Вопрос 48.

Концепция структурных биологич уровней организации материи.

Все объекты жив природы можно представить в виде опред сис-м, обладающих конкретными особенностями и св-вами, хар-ми их уровень организации. С учетом уровня организации можно рассматривать иерархию структур организации материальных объектов живой и неживой природы. Такая иерархия структур начинается с элем-ых частиц, представляющих собой первоначальный уровень организации материи, и заканчивается живыми организациями и сообществами – высшими уровнями организации.

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МАТРЕШКА

Ноосферный уровень

Биосферный уровень

Биогеоценотический уровень

Популяционно-видовой уровень

Организменный уровень

Органный уровень

Клеточный уровень

Молекулярно-генетический уровень

Атомная структура

Здесь строгое соподчинение уровней.

Эту матрешку создали Браун и Селларс в 1920г, но ее приняли лишь в 1953.

Рассмотрим некоторые уровни:

Молекулярно-генетический уровень. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен в-в, передача наслед инф-ции.

Клеточный уровень. Клетка – структурная и функ-я единица жив организмов, а также единица размножения и развития.

Организменный уровень. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную сис-му, способную к самостоятельному сущ-нию.

Популяционно-видовой уровень.

Вид– совокупность особей, обладающих наследс-ным сходством морфологических, физиол-их и биохим-их особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к опред условиям жизни и занимающих в природе опред область – ареал.

Популяция – группа особей одного вида, обладающая одним генофондом и занимающая одну территорию.

На этом уровне рассматриваются сообщества жив организмов, популяции и виды. Появляются новые св-ва. # один жив организм обязательно умираеет, а популяция может сущ-ть неогранич долго при благоприятных условиях.

Биогеоценотический уровень (экосистемный)

Тоже рассматриваются сообщества жив организмов, взаимод-е особей разного вида. Новое св-во: видовая борьба за сущ-ние.

Биоценоз – устой-я совокупность популяций растений, животных, грибов, микроорган-ов, приспособленных к совместному обитанию на однород участке территории.# совокуп-ть жив орг-ов леса, озера, луга или болота.

Участок земной поверхности, занимаемый биоценозом наз-ся биотопом.

Биоценоз + биотоп= биогеоценоз.

Биосферный уровень

Биосфера – та оболочка Земли, в которую входят все живые организмы вместе со средой их обитания. (Этот термин ввел в 1875г Э.Зюсс.)

Из среды обитания входит:

Протяженность биосферы в литосфере составляет 3-4км.

В гилросфере вплоть до max глубин.

В атмосфере до нижней границы озонового слоя (15км)

Ноосферный уровень

Вернадский в нач 30-х годов высказал такую мысль, что преобразование биосферы человеком – это неизбежный процесс, закон природы. Эта идея была подхвачена др учеными. В 1924 Леруа назвал преобразованную биосферу НООСФЕРОЙ.

Вернадский указал условия, необходимые для становления и сущ-ния ноосферы:

1. заселение человеком всей планеты

2. возрастание связей обмена м/у странами, в том числе полит-их

3. преобразование средст связей обмена

4. начало преобраз-ия геологич-й роли человека над др геолог-ми процессами

5. расширение границ биосферы. Выход в космос

6. открытие новых источников энергии

7. равенство людей всех рас и религий

8. увеличение роли народ-ых масс в решении вопросов пол-ки

9. свобода науч мысли. Создание гос-вом таких условий

10. продуманная система народ-го образования. Подъем благосостояния всех слоев бощества.

11. Разумное преобраз-ие первичной природы Земли

12. Исключ-е войн из жизни человека.

11 и 12 пока не выполнены.

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ.

Наследственность – общее сво-во всех организмов сохранять и передавать особенности строения и ф-ций от предков к потомству.

Объяснение: материальную основу наследственности составляют гены. Ген представляет собой участок мол-лы органич в-ва ДНК, под действием кот-го формируются признаки. В клетках организмов разных видов содержатся единицы и десятки хромосом и сотни тысяч генов. Хромосомы с расположенными в них генами имеются как в половых, так и в клетках тела. При полдовом разм-нии происходит слияние муж и жен половых клеток. В клетках зародыша объединяются муж и жен хромосомы, поэтому его формир-ние происходит под влиянием генов как материнского, так и отцовского организма.

Изменчивость – общее сво-во всех организмов приобретать новые признаки – различия м/у особями в пределах вида.

Объяснение:

1. ненаследственная изм-сть: из-за воздействия окруж среды.

2. Наследственная. Затрагивает хромосомы или гены.

   1. мутации, обусловленные изменением генов. Происходят в силу различ воздействий.

   2. Комбинативная изм-ть вызвана новой комбинацией генов в потомстве. Источником служит скрещивание.

   3. Соотносительная изм-ть связана с тем, чтоодин и тот же ген оказывает влияние на формирование не одного, а двух и более признаков. #длинные конечности почти всегда сопровождаются удлиненной шеей.

