai përfaqësohet nga një shumëllojshmëri e pafund e objekteve të tij përbërëse (përshkruhen vetëm rreth 2 milion lloje organizmash). Në të njëjtën kohë, ky diversitet nuk është dëshmi e kaosit që mbretëron në të, pasi organizmat kanë një strukturë qelizore, organizmat e së njëjtës specie formojnë popullata, të gjitha popullatat që jetojnë në një pjesë të tokës ose ujit formojnë bashkësi dhe në ndërveprim me trupat të natyrës së pajetë, ato formojnë biogjeocenoza, që nga ana tjetër përbëjnë biosferën.
Kështu, natyra e gjallë është një sistem, përbërësit e të cilit mund të rregullohen në një mënyrë strikte: nga më e ulëta në më e lartë. Ky parim organizimi bën të mundur dallimin e individit nivelet dhe jep një kuptim gjithëpërfshirës të jetës si një fenomen natyror. Në çdo nivel organizimi, përcaktohen një njësi elementare dhe një fenomen elementar. Si njësi elementare konsideroni një strukturë ose objekt, ndryshimet në të cilat përbëjnë një kontribut specifik për nivelin përkatës në procesin e ruajtjes dhe zhvillimit të jetës, ndërsa vetë ky ndryshim është një fenomen elementar.
Formimi i një strukture të tillë me shumë nivele nuk mund të ndodhte menjëherë - ky është rezultat i miliarda viteve të zhvillimit historik, gjatë të cilit pati një ndërlikim progresiv të formave të jetës: nga komplekset e molekulave organike te qelizat, nga qelizat te organizmat, etj. Pasi formohet, kjo strukturë ruan ekzistencën e saj për shkak të një sistemi rregullues kompleks dhe vazhdon të zhvillohet, dhe në secilin nga nivelet e organizimit të materies së gjallë, ndodhin transformimet përkatëse evolucionare.
Nivelet kryesore të organizimit të natyrës së gjallë: qelizore, organizmale, popullata-specie, biogjeocenotike, biosferë.
Aktualisht, ekzistojnë disa nivele kryesore të organizimit të materies së gjallë: qelizore, organizmale, popullata-specie, biogjeocenotike dhe biosferë.
Niveli qelizor
Megjithëse manifestimet e disa vetive të gjallesave janë tashmë për shkak të bashkëveprimit të makromolekulave biologjike (proteinave, acideve nukleike, polisaharideve, etj.), Njësia e strukturës, funksioneve dhe zhvillimit të gjallesave është qeliza, e cila është e aftë të mbajë nxjerrja dhe bashkimi i proceseve të zbatimit dhe transmetimit të informacionit të trashëguar me metabolizmin dhe shndërrimin e energjisë, duke siguruar kështu funksionimin e niveleve më të larta të organizatës. Njësia elementare e nivelit qelizor të organizimit është qeliza, dhe fenomeni elementar janë reaksionet e metabolizmit qelizor.
Niveli organizativ
Organizëmështë një sistem integral i aftë për ekzistencë të pavarur. Në bazë të numrit të qelizave që përbëjnë organizmat, ato ndahen në njëqelizore dhe shumëqelizore. Niveli qelizor i organizimit në organizmat njëqelizorë (ameba vulgaris, euglena jeshile etj.) përkon me nivelin e organizmit. Kishte një periudhë në historinë e Tokës kur të gjithë organizmat përfaqësoheshin vetëm nga forma njëqelizore, por ato siguruan funksionimin e të dy biogjeocenozave dhe biosferës në tërësi. Shumica e organizmave shumëqelizorë përfaqësohen nga një koleksion indesh dhe organesh, të cilat nga ana tjetër kanë gjithashtu një strukturë qelizore. Organet dhe indet janë përshtatur për të kryer funksione specifike. Njësia elementare e këtij niveli është individi në zhvillimin e tij individual, ose ontogjenezë, prandaj niveli organizëm quhet edhe ontogjenetike. Një fenomen elementar në këtë nivel janë ndryshimet në trup në zhvillimin e tij individual.
Niveli i popullsisë-specie
Popullatë- ky është një koleksion individësh të së njëjtës specie, që ndërthuren lirisht me njëri-tjetrin dhe jetojnë veçmas nga grupe të tjera të ngjashme individësh.
Në popullata ka një shkëmbim të lirë të informacionit të trashëguar dhe transmetimin e tij tek pasardhësit. Popullsia është një njësi elementare e nivelit të popullsisë-specie, dhe fenomeni elementar në këtë rast janë transformimet evolucionare, si mutacionet dhe seleksionimi natyror.
Niveli biogjeocenotik
Biogjeocenoza përfaqëson një bashkësi të krijuar historikisht të popullatave të llojeve të ndryshme, të ndërlidhura me njëra-tjetrën dhe mjedisin nga metabolizmi dhe energjia.
Biogjeocenozat janë sisteme elementare në të cilat ndodh cikli material dhe energjetik, i përcaktuar nga aktiviteti jetësor i organizmave. Vetë biogjeocenozat janë njësi elementare të një niveli të caktuar, ndërsa dukuritë elementare janë rrjedhat e energjisë dhe ciklet e substancave në to. Biogjeocenozat përbëjnë biosferën dhe përcaktojnë të gjitha proceset që ndodhin në të.
Niveli i biosferës
Biosfera- guaska e Tokës e banuar nga organizma të gjallë dhe e transformuar prej tyre.
Biosfera është niveli më i lartë i organizimit të jetës në planet. Kjo guaskë mbulon pjesën e poshtme të atmosferës, hidrosferën dhe shtresën e sipërme të litosferës. Biosfera, si të gjitha sistemet e tjera biologjike, është dinamike dhe transformohet në mënyrë aktive nga qeniet e gjalla. Ai në vetvete është një njësi elementare e nivelit të biosferës, dhe proceset e qarkullimit të substancave dhe energjisë që ndodhin me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë konsiderohen si një fenomen elementar.
Siç u përmend më lart, secili nga nivelet e organizimit të materies së gjallë jep kontributin e tij në një proces të vetëm evolucionar: në qelizë, jo vetëm që informacioni trashëgues i ngulitur riprodhohet, por ndodh edhe ndryshimi i tij, i cili çon në shfaqjen e kombinimeve të reja të karakteristikat dhe vetitë e organizmit, të cilat nga ana e tyre i nënshtrohen veprimit të seleksionimit natyror në nivel popullsie-specie etj.
Sistemet biologjike
Objektet biologjike të shkallëve të ndryshme të kompleksitetit (qelizat, organizmat, popullatat dhe speciet, biogjeocenozat dhe vetë biosfera) konsiderohen aktualisht si sistemet biologjike.
Një sistem është një unitet i përbërësve strukturorë, ndërveprimi i të cilëve krijon veti të reja në krahasim me tërësinë e tyre mekanike. Kështu, organizmat përbëhen nga organe, organet formohen nga indet dhe indet formojnë qeliza.
Tiparet karakteristike të sistemeve biologjike janë integriteti i tyre, parimi i nivelit të organizimit, siç u diskutua më lart, dhe hapja. Integriteti i sistemeve biologjike arrihet kryesisht përmes vetërregullimit, duke funksionuar në parimin e reagimit.
TE sistemet e hapura përfshijnë sisteme ndërmjet të cilave shkëmbimi i substancave, energjisë dhe informacionit ndodh midis tyre dhe mjedisit, për shembull, bimët, në procesin e fotosintezës, kapin rrezet e diellit dhe thithin ujin dhe dioksidin e karbonit, duke çliruar oksigjen.
