Se on tiede, joka tutkii eläinten, kasvien ja mikro-organismien kokoa, muotoa ja rakennetta sekä niiden osien suhdetta ja järjestystä, joista ne koostuvat.
Mikä on morfologia biologiassa: määritelmä
Tyypillisesti morfologia on vastakohtana fysiologialle, joka on organismien ja niiden osien toimintojen tutkimus. Toiminnot ja rakenteet liittyvät niin läheisesti toisiinsa, että niiden erottaminen on jossain määrin mielivaltaista. Mitä on morfologia biologiassa? Hänen tutkimusalueensa yhdistettiin alun perin elävien organismien luihin, lihaksiin, verisuoniin sekä korkeampien kasvien juuriin, varsiin, lehtiin ja kukkiin. Valomikroskoopin tulo mahdollisti kuitenkin joidenkin yksittäisten kudosten ja solujen rakenteellisten yksityiskohtien tutkimisen.
Ultraohuiden leikkaustekniikoiden ansiosta morfologiaan on luotu täysin uusi näkökohta - solurakenteen koostumus. Elektronimikroskopia paljastaa kasvien ja eläinten koostumuksen hämmästyttävän monimutkaisuuden. Siten morfologia on tiedettä, joka sisältää biologisten rakenteiden tutkimuksen valtavassa eri kokoluokissa, makroskooppisesta molekyyliseen. Tämän biologian alan syvällinen tuntemus on erittäin tärkeää lääkärille, eläinlääkärille, patologille ja kaikille niille, jotka ovat mukana tiettyjen sairauksien seurauksena syntyvien rakennemuutosten tyypeissä ja syissä.
Nykyaikainen morfologia
Yksi modernin morfologian pääsuunnista on solurakenteen molekyyliperustan selvittäminen. Elektronimikroskopian kaltaisella menetelmällä oli tässä tärkeä rooli. Solurakenteen monimutkaiset yksityiskohdat paljastettiin, mikä tarjosi perustan biologisten organellien korreloimiseksi tiettyjen solutoimintojen kanssa.
Mitä tulee kasveihin, mielenkiintoisia faktoja löydettiin sellaisista tärkeistä rakenteista, kuten klorofylliä sisältävistä kloroplasteista, joita ilman fotosynteesiprosessi olisi mahdotonta. Myös bakteerien ja sinilevien rakenteellisia yksityiskohtia, jotka ovat monin tavoin samanlaisia, mutta eroavat selvästi korkeammista kasveista ja eläimistä, on tutkittu korkeammalla tasolla niiden alkuperän selvittämiseksi.
Morfologia ja systematiikka
Mitä morfologia tarkoittaa biologiassa ja miten se liittyy muihin biologian tieteenaloihin? Sillä on suuri merkitys taksonomiassa. Tietylle lajille ominaisia morfologisia piirteitä käytetään sen tunnistamiseen. Esimerkkinä voisivat olla ominaisuudet, jotka erottavat läheisesti sukua olevat kasvi- ja eläinlajit, kuten väri, koko ja rungon mittasuhteet. Siten morfologiset ominaisuudet voivat olla varsin hyödyllisiä elävien organismien luokittelussa. Sillä on myös selkeä yhteys anatomiaan, embryologiaan ja fysiologiaan.
Morfologian näkökohdat
Tunnetuin osa morfologiaa on kokonaisrakenteen, elinten ja organismin kokonaisuuden tutkiminen. Sopeutumisprosessin perusteellinen tutkimus johti siihen johtopäätökseen, että johdonmukainen sopeutuminen muuttuviin olosuhteisiin liittyy suoraan eri eläinten evoluutiohistoriaan. Seuraava näkökohta on muutokset geeneissä (mutaatiot), joita tapahtuu jatkuvasti ja jotka voivat johtaa elimen koon pienenemiseen ja toiminnan muutoksiin. Toisaalta muutokset lajin ympäristössä tai elämäntavoissa voivat tehdä elimestä kokonaan tarpeettoman.
