Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Структурные уровни организации живых систем



Жизни, как природному явлению, присуща своя иерархия уровней организации, определенная упорядоченность, соподчиненность этих уровней. Открытие клетки как элемента живых структур и представление о системности, цельности этих струк­тур стали основой последующего построения иерархии живого.

Концепция структурных уровней живого включает представ­ление об иерархической соподчиненности структурных уров­ней, системности и органической целостности живых организ­мов. В соответствии с этой концепцией структурные уровни различаются не только сложностью, но и закономерностями функционирования. Вследствие иерархической соподчиненно­сти каждый из уровней организации живой материи должен изучаться с учетом характера ниже и вышестоящего уровней в их функциональном взаимодействии.

Рассмотрим отдельные уровни организации живой мате­рии, начав с низшей ступени, на которой смыкаются биоло­гия и химия.

Молекулярно-генетический уровень. Это тот уровень орга­низации материи, на котором совершается скачок от атомно-молекулярного уровня неживой материи к макромолекулам живого.

Белки органические соединения, входящие в состав всех живых организмов.Белки являются биополимерными макро­молекулами, так как состоят из большого числа повторяющихся и сходных по структуре низкомолекулярных соединений (мо­номеров). Перестановки и различные сочетания мономеров в длинных полимерных цепях обеспечивают построение множе­ства вариантов молекул белка и придают ему разнообразные свойства. В состав белка входит 20 аминокислот-мономеров.

Характерным физическим свойством аминокислот, содер­жащихся в живых системах, является то, что все они способны поворачивать влево плоскость поляризации светового луча. В свою очередь это означает, что свойством живой ма­терии является ее молекулярная асимметричность,подобная асимметричности левой и правой рук. Опираясь на такую ана­логию, это свойство живого назвали молекулярной хиральностью (от греч. cher — рука).

Первоначально казалось, что фундаментальную основу жизни составляют именно белковые молекулы. Но с хими­ческой точки зрения ни сам белок, ни его составные части не представляют ничего уникального. Дальнейшие исследования, направленные на изучение механизмов воспроизводства и на­следственности, позволили выявить то специфическое, что отличает на молекулярном уровне живое от неживого. Наи­более важным было выделение веществ из ядра клетки, обла­дающих свойствами кислот и названных нуклеиновыми (то есть ядерными) кислотами. Один тип этих кислот получил широ­ко используемое сокращенное название РНК (рибонуклеино­вые кислоты), другой — ДНК (дезоксирибонуклеиновые кис­лоты). Удалось доказать, что ДНК обладает способностью сохранять и передавать наследственную информацию организмов.В 1953 г. была расшифрована структура ДНК. Оказалось, что молекула ДНК состоит из двух мономерных цепей, идущих в противоположных направлениях и закрученных одна вокруг другой наподобие пары электрических проводов. ДНК, находящиеся в клетке, разделены на участки — хромосомы. Мономеры нуклеиновых кислот несут информацию, по кото­рой строятся аминокислоты и белковые молекулы организма. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию об одном из набора белков организма, называют геном. Гены расположены в хромосомах.



Изучение строения и функции молекул нуклеиновых кис­лот стало возможным лишь при использовании физических методов и представлений. Молекулярная биология, изучаю­щая биологические объекты и процессы на молекулярном уров­не, — один из наиболее ярких примеров современной тен­денции к интеграции научного знания.

Клеточный уровень. Любой живой организм состоит из клеток. В простейшем случае — из единственной клетки (бак­терии, амебы). Клетка является мельчайшей элементарной живой системой и первоосновой строения, жизнедеятельности и размножения всех организмов.Клетки всех организмов сход­ны по строению и составу веществ. Всеми сложными многоступенчатыми процессами в клетке управляет особая структу­ра, как правило, находящаяся в ее ядре и состоящая из длин­ных цепей молекул нуклеиновых кислот.

Клетки обладают разнообразием форм, размеров, функ­ций. Существуют клетки, не содержащие ядра, — прокарио­ты (безъядерные клетки). Исторически они являются предшественниками клеток с развитой структурой, то есть кле­ток, имеющих ядро, — эукариотов.



«На общедоступном языке мы можем назвать ядро ад­министратором клетки.Две главные черты роднят его с адми­нистраторами: оно стремится плодить себе подобных и успешно отражает все наши попытки узнать, чем же именно ядро за­нимается. Только попытавшись обойтись без него, мы узна­ем, что оно действительно работает» (Мэйзи Д. Строение и функции биологических структур).

Следует отметить, что к миру живого относятся также и вирусы — мельчайшие бесклеточные организмы размером при­мерно в 50 раз меньше бактерий. Они находятся на границе между живой и неживой материей. Не имея клеточной струк­туры, они способны ее воспроизводить, внедряясь в среду чужих клеток.

Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым уров­нем организации образует живую ткань. Из тканей состоят различные органы живых организмов.

Организменный уровень. Система совместно функцио­нирующих органов образует организм.В отличие от предыду­щих уровней на организменном уровне проявляется большое разнообразие живых систем. Организменный уровень имену­ют также онтогенетическим.

Популяционно-видовой уровень образован совокупностью ви­дов и популяций живых систем. Популяция — это совокупность организмов одного вида,обладающих единым генофондом (совокупностью генов). Она является надорганизменной живой системой, так же как и вид, состоящий обычно из нескольких популяций. На этом уровне реализуется биологи­ческий эволюционный процесс.

Биоценотический уровень образован биоценозами — истори­чески сложившимися устойчивыми сообществами популяций, связанных друг с другом и окружающей средой обменом веществ.

Биосферный уровень организации живого: совокупность био­ценозов образует биосферу Земли.

Отдельные структурные уровни живого являются объектами изучения для отдельных биологических наук, то есть услов­ными разграничителями биологического знания. Так, молекулярный уровень изучается молекулярной биологией, гене­тикой; клеточный уровень служит объектом для цитологии, микробиологии; анатомия и физиология изучают жизнь на тканевом и организменном уровнях; зоология и ботаника имеют дело с организменным и популяционно-видовым уровнями; экология охватывает биоценотический и биосферный уровни.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!