Karakteristikat e përgjithshme të sistemeve biologjike: struktura qelizore, tiparet e përbërjes kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi, evolucioni
Sistemet biologjike ndryshojnë nga trupat e natyrës së pajetë nga një sërë shenjash dhe vetive, ndër të cilat kryesoret janë struktura qelizore, përbërja kimike, metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë, homeostaza, nervozizmi, lëvizja, rritja dhe zhvillimi, riprodhimi dhe evolucioni.
Njësia elementare strukturore dhe funksionale e një gjallese është qeliza. Edhe viruset që i përkasin formave të jetës joqelizore janë të paaftë për t'u vetë-riprodhuar jashtë qelizave.
Ekzistojnë dy lloje të strukturës së qelizave: prokariotike Dhe eukariote. Qelizat prokariote nuk kanë një bërthamë të formuar, informacioni i tyre gjenetik është i përqendruar në citoplazmë. Prokariotët përfshijnë kryesisht bakteret. Informacioni gjenetik në qelizat eukariote ruhet në një strukturë të veçantë - bërthamën. Eukariotët përfshijnë bimët, kafshët dhe kërpudhat. Nëse në organizmat njëqelizorë të gjitha manifestimet e jetës janë të natyrshme në qelizë, atëherë në organizmat shumëqelizorë ndodh specializimi i qelizave.
Nuk gjendet asnjë element i vetëm kimik në organizmat e gjallë që nuk ekziston në natyrën e pajetë, por përqendrimet e tyre ndryshojnë ndjeshëm në rastin e parë dhe të dytë. Në natyrën e gjallë mbizotërojnë elementë si karboni, hidrogjeni dhe oksigjeni, të cilat bëjnë pjesë në përbërjet organike, ndërsa natyra e pajetë karakterizohet kryesisht nga substanca inorganike. Komponimet organike më të rëndësishme janë acidet nukleike dhe proteinat, të cilat sigurojnë funksionet e vetë-riprodhimit dhe vetë-mirëmbajtjes, por asnjë nga këto substanca nuk është bartës i jetës, pasi as individualisht dhe as në grup ato nuk janë të afta të vetëriprodhohen - kjo kërkon një kompleks integral molekulash dhe strukturash, që është qeliza.
Të gjitha sistemet e gjalla, duke përfshirë qelizat dhe organizmat, janë sisteme të hapura. Megjithatë, ndryshe nga natyra e pajetë, ku kryesisht ndodh transferimi i substancave nga një vend në tjetrin ose një ndryshim në gjendjen e tyre të grumbullimit, qeniet e gjalla janë të afta për transformimin kimik të substancave të konsumuara dhe përdorimin e energjisë. Metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë shoqërohen me procese të tilla si ushqimi, frymëmarrja dhe sekretimi.
Nën ushqimi zakonisht kuptojnë hyrjen në trup, tretjen dhe asimilimin e substancave të nevojshme për rimbushjen e rezervave të energjisë dhe ndërtimin e trupit të trupit. Sipas metodës së të ushqyerit, të gjithë organizmat ndahen në autotrofet Dhe heterotrofet.
Autotrofet- këto janë organizma që janë të aftë të sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike.
Heterotrofet- Janë organizma që konsumojnë lëndë organike të gatshme për ushqim. Autotrofet ndahen ne fotoautotrofe dhe kemoautotrofe. Fotoautotrofet përdorin energjinë e dritës së diellit për të sintetizuar substanca organike. Procesi i shndërrimit të energjisë së dritës në energji të lidhjeve kimike të përbërjeve organike quhet fotosinteza. Shumica dërrmuese e bimëve dhe disa baktereve (për shembull, cianobakteret) janë fotoautotrofe. Në përgjithësi, fotosinteza nuk është një proces shumë produktiv, si rezultat i të cilit shumica e bimëve detyrohen të udhëheqin një mënyrë jetese të bashkangjitur. Kemoautotrofet nxjerr energji për sintezën e përbërjeve organike nga përbërjet inorganike. Ky proces quhet kemosinteza. Kimioautotrofët tipikë janë disa baktere, duke përfshirë bakteret e squfurit dhe bakteret e hekurit.
Organizmat e mbetur - kafshët, kërpudhat dhe shumica dërrmuese e baktereve - janë heterotrofe.
Frymëmarrja është procesi i zbërthimit të substancave organike në më të thjeshta, i cili çliron energjinë e nevojshme për të ruajtur jetën e organizmave.
Të dallojë frymëmarrje aerobike, që kërkon oksigjen dhe anaerobe, që ndodh pa pjesëmarrjen e oksigjenit. Shumica e organizmave janë aerobë, megjithëse anaerobet gjenden gjithashtu midis baktereve, kërpudhave dhe kafshëve. Me frymëmarrjen e oksigjenit, substancat organike komplekse mund të ndahen në ujë dhe dioksid karboni.
Ekskretimi zakonisht i referohet largimit nga trupi të produkteve përfundimtare metabolike dhe tepricës së substancave të ndryshme (ujë, kripëra, etj.) të marra nga ushqimi ose të formuara në të. Proceset e ekskretimit janë veçanërisht intensive te kafshët, ndërsa bimët janë jashtëzakonisht ekonomike.
Falë metabolizmit dhe energjisë, sigurohet marrëdhënia e trupit me mjedisin dhe ruhet homeostaza.
Homeostaza- kjo është aftësia e sistemeve biologjike për të përballuar ndryshimet dhe për të ruajtur qëndrueshmërinë relative të përbërjes kimike, strukturës dhe vetive, si dhe për të siguruar qëndrueshmëri të funksionimit në ndryshimin e kushteve mjedisore. Përshtatja ndaj ndryshimit të kushteve mjedisore quhet përshtatje.
Nervozizmi- kjo është vetia universale e gjallesave për t'iu përgjigjur ndikimeve të jashtme dhe të brendshme, e cila qëndron në themel të përshtatjes së organizmit ndaj kushteve mjedisore dhe mbijetesës së tyre. Reagimi i bimëve ndaj ndryshimeve në kushtet e jashtme konsiston, për shembull, në kthimin e fletëve të gjetheve drejt dritës, dhe në shumicën e kafshëve ka forma më komplekse që janë refleksive në natyrë.
Lëvizja- një veti integrale e sistemeve biologjike. Ajo manifestohet jo vetëm në formën e lëvizjes së trupave dhe pjesëve të tyre në hapësirë, për shembull, në përgjigje të acarimit, por edhe në procesin e rritjes dhe zhvillimit.
Organizmat e rinj që shfaqen si rezultat i riprodhimit nuk marrin karakteristika të gatshme nga prindërit e tyre, por programe të caktuara gjenetike, mundësinë e zhvillimit të disa karakteristikave. Ky informacion trashëgues realizohet gjatë zhvillimit individual. Zhvillimi individual shprehet, si rregull, në ndryshime sasiore dhe cilësore në trup. Ndryshimet sasiore në trup quhen rritje. Ato manifestohen, për shembull, në formën e rritjes së masës dhe dimensioneve lineare të organizmit, e cila bazohet në riprodhimin e molekulave, qelizave dhe strukturave të tjera biologjike.
Zhvillimi i organizmit- kjo është shfaqja e dallimeve cilësore në strukturë, ndërlikimi i funksioneve etj., që bazohet në diferencimin e qelizave.
Rritja e organizmave mund të vazhdojë gjatë gjithë jetës ose të përfundojë në një fazë të caktuar. Në rastin e parë flasim për e pakufizuar, ose rritje e hapur. Është karakteristikë e bimëve dhe kërpudhave. Në rastin e dytë kemi të bëjmë kufizuar, ose rritje e mbyllur, karakteristikë e kafshëve dhe baktereve.