Tärkeä osa biologiaa
Mitä on morfologia biologiassa? Tämä on ala, joka käsittelee organismien muodon ja ulkoisten rakenteiden tutkimusta.
Tärkeimmät menetelmät ovat eri lajien havainnointi, kuvaus ja analysointi sekä lajin sisäisten muotomuutosten tärkeyden ja merkityksen arviointi taksonomisille tutkimuksille sekä lajittelun ja sopeutumisen tutkiminen.
JOHDANTO
§ 1.BIOLOGIATIETEIDEN JÄRJESTELMÄ.BIOLOGIATIETEIDEN SUHDE MUIHIN TIETEIIHIN
Biologia on monimutkainen tiede elävästä luonnosta. Tiedät jo, että biologia tutkii erilaisia elämän ilmenemismuotoja. Itsenäisenä luonnontieteenä biologia syntyi ennen aikakauttamme, ja sen nimeä ehdottivat vuonna 1802 itsenäisesti ranskalainen tiedemies Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) ja saksalainen Gottfried Reinhold Treviranus (1766-1837).
Aiempien kouluvuosien aikana olet jo perehtynyt biologian perusteisiin, kuten kasvitieteeseen, mykologiaan, eläintieteeseen, ihmisen anatomiaan ja fysiologiaan jne. Opit seuraavien vuosien aikana muiden biologian tieteiden saavutuksista: biokemiasta , sytologia, virologia, biologia yksilön kehitys, genetiikka, ekologia, evoluutiotutkimukset, systematiikka, paleontologia ja vastaavat. Näiden ja monien muiden biologisten tieteiden tiedot mahdollistavat kaikkien elävien organismien luontaisten kuvioiden tutkimisen. Katso Kuva 1.1 yhteenvetoa biologian perustieteistä. (Mieti mitkä kaavion biologiset tieteet liittyvät mielestäsi eniten toisiinsa)
Biologiaa kutsutaan 2000-luvun johtavaksi tieteeksi. Ilman biologian saavutuksia maataloustieteiden, terveydenhuollon ja ympäristön, biotekniikan ja vastaavien kehitys on tällä hetkellä mahdotonta.
Biologian ja muiden tieteiden väliset suhteet. Biologia liittyy läheisesti muihin luonnon- ja ihmistieteisiin. Vuorovaikutuksen seurauksena kemian kanssa syntyi biokemia ja fysiikan kanssa biofysiikka. Biogeografia - monimutkainen tiede elävien organismien jakautumisesta maan päällä - kehitettiin useiden tiedemiessukupolvien ponnisteluilla, jotka tutkivat kasvistoa, eläimistöä ja lajiryhmiä planeettamme eri maantieteellisissä osissa. Kaikki biologian alat käyttävät matemaattisia menetelmiä kerätyn materiaalin käsittelyyn.
Riisi. 1.1. Lyhyt kuvaus biologian perustieteistä
Ekologian ja humanististen tieteiden vuorovaikutuksen seurauksena syntyi sosioekologia (tutkii ihmisyhteiskunnan ja luonnonympäristön vuorovaikutusmalleja), ja ihmisen biologian vuorovaikutus humanististen tieteiden kanssa muodosti antropologian - ihmisen alkuperän ja kehityksen tieteen. erityisenä biososiaalisena lajina, ihmisroduina ja vastaavina.
Biologian filosofia on tiede, joka syntyi klassisen filosofian ja biologian vuorovaikutuksen seurauksena. Hän tutkii maailmankatsomusongelmia biologian kehityksen valossa.
Biotieteiden tiedot ihmisestä (anatomia, fysiologia, ihmisen genetiikka) toimivat lääketieteen teoreettisena perustana (tiede ihmisen terveydestä ja sen säilyttämisestä, sairauksista, niiden diagnosointi- ja hoitomenetelmistä).