КЛЕТКА – СОСТАВНОЙ ЭЛ-Т ЖИВ ОРГАНИЗМА. Клетка – структурная и функ-я единица жив организмов, а также единица размножения и развития. По строению клеток организмы делят на две группы:

1. доядерные (прокариоты) – нет оформленного ядра.

2. Ядерные (эукариоты) – имеют ядро и органоиды, выполняющие определенные ф-ции.

Особую неклеточную форму жизни составляют вирусы.

Клетка люб-го организма (эукариота) состоит из оболочки, цитоплазмы и ядра.

Оболочка состоит из наружного слоя и мембраны. Поверхностный слой :

У растений- клеточная стенка (у большинства состоит из клетчатки)

Ф-ции:внешний каркас, защитная оболочка, через нее проходят вода, соли, мол-лы многих орг в-в.

У животных – гликокаликс (полисахариды и белки)

Ф-ции:связь клеток животных с внеш средой (не играет опорной роли)

Мембрана состоит из белков и липидов.

Ф-ции: барьер, отграничивающий внутренее содержимое клетки от внеш среды, транспорт вещ-в, мно-во клеток соединяют в ткани.

Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Основное ее вещ-во – белки.

В плазме эукариотических клеток содержаться ядро и органоиды: эндоплазматическая сеть (ЭПС), рибосомы, митохондрии, пластиды (только у растений), аппарат Гольджи (А/Г), лизосомы, клеточный центр.

Функции:

1. рибосомы – синтез белка.

2. Лизосомы –расщепление белков, жиров и углеводов.

3. А/Г – синтез жиров и углеводов, материалов для мембраны, транспортировка полученных белков куда надо.

4. Митохондрии– синтез АТФ

5. ЭПС – синтез белков, жиров и углеводов, транспортировка синтез-ых в-в по канальцам, связь м/у органоидами, деление клетки на отсеки.

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕДАЧА ГЕНЕТИЧ ИНФ-ЦИИ В КЛЕТКЕ.

Хромосома – это хранительница инф-ции. Она состоит из ДНК и защищающим эту кис-ту белком. (у прокариотов нет белка, нет хромосом, но ДНК есть).

Открыли ДНК Уотсон и Крик в 1853г

ДНК – полимер, мономером которого явл-ся нуклеотид.

Нуклеотид – орг соединение, состоящие из дезоксирибозы, остатка фосфорной кис-ты и азотистого основания.

Азотистые основания: аденин↔тимин

гуанин↔цитозин

основной ф-цией ДНК явл-ся хранение и передача инф-ции, которая заключена в послед-ти нуклеотидов одной из её цепей. Код состоит из неск тысяч генов.

Ген – послед-ть нуклеотидов ДНК.

Аллели – различ варианты послед-тей.

Св-ва генетич кода:

Триплетность – генетич инф-ция закоди-на в ДНК последовательностью трое нуклеотидов (триплетами или кодонами). Каж-й кодон опред-ет положение только одной аминок-ты в белке, который строится исходя из инф-ции от ДНК.

Универсальность – одинаковый кодон кодирует одну и туже аминок-ту у всех жив сущ-в. # ГГУ(урацил) кодирует глицин. Это говорит о биохим единстве жизни.

Вырожденность –или избыточность. Одну и ту же аминок-ту могут кодировать неск кодонов. Это уменьшает кол-во ошибок при кодировании.

Специфичность –в природе нет случаев, когда один и тот же триплет соответсвовал более, чем одной аминокис-те.

Передача наследст инф-ции осущ-ся с помощью редупликации (удвоение) материнской мол-лы. Косичка расплетается на две дочернии при большом кол-ве ферментов. Потери инф-ции не происходит.

Митоз – деление ядра клетки и ее тела без уменьшения числа хромосом (их редукции), в ходе которого возникают хар-рные фазы(профаза, метафаза, анафаза, телофаза). Наиболее обычный тип деления клеток.

Мейоз – процесс деления созревающих половых клеток (гамет), в рез-те которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом, поэтому мейоз наз-ют также редуктивным делением. Он состоит из хар-ных фаз.

Мейоз приводит к наслед-й изменчивости потомства. В процессе митоза и мейоза возможны необратимые нарушения. Мутации – изменение генотипа.

Генотип– набор генов, получаемых потомками от родителей в момент оплодотворения.

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

Здесь участ-ет инф-я РНК (иРНК). Сначала происходит транскрипция, т.е. переписывание инф-ции с ДНК путем синтеза иРНК на одном из участков цепей ДНК. Это идет по правилу комплементарности, но вместо Т напротив А становится У (урацил). Потом идет трансляция (перевод).

Итак, часть инф-ции переписывается с ДНК на иРНК, которая потом попадает в рибосому. Транспортная РНК (тРНК) доставляет к этой же рибосоме аминок-ты. Теперь на рибосоме с помощью ферментов синтезируется белок. Потом иРНК распадаются, чтобы можно было управлять синтезом белка.

Нскорить процесс синтеза белка можно с помощью:

1. принятие анаболиков.

2. гормоны.

3. инсулин.