Kohëzgjatja e ekzistencës së një qelize individuale, organizmit, specieve dhe sistemeve të tjera biologjike është e kufizuar në kohë, kryesisht për shkak të ndikimit të faktorëve mjedisorë, prandaj kërkohet riprodhim i vazhdueshëm i këtyre sistemeve. Riprodhimi i qelizave dhe organizmave bazohet në procesin e vetë-dyfishimit të molekulave të ADN-së. Riprodhimi i organizmave siguron ekzistencën e specieve, dhe riprodhimi i të gjitha specieve që banojnë në Tokë siguron ekzistencën e biosferës.
Trashëgimia quaj transmetimin e karakteristikave të formave prindërore gjatë një numri brezash.
Megjithatë, nëse karakteristikat do të ruheshin gjatë riprodhimit, përshtatja ndaj kushteve të ndryshimit të mjedisit do të ishte e pamundur. Në këtë drejtim, u shfaq një pronë e kundërt me trashëgiminë - ndryshueshmëria.
Ndryshueshmëria- kjo është mundësia e marrjes së karakteristikave dhe vetive të reja gjatë jetës, e cila siguron evolucionin dhe mbijetesën e specieve më të përshtatura.
Evolucioniështë një proces i pakthyeshëm i zhvillimit historik të gjallesave.
Ajo bazohet në riprodhimi progresiv, ndryshueshmëria trashëgimore, lufta për ekzistencë Dhe përzgjedhja natyrore. Veprimi i këtyre faktorëve ka çuar në një shumëllojshmëri të madhe të formave të jetës të përshtatura ndaj kushteve të ndryshme mjedisore. Evolucioni progresiv ka kaluar nëpër një sërë fazash: forma paraqelizore, organizma njëqelizorë, organizma shumëqelizorë gjithnjë e më kompleksë deri te njerëzit.
Gjenetika, detyrat e saj. Trashëgimia dhe ndryshueshmëria janë veti të organizmave. Metodat e gjenetikës. Konceptet dhe simbolika themelore gjenetike. Teoria kromozomale e trashëgimisë. Idetë moderne rreth gjenit dhe gjenomit
Gjenetika, detyrat e saj
Përparimet në shkencën natyrore dhe biologjinë e qelizave në shekujt 18-19 lejuan një numër shkencëtarësh të bënin supozime për ekzistencën e disa faktorëve trashëgues që përcaktojnë, për shembull, zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, por këto supozime nuk u mbështetën nga provat përkatëse. Edhe teoria e pangjenezës ndërqelizore e formuluar nga H. de Vries në 1889, e cila supozonte ekzistencën në bërthamën qelizore të disa "pangjeneve" që përcaktojnë prirjet trashëgimore të organizmit dhe lëshimin në protoplazmë të vetëm atyre prej tyre që përcaktojnë lloji i qelizës, nuk mund të ndryshonte situatën, si dhe teoria e “plazmës së mikrobeve” nga A. Weissman, sipas së cilës karakteristikat e fituara gjatë procesit të ontogjenezës nuk trashëgohen.
Vetëm veprat e studiuesit çek G. Mendel (1822–1884) u bënë guri i themelit të gjenetikës moderne. Sidoqoftë, përkundër faktit se veprat e tij u cituan në botime shkencore, bashkëkohësit e tij nuk u kushtuan vëmendje atyre. Dhe vetëm rizbulimi i modeleve të trashëgimisë së pavarur nga tre shkencëtarë njëherësh - E. Chermak, K. Correns dhe H. de Vries - e detyroi komunitetin shkencor t'i drejtohej origjinës së gjenetikës.
Gjenetikaështë një shkencë që studion modelet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë dhe metodat e menaxhimit të tyre.
Detyrat e gjenetikës në fazën aktuale janë studimi i karakteristikave cilësore dhe sasiore të materialit trashëgues, analiza e strukturës dhe funksionimit të gjenotipit, deshifrimi i strukturës së imët të gjenit dhe metodave për rregullimin e aktivitetit të gjeneve, kërkimi i gjeneve që shkaktojnë zhvillimin e trashëguar të njeriut. sëmundjet dhe metodat për “korrigjimin” e tyre, krijimin e një brezi të ri barnash sipas llojit të vaksinave të ADN-së, ndërtimin, duke përdorur inxhinierinë gjenetike dhe qelizore, të organizmave me veti të reja që mund të prodhojnë ilaçet dhe produktet ushqimore të nevojshme për njeriun, si dhe. si deshifrimi i plotë i gjenomit njerëzor.
Trashëgimia dhe ndryshueshmëria - vetitë e organizmave
Trashëgimiaështë aftësia e organizmave për të transmetuar karakteristikat dhe vetitë e tyre në një seri brezash.
Ndryshueshmëria- aftësia e organizmave për të fituar karakteristika të reja gjatë jetës.
Shenjat- këto janë çdo karakteristikë morfologjike, fiziologjike, biokimike dhe karakteristika të tjera të organizmave me të cilat disa prej tyre ndryshojnë nga të tjerët, për shembull ngjyra e syve. Vetitë quhet edhe çdo karakteristikë funksionale e organizmave, të cilat bazohen në një karakteristikë të caktuar strukturore ose grup karakteristikash elementare.
Karakteristikat e organizmave mund të ndahen në cilësisë Dhe sasiore. Shenjat cilësore kanë dy ose tre manifestime të kundërta, të cilat quhen shenja alternative, për shembull, ngjyrat e syve blu dhe kafe, ndërsa ato sasiore (rendimenti i qumështit të lopëve, rendimenti i grurit) nuk kanë dallime të përcaktuara qartë.
Bartësi material i trashëgimisë është ADN. Në eukariotët, ekzistojnë dy lloje të trashëgimisë: gjenotipike Dhe citoplazmatike. Bartësit e trashëgimisë gjenotipike janë të lokalizuara në bërthamë dhe do të diskutohet më tej, ndërsa bartës të trashëgimisë citoplazmike janë molekulat rrethore të ADN-së të vendosura në mitokondri dhe plastide. Trashëgimia citoplazmike transmetohet kryesisht me vezën, prandaj quhet edhe amtare.
Një numër i vogël gjenesh lokalizohen në mitokondritë e qelizave njerëzore, por ndryshimet e tyre mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në zhvillimin e organizmit, për shembull, duke çuar në zhvillimin e verbërisë ose një ulje graduale të lëvizshmërisë. Plastidet luajnë një rol po aq të rëndësishëm në jetën e bimëve. Kështu, në disa zona të gjethes mund të jenë të pranishme qeliza pa klorofil, gjë që çon, nga njëra anë, në uljen e produktivitetit të bimëve dhe nga ana tjetër, organizma të tillë të larmishëm vlerësohen në peizazhet dekorative. Shembuj të tillë riprodhohen kryesisht në mënyrë aseksuale, pasi riprodhimi seksual shpesh prodhon bimë të zakonshme jeshile.
Metodat e gjenetikës
1. Metoda hibridologjike, ose metoda e kryqëzimeve, konsiston në përzgjedhjen e individëve prindërorë dhe analizimin e pasardhësve. Në këtë rast, gjenotipi i një organizmi gjykohet nga manifestimet fenotipike të gjeneve në pasardhës të përftuar përmes një skeme të caktuar kryqëzimi. Kjo është metoda më e vjetër informative e gjenetikës, e cila u përdor për herë të parë nga G. Mendel në kombinim me metodën statistikore. Kjo metodë nuk është e zbatueshme në gjenetikën njerëzore për arsye etike.