1900-luvun jälkipuoliskolla. Erilaisten luonnontieteiden (fysiikka, matematiikka, kybernetiikka, kemia ja muut) menestyksen ansiosta biologiselle tutkimukselle on syntynyt uusia alueita:
Avaruusbiologia - tutkii elävien järjestelmien toiminnan erityispiirteitä avaruusalusten ja universumin olosuhteissa;
Bioniikka - tutkii organismien rakenteellisia ominaisuuksia ja elintoimintoja erilaisten teknisten järjestelmien ja laitteiden luomiseksi;
Radiobiologia on tiedettä erilaisten ionisoivan säteilyn vaikutuksista eläviin järjestelmiin;
Kryobiologia on tiede alhaisten lämpötilojen vaikutuksesta elävään aineeseen.
Moderni yhteiskunta kohtaa usein ongelmia, jotka syntyvät risteyksessä muiden tieteiden kanssa. Esimerkiksi ihmisen aiheuttamien vaikutusten arvioimiseksi eläviin järjestelmiin (säteily, kemiallinen jne.) tarvitaan biologien, lääkäreiden, fyysikkojen, kemistien jne. yhteisiä ponnisteluja. Biotietoteknologioiden luominen (esim eliöiden perinnöllisten tietojoukkojen rakenne ja toiminnot) on mahdotonta ilman erityisiä tietokoneohjelmia. Ihmisten perinnöllisten sairauksien tutkiminen on myös monien tieteiden (genetiikka, biokemia, lääketiede ja muut) tehtävä.
Keskeiset termit ja käsitteet. Biologia, biologisten tieteiden järjestelmä.
Kopotko pääasiasta
Biologia on tieteiden kokonaisuus, joka tutkii erilaisia elämän ilmenemismuotoja.
Nimen "biologia" ehdotti vuonna 1802 ranskalainen tiedemies J.-By. Lamarck ja saksa - G. G. Treviranus.
Biologialla on läheiset yhteydet sekä muihin luonnontieteisiin että humanistisiin tieteisiin. Vuorovaikutuksesta muiden tieteiden kanssa
biokemia, biofysiikka, biogeografia, radiobiologia ja monet muut.
Ihminen osana luontoa on pitkään pyrkinyt tutkimaan häntä ympäröiviä eläimiä ja kasveja, koska hänen selviytymisensä riippui siitä. Ensimmäiset yritykset organisoida kertynyttä tietoa eläinten ja kasvien rakenteesta, niiden elämänprosesseista ja monimuotoisuudesta kuuluivat antiikin Kreikan tutkijoille - Aristoteleelle (kuva 1.2) ja Theophrastuksella. Aristoteles loi ensimmäisen tieteellisen järjestelmän noin 500 tuolloin tunnetulle eläinlajille ja loi perustan vertailevalle anatomialle (yritä määritellä tämän tieteen tavoitteet). Hän uskoi, että elävä aine syntyi elottomasta aineesta. Theophrastus (372-287 jKr) kuvasi erilaisia kasvien elimiä ja loi perustan kasvitieteelliselle luokittelulle. Näiden kahden tiedemiehen elävästä luonnosta tuli perusta eurooppalaisen biologian kehitykselle, ja ne muuttuivat merkittävästi vasta 800-luvulla. n. e.
Keskiajalla (V - XV vuosisatoja jKr.) biologia kehittyi ensisijaisesti kuvaavaksi tieteeksi. Noina päivinä kertyneet tosiasiat olivat usein vääristeltyjä. Esimerkiksi on kuvauksia erilaisista myyttisistä olennoista, esimerkiksi "merimunkista", joka näytti ilmestyvän merimiehille ennen myrskyä, tai meritähtistä, joilla on ihmiskasvot.