2. Metoda citogjenetike bazohet në studimin e kariotipit: numri, forma dhe madhësia e kromozomeve të organizmit. Studimi i këtyre veçorive na lejon të identifikojmë patologji të ndryshme zhvillimore.
3. Metoda biokimike ju lejon të përcaktoni përmbajtjen e substancave të ndryshme në trup, veçanërisht tepricën ose mungesën e tyre, si dhe aktivitetin e një sërë enzimash.
4. Metodat gjenetike molekulare synojnë identifikimin e variacioneve në strukturë dhe deshifrimin e sekuencës së nukleotideve parësore të seksioneve të ADN-së në studim. Ato bëjnë të mundur identifikimin e gjeneve për sëmundjet trashëgimore edhe në embrione, vendosjen e atësisë etj.
5. Metoda statistikore e popullsisë bën të mundur përcaktimin e përbërjes gjenetike të një popullate, shpeshtësinë e gjeneve dhe gjenotipeve të caktuara, ngarkesën gjenetike, si dhe të përshkruajë perspektivat për zhvillimin e një popullate.
6. Metoda e hibridizimit të qelizave somatike në kulturë bën të mundur përcaktimin e lokalizimit të gjeneve të caktuara në kromozome gjatë shkrirjes së qelizave të organizmave të ndryshëm, për shembull, një mi dhe një lloj brejtësi, një mi dhe një njeri etj.
Konceptet dhe simbolika themelore gjenetike
Gjeni- kjo është një pjesë e një molekule të ADN-së, ose kromozomit, që mbart informacion për një tipar ose veti të caktuar të një organizmi.
Disa gjene mund të ndikojnë në shfaqjen e disa tipareve në të njëjtën kohë. Ky fenomen quhet pleiotropia. Për shembull, gjeni që shkakton zhvillimin e sëmundjes trashëgimore arachnodactyly (gishtat e merimangës) gjithashtu shkakton lakim të thjerrëzave dhe patologji të shumë organeve të brendshme.
Çdo gjen zë një vend të përcaktuar rreptësisht në kromozom - vendndodhja. Meqenëse në qelizat somatike të shumicës së organizmave eukariote, kromozomet janë çift (homologë), secili prej kromozomet e çiftëzuar përmban një kopje të gjenit përgjegjës për një tipar të caktuar. Gjene të tilla quhen alelike.
Gjenet alelike më së shpeshti ekzistojnë në dy versione - dominante dhe recesive. Dominuese quhet një alele që manifestohet pavarësisht se cili gjen ndodhet në kromozomin tjetër dhe ndrydh zhvillimin e tiparit të koduar nga gjeni recesiv. Alelet mbizotëruese zakonisht përcaktohen me shkronja të mëdha të alfabetit latin (A, B, C, etj.), dhe alelet recesive caktohen me shkronja të vogla (a, b, c, etj.). Recesive Alelet mund të shprehen vetëm nëse zënë vend në të dy kromozomet e çiftëzuar.
Një organizëm që ka të njëjtat alele në të dy kromozomet homologe quhet homozigote për këtë gjen, ose homozigote(AA, aa, AABB, aabb, etj.), dhe një organizëm që ka variante të ndryshme gjenish në të dy kromozomet homologe - dominante dhe recesive - quhet heterozigote për këtë gjen, ose heterozigote(Aa, AaBb, etj.).
Një numër gjenesh mund të kenë tre ose më shumë variante strukturore, për shembull, grupet e gjakut sipas sistemit AB0 janë të koduara nga tre alele - I A, I B, d.m.th. Ky fenomen quhet alelizëm i shumëfishtë. Sidoqoftë, edhe në këtë rast, çdo kromozom i një çifti mbart vetëm një alele, domethënë të tre variantet e gjeneve nuk mund të përfaqësohen në një organizëm.
Gjenomi- një grup gjenesh karakteristike për një grup haploid kromozomesh.
Gjenotipi- një grup gjenesh karakteristike për një grup diploid kromozomesh.
Fenotipi- një grup karakteristikash dhe vetive të një organizmi, i cili është rezultat i ndërveprimit të gjenotipit dhe mjedisit.
Meqenëse organizmat ndryshojnë nga njëri-tjetri në shumë tipare, modelet e trashëgimisë së tyre mund të përcaktohen vetëm duke analizuar dy ose më shumë tipare tek pasardhësit. Kryqëzimi, në të cilin merret parasysh trashëgimia dhe kryhet një numërim i saktë sasior i pasardhësve sipas një çifti karakteristikash alternative, quhet monohibrid m, në dy palë - dihibride, sipas një numri më të madh shenjash - polihibrid.
Bazuar në fenotipin e një individi, nuk është gjithmonë e mundur të përcaktohet gjenotipi i tij, pasi një organizëm homozigot për gjenin dominues (AA) dhe heterozigot (Aa) do të kenë një manifestim të alelit dominues në fenotip. Prandaj, për të kontrolluar gjenotipin e një organizmi me fekondim të kryqëzuar, ata përdorin kryq provë- kryqëzim, në të cilin një organizëm me tipar dominues kryqëzohet me një gjen homozigot për një gjen recesiv. Në këtë rast, një organizëm homozigot për gjenin dominues nuk do të prodhojë ndarje në pasardhës, ndërsa në pasardhësit e individëve heterozigotë ka një numër të barabartë individësh me tipare dominuese dhe recesive.
Konventat e mëposhtme përdoren më shpesh për të regjistruar skemat e kalimit:
R (nga lat. prindër- prindërit) - organizmat mëmë;
$♀$ (shenja alkimike e Venusit - pasqyrë me dorezë) - ekzemplar i nënës;
$♂$ (shenja alkimike e Marsit - mburojë dhe shtizë) - individ atëror;
$×$ - shenjë kalimi;
F 1, F 2, F 3, etj - hibride të gjeneratës së parë, të dytë, të tretë dhe të mëvonshme;
F a - pasardhës nga një kryq analizues.
Teoria kromozomale e trashëgimisë
Themeluesi i gjenetikës, G. Mendel, si dhe pasuesit e tij më të afërt, nuk kishin as idenë më të vogël për bazën materiale të prirjeve trashëgimore, apo gjeneve. Megjithatë, tashmë në vitet 1902-1903, biologu gjerman T. Boveri dhe studenti amerikan W. Satton sugjeruan në mënyrë të pavarur se sjellja e kromozomeve gjatë maturimit dhe fekondimit të qelizave bën të mundur shpjegimin e ndarjes së faktorëve trashëgues sipas Mendelit, d.m.th. sipas mendimit të tyre, gjenet duhet të jenë të vendosura në kromozome. Këto supozime u bënë gurthemeli i teorisë kromozomale të trashëgimisë.
Në vitin 1906, gjenetistët anglezë W. Bateson dhe R. Punnett zbuluan një shkelje të ndarjes Mendeliane kur kalonin bizele të ëmbla dhe bashkatdhetari i tyre L. Doncaster, në eksperimentet me fluturën e molës së patëllxhanëve, zbuloi trashëgiminë e lidhur me seksin. Rezultatet e këtyre eksperimenteve binin qartë në kundërshtim me ato Mendeliane, por nëse marrim parasysh se deri në atë kohë dihej tashmë se numri i karakteristikave të njohura për objektet eksperimentale e tejkalonte shumë numrin e kromozomeve, dhe kjo sugjeronte që çdo kromozom mbart më shumë se një gjen, dhe gjenet e një kromozomi trashëgohen së bashku.
Në vitin 1910, eksperimentet e grupit të T. Morgan filluan në një objekt të ri eksperimental - mizën e frutave Drosophila. Rezultatet e këtyre eksperimenteve bënë të mundur që nga mesi i viteve 20 të shekullit të 20-të të formulohen parimet bazë të teorisë kromozomale të trashëgimisë, të përcaktohet renditja e gjeneve në kromozome dhe distancat midis tyre, d.m.th., të hartohej e para. hartat e kromozomeve.
Dispozitat themelore të teorisë kromozomale të trashëgimisë:
- Gjenet janë të vendosura në kromozome. Gjenet në të njëjtin kromozom trashëgohen së bashku, ose lidhen dhe quhen grup tufë. Numri i grupeve të lidhjes është numerikisht i barabartë me grupin haploid të kromozomeve.
- Çdo gjen zë një vend të përcaktuar rreptësisht në kromozom - një vend.
- Gjenet në kromozome janë rregulluar në mënyrë lineare.
- Prishja e lidhjes së gjeneve ndodh vetëm si rezultat i kryqëzimit.
- Distanca midis gjeneve në një kromozom është proporcionale me përqindjen e kryqëzimit midis tyre.
- Trashëgimia e pavarur është tipike vetëm për gjenet në kromozomet johomologe.
Idetë moderne rreth gjenit dhe gjenomit
Në fillim të viteve 40 të shekullit të njëzetë, J. Beadle dhe E. Tatum, duke analizuar rezultatet e studimeve gjenetike të kryera mbi kërpudhat e neurosporës, arritën në përfundimin se çdo gjen kontrollon sintezën e një enzime dhe formuluan parimin "një gjen - një enzimë”.
Sidoqoftë, tashmë në vitin 1961, F. Jacob, J. L. Monod dhe A. Lvov arritën të deshifrojnë strukturën e gjenit E. coli dhe të studiojnë rregullimin e aktivitetit të tij. Për këtë zbulim ata u nderuan me Çmimin Nobel në Fiziologji ose Mjekësi në 1965.
Në procesin e kërkimit, përveç gjeneve strukturore që kontrollojnë zhvillimin e tipareve të caktuara, ata mundën të identifikonin edhe ato rregullatore, funksioni kryesor i të cilave është shfaqja e tipareve të koduara nga gjene të tjera.
Struktura e një gjeni prokariotik. Gjeni strukturor i prokariotëve ka një strukturë komplekse, pasi përfshin rajone rregullatore dhe sekuenca koduese. Rajonet rregullatore përfshijnë promotorin, operatorin dhe terminatorin. Promotor quhet rajoni i gjenit në të cilin është ngjitur enzima ARN polimerazë, e cila siguron sintezën e mARN gjatë transkriptimit. ME operatori, i vendosur midis promotorit dhe sekuencës strukturore, mund të lidhet proteina represore, e cila nuk lejon që ARN polimeraza të fillojë të lexojë informacionin trashëgues nga sekuenca koduese dhe vetëm heqja e saj lejon që të fillojë transkriptimi. Struktura e represorit zakonisht kodohet në një gjen rregullator që ndodhet në një pjesë tjetër të kromozomit. Leximi i informacionit përfundon në një seksion të gjenit të quajtur terminator.
Sekuenca e kodimit Një gjen strukturor përmban informacion në lidhje me sekuencën e aminoacideve të proteinës përkatëse. Sekuenca koduese në prokariote quhet cistronomi, dhe tërësia e rajoneve koduese dhe rregullatore të një gjeni prokariotik - operon. Në përgjithësi, prokariotët, të cilët përfshijnë E. coli, kanë një numër relativisht të vogël gjenesh të vendosura në një kromozom të vetëm rrethor.
Citoplazma e prokariotëve mund të përmbajë gjithashtu molekula shtesë të vogla rrethore ose të hapura të ADN-së të quajtura plazmide. Plazmidet janë në gjendje të integrohen në kromozome dhe të transmetohen nga një qelizë në tjetrën. Ato mund të përmbajnë informacion në lidhje me karakteristikat seksuale, patogjenitetin dhe rezistencën ndaj antibiotikëve.
Struktura e një gjeni eukariotik. Ndryshe nga prokariotët, gjenet eukariote nuk kanë një strukturë operoni, pasi ato nuk përmbajnë një operator, dhe çdo gjen strukturor shoqërohet vetëm nga një promotor dhe terminator. Përveç kësaj, në gjenet eukariote rajone të rëndësishme ( ekzonet) alternuar me ato të parëndësishme ( introne), të cilat transkriptohen plotësisht në mARN dhe më pas hiqen gjatë maturimit të tyre. Roli biologjik i introneve është të zvogëlojë gjasat e mutacioneve në rajone të rëndësishme. Rregullimi i gjeneve në eukariotët është shumë më kompleks se ai i përshkruar për prokariotët.
Gjenomi i njeriut. Në çdo qelizë njerëzore, 46 kromozomet përmbajnë rreth 2 m ADN, të paketuar fort në një spirale të dyfishtë, e cila përbëhet nga afërsisht 3.2 $×$ 10 9 çifte nukleotide, e cila siguron rreth 10 1900000000 kombinime unike të mundshme. Nga fundi i viteve 80 të shekullit të njëzetë, dihej vendndodhja e afërsisht 1500 gjeneve njerëzore, por numri i tyre i përgjithshëm u vlerësua në afërsisht 100 mijë, pasi njerëzit kanë vetëm rreth 10 mijë sëmundje trashëgimore, për të mos përmendur numrin e proteinave të ndryshme. të përfshira në qeliza.
Në vitin 1988, filloi projekti ndërkombëtar i Gjenomit Njerëzor, i cili në fillim të shekullit të 21-të përfundoi me një dekodim të plotë të sekuencës nukleotide. Ai bëri të mundur të kuptojmë se dy njerëz të ndryshëm kanë 99.9% sekuenca nukleotide të ngjashme, dhe vetëm 0.1% e mbetur përcaktojnë individualitetin tonë. Në total, u zbuluan afërsisht 30-40 mijë gjene strukturore, por më pas numri i tyre u reduktua në 25-30 mijë Midis këtyre gjeneve nuk ka vetëm ato unike, por edhe të përsëritura qindra e mijëra herë. Megjithatë, këto gjene kodojnë një numër shumë më të madh të proteinave, për shembull dhjetëra mijëra proteina mbrojtëse - imunoglobulina.
97% e gjenomit tonë është "junk" gjenetik që ekziston vetëm sepse mund të riprodhohet mirë (ARN që transkriptohet në këto rajone nuk largohet kurrë nga bërthama). Për shembull, midis gjeneve tona nuk ka vetëm gjene "njerëzore", por edhe 60% të gjeneve të ngjashme me gjenet e mizës Drosophila, dhe deri në 99% të gjeneve tona janë të ngjashme me shimpanzetë.
Paralelisht me dekodimin e gjenomit, u zhvillua edhe hartëzimi i kromozomeve, si rezultat i të cilit u bë i mundur jo vetëm zbulimi, por edhe përcaktimi i vendndodhjes së disa gjeneve përgjegjës për zhvillimin e sëmundjeve trashëgimore, si dhe objektivi i ilaçit. gjenet.
Dekodimi i gjenomit njerëzor nuk ka dhënë ende një efekt të drejtpërdrejtë, pasi ne kemi marrë një lloj udhëzimi për montimin e një organizmi kaq kompleks si person, por nuk kemi mësuar se si ta prodhojmë atë ose të paktën të korrigjojmë gabimet në të. Megjithatë, epoka e mjekësisë molekulare është tashmë në prag në të gjithë botën, të ashtuquajturat preparate gjenetike janë duke u zhvilluar që mund të bllokojnë, fshijnë apo edhe zëvendësojnë gjenet patologjike te njerëzit e gjallë, dhe jo vetëm në një vezë të fekonduar.