Renessanssin aikana teollisuuden, maatalouden nopea kehitys ja merkittävät maantieteelliset löydöt asettivat tieteelle uusia haasteita, jotka vauhdittivat sen kehitystä. Siten sytologian kehittyminen liittyy valomikroskoopin keksintöön. Okulaarilla ja linssillä varustettu valomikroskooppi ilmestyi 1600-luvun alussa, mutta sen keksijää ei tarkasti tunneta; varsinkin suuri italialainen tiedemies G. Galileo esitteli kaksoislinssistä suurennuslaitetta, jonka hän oli keksinyt jo vuonna 1609. Ja vuonna 1665 tutkiessaan omaa parannettua mikroskooppiaan ohuita leikkauksia seljanmarjakorkista, porkkanoista jne. Robert Hooke (kuva 1). 1.3) löysi kasvien kudosten solurakenteen ja ehdotti termiä solu itse. Samoihin aikoihin hollantilainen luonnontieteilijä Antonie van Leeuwenhoek (kuva 1.4) valmisti ainutlaatuisia 150-300-kertaisia linssejä, joiden läpi hän havaitsi ensin yksisoluisia organismeja (yksisoluisia eläimiä ja bakteereja), siittiöitä, punasoluja ja niiden liikettä kapillaareissa.
Eräs 1700-luvun erinomainen ruotsalainen tiedemies tiivisti kaikki kertyneet tieteelliset faktat elävien olentojen monimuotoisuudesta. Carl Linnaeus (kuva 1.5). Hän korosti, että luonnossa on rakenteeltaan ja ympäristövaatimuksiltaan toisiaan muistuttavia yksilöryhmiä, jotka asuttavat tietyn osan maapallon pinnasta ja kykenevät risteytymään keskenään ja tuottamaan hedelmällisiä jälkeläisiä. Hän piti sellaisia ryhmiä, joista jokaisella on tiettyjä eroja muihin verrattuna, lajeina. Linnaeus loi perustan modernille taksonomialle ja loi myös oman kasvien ja eläinten luokituksen. Hän esitteli latinankieliset tieteelliset nimet lajeille, suvuille ja muille systemaattisille luokille, kuvaili yli 7500 kasvilajia ja noin 4000 eläinlajia.
Riisi. 1.2. Aristoteles (384-322 jKr.)
Riisi. 1.3. Robert Hooke (1635-1703)
Riisi. 1.4. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)
Riisi. 1.5. Carl Linnaeus (1707-1778)
Riisi. 1.6. Theodor Schwann (1810-1882)
Riisi. 1.7. Jean - Baptiste Lamarck (1744-1829)
Riisi. 1.8. Charles Darwin (1809-1882)
Tärkeä vaihe biologian kehityksessä liittyy soluteorian luomiseen ja evoluutioideoiden kehittämiseen. Erityisesti ydin löydettiin solusta: sen havaitsi ensimmäisen kerran kasvisolussa vuonna 1828 englantilainen kasvitieteilijä Robert Brown (1773-1858), joka myöhemmin (1833) ehdotti termiä "ydin". Vuonna 1830 tšekkiläinen tutkija Jan Purkine (1787-1869) kuvasi kananmunan ytimen. Näiden tiedemiesten ja saksalaisen kasvitieteilijän Matthias Schleidenin (1804-1881) töiden perusteella saksalainen eläintieteilijä Theodor Schwann (kuva 1.6) muotoili vuonna 1838 soluteorian perusperiaatteet, joita myöhemmin täydensi saksalainen sytologi Rudolf Virchow (1821). -1902).
1800-luvun alussa. Jean-Baptiste Lamarck (kuva 1.7) ehdotti ensimmäistä holistista evoluutiohypoteesia (1809) ja kiinnitti huomion ympäristötekijöiden rooliin elävien olentojen evoluutiossa. Merkittävimmän panoksen evoluutionäkemysten myöhempään kehitykseen antoi yksi maailman merkittävimmistä biologeista - englantilainen tiedemies Charles Darwin (kuva 1.8). Hänen evoluutiohypoteesinsa (1859) loi perustan teoreettiselle biologialle ja vaikutti merkittävästi muiden luonnontieteiden kehitykseen. Charles Darwinin opetuksia täydennettiin ja laajennettiin myöhemmin hänen seuraajiensa teoksilla, ja täydellisenä näkemysjärjestelmänä nimeltä "darwinismi" se lopulta muodostui 1900-luvun alussa. Suurin rooli tuon ajan darwinismin kehityksessä oli kuuluisalla saksalaisella tiedemiehellä Ernst Haeckelillä (kuva 1.9), joka erityisesti ehdotti vuonna 1866 nimeä tiedettä organismien ja niiden yhteisöjen suhteesta ympäristöolosuhteisiin. - ekologia. Hän yritti selvittää ja kaavamaisesti kuvata erilaisten systemaattisten eläin- ja kasviryhmien evoluution polkuja luoden perustan fylogialle.