Nuk duhet të harrojmë se në qelizat eukariote ADN-ja përmbahet jo vetëm në bërthamë, por edhe në mitokondri dhe plastide. Ndryshe nga gjenomi bërthamor, organizimi i gjeneve në mitokondri dhe plastide ka shumë të përbashkëta me organizimin e gjenomit prokariotik. Përkundër faktit se këto organele mbajnë më pak se 1% të informacionit trashëgues të qelizës dhe nuk kodojnë as të gjithë grupin e proteinave të nevojshme për funksionimin e tyre, ato janë në gjendje të ndikojnë ndjeshëm në disa nga karakteristikat e trupit. Kështu, larmia në bimët e klorofitumit, dredhkës dhe të tjerave trashëgohet nga një numër i vogël pasardhësish edhe kur kryqëzohen dy bimë të larmishme. Kjo për faktin se plastidet dhe mitokondritë transmetohen më së shumti me citoplazmën e vezës, prandaj një trashëgimi e tillë quhet amtare, ose citoplazmike, në ndryshim nga gjenotipiku, i cili lokalizohet në bërthamë.
Afati "biologji"është formuar nga dy fjalë greke "bios" - jetë dhe "logos" - njohuri, mësimdhënie, shkencë. Prandaj përkufizimi klasik i biologjisë si një shkencë që studion jetën në të gjitha manifestimet e saj.
Biologjia eksploron diversitetin e qenieve të gjalla ekzistuese dhe të zhdukura, strukturën, funksionet, origjinën, evolucionin, shpërndarjen dhe zhvillimin individual të tyre, lidhjet me njëra-tjetrën, midis komuniteteve dhe me natyrën e pajetë.
Biologjia shqyrton modelet e përgjithshme dhe të veçanta të qenësishme në jetë në të gjitha manifestimet dhe vetitë e saj: metabolizmin, riprodhimin, trashëgiminë, ndryshueshmërinë, përshtatshmërinë, rritjen, zhvillimin, nervozizmin, lëvizshmërinë, etj.
Metodat e kërkimit në biologji
- Vrojtim- metoda më e thjeshtë dhe më e arritshme. Për shembull, ju mund të vëzhgoni ndryshimet sezonale në natyrë, në jetën e bimëve dhe kafshëve, sjelljen e kafshëve, etj.
- Përshkrim objekte biologjike (përshkrim me gojë ose me shkrim).
- Krahasimi– gjetja e ngjashmërive dhe dallimeve ndërmjet organizmave, të përdorura në taksonomi.
- Metoda eksperimentale(në kushte laboratorike ose natyrore) - kërkime biologjike duke përdorur instrumente dhe metoda të ndryshme të fizikës dhe kimisë.
- Mikroskopi– studimi i strukturës së qelizave dhe strukturave qelizore duke përdorur mikroskopët e dritës dhe elektroneve. Mikroskopë me dritë ju lejon të shihni format dhe madhësitë e qelizave dhe organeleve individuale. Elektronike – struktura të vogla të organeleve individuale.
- Metoda biokimike- studimi i përbërjes kimike të qelizave dhe indeve të organizmave të gjallë.
- Citogjenetike- një metodë e studimit të kromozomeve nën një mikroskop. Ju mund të zbuloni mutacione gjenomike (për shembull, sindroma Down), mutacione kromozomale (ndryshime në formën dhe madhësinë e kromozomeve).
- Ultracentrifugimi- izolimi i strukturave individuale qelizore (organelet) dhe studimi i tyre i mëtejshëm.
- Metoda historike– krahasimi i fakteve të fituara me rezultatet e marra më parë.
- Modelimi– krijimi i modeleve të ndryshme të proceseve, strukturave, ekosistemeve etj. për të parashikuar ndryshimet.
- Metoda hibridologjike– metoda e kryqëzimit, metoda kryesore e studimit të modeleve të trashëgimisë.
- Metoda gjenealogjike– një metodë e përpilimit të origjinës, e përdorur për të përcaktuar llojin e trashëgimisë së një tipari.
- Metoda binjake- një metodë që ju lejon të përcaktoni pjesën e ndikimit të faktorëve mjedisorë në zhvillimin e tipareve. Zbatohet për binjakët identikë.
Lidhja e biologjisë me shkencat e tjera.
Shumëllojshmëria e natyrës së gjallë është aq e madhe sa biologjia moderne duhet të paraqitet si një kompleks shkencash. Biologjia qëndron në themel të shkencave të tilla si mjekësi, ekologji, gjenetikë, përzgjedhje, botanikë, zoologji, anatomi, fiziologji, mikrobiologji, embriologji Biologjia, së bashku me shkencat e tjera, formoi shkenca të tilla si biofizika, biokimia, bionika, gjeobotanika, zoogjeografia, etj. Në lidhje me zhvillimin e shpejtë të shkencës dhe teknologjisë, po shfaqen drejtime të reja në studimin e organizmave të gjallë dhe shkenca të reja. po shfaqen që lidhen me biologjinë. Kjo dëshmon edhe një herë se bota e gjallë është e shumëanshme dhe komplekse dhe është e lidhur ngushtë me natyrën e pajetë.
Shkencat bazë biologjike - objektet e studimit të tyre
- Anatomia është struktura e jashtme dhe e brendshme e organizmave.
- Fiziologji - proceset e jetës.
- Mjekësia - sëmundjet njerëzore, shkaqet dhe metodat e trajtimit të tyre.
- Ekologjia - marrëdhëniet midis organizmave në natyrë, modelet e proceseve në ekosisteme.
- Gjenetika - ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë.
- Citologjia është shkenca e qelizave (struktura, aktiviteti jetësor, etj.).
- Biokimia - proceset biokimike në organizmat e gjallë.
- Biofizika - dukuri fizike në organizmat e gjallë.
- Mbarështimi është krijimi i të rejave dhe përmirësimi i varieteteve, racave, shtameve ekzistuese.
- Paleontologji - mbetje fosile të organizmave të lashtë.
- Embriologjia - zhvillimi i embrioneve.
Një person mund të aplikojë njohuri në fushën e biologjisë:
- për parandalimin dhe trajtimin e sëmundjeve
- kur jepni ndihmën e parë viktima të aksidenteve;
- në prodhimtarinë bimore, blegtori
- në aktivitetet mjedisore që kontribuojnë në zgjidhjen e problemeve globale mjedisore (njohuri për ndërlidhjet e organizmave në natyrë, për faktorët që ndikojnë negativisht në gjendjen e mjedisit etj. BIOLOGJIA SI SHKENCË).
Shenjat dhe vetitë e gjallesave:
1. Struktura qelizore. Qeliza është një njësi e vetme strukturore dhe funksionale, si dhe një njësi zhvillimi për pothuajse të gjithë organizmat e gjallë në Tokë. Viruset janë një përjashtim, por edhe ata shfaqin veti të gjalla vetëm kur janë në një qelizë. Jashtë qelisë nuk tregojnë asnjë shenjë jete.
2. Uniteti i përbërjes kimike. Gjërat përbëhen nga të njëjtat elemente kimike si ato jo të gjalla, por te gjallesat 90% e masës vjen nga katër elementë: S, O, N, N, të cilat janë të përfshira në formimin e molekulave organike komplekse, si proteinat, acidet nukleike, karbohidratet, lipidet.
3. Metabolizmi dhe energjia janë vetitë kryesore të gjallesave. Ajo kryhet si rezultat i dy proceseve të ndërlidhura: sinteza e substancave organike në trup (për shkak të burimeve të jashtme të energjisë nga drita dhe ushqimi) dhe procesi i dekompozimit të substancave organike komplekse me çlirimin e energjisë, e cila më pas konsumohen nga trupi. Metabolizmi siguron qëndrueshmërinë e përbërjes kimike në kushtet e mjedisit që ndryshojnë vazhdimisht.
4. Hapja. Të gjithë organizmat e gjallë janë sisteme të hapura, domethënë sisteme që janë të qëndrueshme vetëm nëse marrin energji dhe lëndë të vazhdueshme nga mjedisi.
5. Vetëriprodhimi (riprodhimi). Aftësia për të vetë-riprodhuar është vetia më e rëndësishme e të gjithë organizmave të gjallë. Ai bazohet në informacione për strukturën dhe funksionet e çdo organizmi të gjallë, të ngulitur në acidet nukleike dhe duke siguruar specifikën e strukturës dhe aktivitetit jetësor të organizmit të gjallë.
6. Vetërregullimi. Falë mekanizmave të vetërregullimit, ruhet qëndrueshmëria relative e mjedisit të brendshëm të trupit, d.m.th. ruhet qëndrueshmëria e përbërjes kimike dhe intensiteti i proceseve fiziologjike - homeostaza.
7. Zhvillimi dhe rritja. Në procesin e zhvillimit individual (ontogjenezë), vetitë individuale të organizmit shfaqen gradualisht dhe vazhdimisht (zhvillimi) dhe ndodh rritja e tij (rritja në madhësi). Përveç kësaj, të gjitha sistemet e gjalla evoluojnë - ndryshojnë gjatë zhvillimit historik (filogjene).
8. Nervozizmi.Çdo organizëm i gjallë është i aftë t'i përgjigjet ndikimeve të jashtme dhe të brendshme.
9. Trashëgimia. Të gjithë organizmat e gjallë janë në gjendje të ruajnë dhe transmetojnë karakteristikat themelore tek pasardhësit.
10. Ndryshueshmëria. Të gjithë organizmat e gjallë janë të aftë të ndryshojnë dhe të marrin karakteristika të reja.
Nivelet bazë të organizimit të natyrës së gjallë
E gjithë natyra e gjallë është një koleksion sistemesh biologjike. Vetitë e rëndësishme të sistemeve të gjalla janë organizimi shumënivelësh dhe hierarkik. Pjesët e sistemeve biologjike janë vetë sisteme të përbëra nga pjesë të ndërlidhura. Në çdo nivel, çdo sistem biologjik është unik dhe i ndryshëm nga sistemet e tjera.
Shkencëtarët, bazuar në karakteristikat e manifestimit të vetive të gjallesave, kanë identifikuar disa nivele të organizimit të natyrës së gjallë:
1. Niveli molekular - përfaqësohet nga molekulat e substancave organike (proteina, lipide, karbohidrate etj.) që gjenden në qeliza. Në nivel molekular mund të studiohen vetitë dhe strukturat e molekulave biologjike, roli i tyre në qelizë, në jetën e organizmit etj. Për shembull, dyfishimi i molekulës së ADN-së, strukturës së proteinave, etj.
2. Niveli qelizor – të përfaqësuar nga qeliza. Në nivelin qelizor fillojnë të shfaqen vetitë dhe shenjat e gjallesave. Në nivelin qelizor, mund të studiohet struktura dhe funksionet e qelizave dhe strukturave qelizore, proceset që ndodhin në to. Për shembull, lëvizja e citoplazmës, ndarja e qelizave, biosinteza e proteinave në ribozome, etj.
3. Niveli i organeve-indeve – përfaqësohet nga indet dhe organet e organizmave shumëqelizorë. Në këtë nivel, mund të studiohet struktura dhe funksionet e indeve dhe organeve, proceset që ndodhin në to. Për shembull, tkurrja e zemrës, lëvizja e ujit dhe kripërave nëpër enët, etj.
4. Niveli organizativ – perfaqesuar nga organizma njeqelizore dhe shumeqelizore. Në këtë nivel, organizmi studiohet në tërësi: struktura dhe funksionet e tij jetësore, mekanizmat e vetërregullimit të proceseve, përshtatja me kushtet e jetesës etj.
5. Niveli i popullsisë-specie– përfaqësohet nga popullata që përbëhen nga individë të së njëjtës specie që jetojnë së bashku për një kohë të gjatë në një territor të caktuar. Jeta e një individi përcaktohet gjenetikisht dhe në kushte të favorshme popullata mund të ekzistojë pafundësisht. Meqenëse në këtë nivel fillojnë të veprojnë forcat shtytëse të evolucionit - lufta për ekzistencë, seleksionimi natyror, etj. Në nivelin e popullatës-specieve, ata studiojnë dinamikën e numrit të individëve, përbërjen moshore-gjinore të popullsisë, evolucionare. ndryshimet në popullatë, e kështu me radhë.
6. Niveli i ekosistemit– përfaqësohet nga popullata të llojeve të ndryshme që jetojnë së bashku në një territor të caktuar. Në këtë nivel studiohen marrëdhëniet midis organizmave dhe mjedisit, kushtet që përcaktojnë produktivitetin dhe qëndrueshmërinë e ekosistemeve, ndryshimet në ekosisteme etj.
7. Niveli i biosferës- forma më e lartë e organizimit të materies së gjallë, që bashkon të gjitha ekosistemet e planetit. Në këtë nivel studiohen proceset në shkallën e të gjithë planetit - ciklet e materies dhe energjisë në natyrë, problemet mjedisore globale, ndryshimet në klimën e Tokës, etj. Aktualisht, studimi i ndikimit të njeriut në gjendjen e biosferës në mënyrë parandalimi i një krize globale mjedisore është i një rëndësie të madhe.
Bileta 1 1.Biologjia si shkencë, arritjet e saj, lidhjet me shkencat e tjera. Metodat për studimin e objekteve të gjalla. Roli i biologjisë në jetën e njeriut dhe veprimtaritë praktike. 2. Mbretëria bimore, dallimet e saj nga mbretëritë e tjera të natyrës së gjallë. Shpjegoni se cili grup bimësh aktualisht zë një pozicion dominues në Tokë. Gjeni përfaqësues të këtij grupi midis bimëve të gjalla ose ekzemplarëve të herbariumit. 3. Duke përdorur njohuritë për metabolizmin dhe shndërrimin e energjisë në trupin e njeriut, jepni një shpjegim shkencor të efektit të pasivitetit fizik, stresit, zakoneve të këqija dhe mbingrënies në metabolizëm.
1. Biologji (nga greqishtja bios life, logos science) shkenca e jetës. Ajo studion organizmat e gjallë, strukturën, zhvillimin dhe origjinën e tyre, marrëdhëniet me mjedisin e tyre dhe me organizmat e tjerë të gjallë. 2. Biologji - një grup shkencash për jetën, për natyrën e gjallë (shih tabelën "Sistemi i shkencave biologjike"). I. Biologjia si shkencë, arritjet e saj në lidhje me shkencat e tjera. Metodat për studimin e objekteve të gjalla. Roli i biologjisë në jetën e njeriut dhe veprimtaritë praktike.
3. Metodat bazë në biologji 1.vëzhgimi (ju lejon të përshkruani dukuritë biologjike), 2.krahasimi (bën të mundur gjetjen e modeleve të përgjithshme në strukturën dhe jetën e organizmave të ndryshëm), 3.eksperimentin ose përvojën (ndihmon studiuesin të studiojë vetitë e objekteve biologjike), 4.modelimi (simulohen procese të paarritshme për vëzhgim ose riprodhim eksperimental), 5. Metoda historike (bazuar në të dhënat për botën moderne organike dhe të kaluarën e saj, mësohen proceset e zhvillimit të natyrës së gjallë) .
4. Arritjet e biologjisë: 1). Përshkrimi i numrit të madh të llojeve të organizmave të gjallë që ekzistojnë në Tokë; 2). Krijimi i teorisë qelizore, evolucionare, kromozomeve; 3). Zbulimi i strukturës molekulare të njësive strukturore të trashëgimisë (gjeneve) shërbeu si bazë për krijimin e inxhinierisë gjenetike. 4). Zbatimi praktik i arritjeve të biologjisë moderne bën të mundur marrjen e sasive industriale të konsiderueshme të substancave biologjikisht aktive.
6). Falë njohjes së ligjeve të trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë, janë arritur suksese të mëdha në bujqësi në krijimin e racave të reja shumë produktive të kafshëve shtëpiake dhe varieteteve të bimëve të kultivuara. 5). Bazuar në studimin e marrëdhënieve midis organizmave, janë krijuar metoda biologjike për kontrollin e dëmtuesve të bimëve.
7) Rëndësi të madhe në biologji i kushtohet sqarimit të mekanizmave të biosintezës së proteinave dhe sekreteve të fotosintezës, të cilat do të hapin rrugën për marrjen e lëndëve ushqyese organike. Për më tepër, përdorimi në industri (në ndërtim, kur krijohen makina dhe mekanizma të rinj) i parimeve të organizimit të qenieve të gjalla (bionika) sjell aktualisht dhe do të japë në të ardhmen një efekt të rëndësishëm ekonomik. Dizajni i huallit të mjaltit formoi bazën për prodhimin e "paneleve të huallit" për ndërtim
Në një situatë të tillë, baza e vetme për rritjen e burimeve ushqimore mund të jetë intensifikimi i bujqësisë. Një rol të rëndësishëm në këtë proces do të luajë rritja e formave të reja shumë produktive të mikroorganizmave, bimëve dhe kafshëve, si dhe përdorimi racional dhe i bazuar shkencërisht i burimeve natyrore.
1. Bimët janë autotrofe dhe janë të afta për fotosintezë; 2. Prania e plastideve me pigmente në qeliza; 3. Qelizat janë të rrethuara nga një mur celuloz; 4. Prania e vakuolave me lëng qelizor në qeliza; 5.Rritje e pakufizuar; 6. Ka hormone bimore - fitohormone; 7. Lloji osmotik i të ushqyerit (marrja e lëndëve ushqyese në formën e tretësirave ujore që hyjnë përmes membranës qelizore).
Angiospermat ose bimët e lulëzuara janë ndarja më e madhe e bimëve më të larta moderne, duke numëruar rreth 250 mijë lloje. Ata rriten në të gjitha zonat klimatike dhe janë pjesë e të gjitha biogjeocenozave të globit. Kjo tregon përshtatshmërinë e tyre të lartë ndaj kushteve moderne të ekzistencës në Tokë.
Përshtatjet në angiospermat (bimët e lulëzuara) që i lejuan ata të zinin një pozicion dominues në Tokë: I. Organet vegjetative të bimëve të lulëzuara arrijnë kompleksitetin dhe diversitetin më të madh. II. Bimët e lulëzuara kanë një sistem përcjellës më të avancuar, i cili siguron furnizim më të mirë të bimës me ujë. III. Për herë të parë, bimët e lulëzuara kanë një organ të ri - lulen. Ovulat janë të mbyllura në një zgavër të mbyllur të vezores, e formuar nga një ose më shumë karpela të shkrirë. Farat janë të mbyllura në fruta. U shfaq fekondimi i dyfishtë, i cili i dallon ashpër nga të gjitha grupet e tjera të botës bimore. IV. Transformimet më të rëndësishme ndodhën në sistemin përçues. Në vend të trakeideve, enët bëhen elementët kryesorë përcjellës të ksilemës, gjë që përshpejton ndjeshëm lëvizjen e rrymës ngjitëse. Kështu, angiospermat morën mundësi shtesë në konkurs dhe në fund u bënë "fitues" në luftën për ekzistencë.
III. Duke përdorur njohuritë për metabolizmin dhe shndërrimin e energjisë në trupin e njeriut, jepni një shpjegim shkencor të efektit të pasivitetit fizik, stresit, zakoneve të këqija dhe mbingrënies në metabolizëm. Trupi merr shumë substanca nga jashtë, i përpunon ato, duke marrë energji ose ato molekula që i nevojiten trupit për të ndërtuar indet e veta. Produktet metabolike që rezultojnë ekskretohen nga trupi. Tërësia e të gjitha reaksioneve të disimilimit (zbërthimi i substancave me çlirimin e energjisë) dhe asimilimit (sinteza e substancave të nevojshme për trupin) quhet metabolizëm. Në një trup të shëndetshëm, asimilimi dhe disimilimi janë rreptësisht të ekuilibruar. Të gjitha reaksionet metabolike rregullohen nga sistemi nervor dhe endokrin. Çrregullimet metabolike janë në themel të shumë sëmundjeve njerëzore.
1. Inaktiviteti fizik - reduktimi i aktivitetit fizik, mungesa e aktivitetit fizik - çon në një ulje të performancës së muskujve, sistemit kardiovaskular dhe, si pasojë, në çrregullime metabolike dhe një përkeqësim të gjendjes së të gjithë organizmit në tërësi. Lëndët ushqyese që nuk shpenzohen për aktivitet fizik ruhen, gjë që shpesh çon në obezitet. Ngrënia e tepërt gjithashtu kontribuon në këtë (2).
3. Stresi është një reagim mbrojtës i trupit që e lejon atë të mbijetojë në kohë rreziku. Stresi mobilizon aftësitë e trupit, shoqërohet me çlirimin e hormoneve, rrit intensitetin e aktivitetit kardiovaskular, etj. Megjithatë, stresi i rëndë dhe veçanërisht i zgjatur mund të çojë në varfërim të fuqisë njerëzore dhe çrregullime metabolike.
4. Konsumimi i vazhdueshëm i pijeve alkoolike ka një efekt shumë të fortë negativ në metabolizëm. Tek alkoolistët, alkooli etilik oksidues i jep trupit një sasi të caktuar energjie, por gjithashtu prodhon substanca shumë toksike që vrasin qelizat e mëlçisë dhe trurit. Gradualisht, oreksi i alkoolistëve ulet dhe ata ndalojnë së ngrëni sasi normale të proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve, duke i zëvendësuar ato me pije alkoolike, gjë që çon në shkatërrimin e trupit. Alkoolistët kronikë kanë gjithmonë mëlçi të dëmtuar, humbin peshë dhe ndodh shkatërrimi gradual i muskujve.
5. Pirja e duhanit gjithashtu ka një efekt të fortë negativ në metabolizëm, pasi shkatërron mushkëritë dhe pengon trupin të marrë sasinë e nevojshme të oksigjenit. Përveç kësaj, pirja e duhanit rrit shumë gjasat e zhvillimit të kancerit të mushkërive.
6. Substancat narkotike, që marrin pjesë në metabolizëm, shkaktojnë varësi, më pas, ndërprerja e marrjes së nikotinës, alkoolit, etj. shoqërohet me simptoma të tërheqjes - një përkeqësim i mprehtë i mirëqenies; Kështu, shfaqet varësia fiziologjike dhe psikologjike nga droga.