Venäläiset tiedemiehet Ivan Mihailovitš Sechenov ja Ivan Petrovitš Pavlov (kuva 1.10, 1.11) antoivat tärkeän panoksen korkeamman hermoston opin sekä ruuansulatuksen fysiologian kehittämiseen selkärankaisilla ja ihmisillä, jotka tunnet jo 9. luokalta lähtien. biologian kurssi.
Riisi. 1.9. Ernst Haeckel (1834-1919)
Riisi. 1.10. I. M. Sechenov (1829-1905)
Riisi. 1.11. I. P. Pavlov (1849-1936)
Riisi. 1.12. Gregor Mendel (1822-1884)
Riisi. 1.13. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
Riisi. 1.14. James Watson (1928) (1) ja Francis Crick (1916-2004) (2)
1800-luvun puolivälissä. Organismien perinnöllisyyttä ja vaihtelua koskevien lakien tieteen - genetiikan - perusta luotiin. Hänen syntymäaikansa katsotaan olevan vuotta 1900, jolloin kolme kasvien hybridisaatiokokeita suorittanutta tiedemiestä - hollantilainen Hugo de Vries (1848-1935) (hän omisti termin mutaatio), saksalainen Karl Erich Correns (1864-1933) ja itävaltalainen Erich Tsermak (1871-1962) löysi itsenäisesti tšekkiläisen tutkijan Gregor Mendelin unohdetun teoksen (kuva 1.12) "Kasvihybridien kokeita", joka julkaistiin vuonna 1865. Nämä tiedemiehet olivat hämmästyneitä siitä, kuinka heidän kokeidensa tulokset osuivat yhteen G. Mendelin saamien tulosten kanssa. Myöhemmin eri maiden tiedemiehet hyväksyivät G. Mendelin laatimat perinnöllisyyslait, ja huolellinen tutkimus osoitti niiden yleismaailmallisen luonteen. Nimen "genetiikka" ehdotti vuonna 1907 englantilainen tiedemies William Bateson (1861-1926). Amerikkalainen tiedemies Thomas Hunt Morgan (kuva 1.13) ja hänen työtoverinsa antoivat valtavan panoksen genetiikan kehitykseen. Heidän tutkimuksensa tuloksena oli perinnöllisyyden kromosomiteorian luominen, joka vaikutti genetiikan lisäksi myös biologian jatkokehitykseen yleensä. Nyt genetiikka kehittyy nopeasti ja on yksi keskeisistä paikoista biologiassa.
1800-luvun lopulla. (1892) Venäläinen tiedemies Dmitri Iosifovich Ivanovsky (1864-1920) löysi ei-soluisia elämänmuotoja - viruksia. Tämän nimen ehdotti pian hollantilainen tutkija Martin Willem Beijerink (1851-1931). Virologian kehitys tuli kuitenkin mahdolliseksi vasta elektronimikroskoopin keksimisen myötä (1900-luvun 30-luku), joka pystyi suurentamaan tutkimuskohteita kymmeniä ja satoja tuhansia kertoja. Elektronimikroskoopin ansiosta ihmiset pystyivät tutkimaan yksityiskohtaisesti solukalvoja, pieniä organelleja ja sulkeumia.
1900-luvulla. molekyylibiologia, geenitekniikka, biotekniikka jne. kehittyivät nopeasti Amerikkalainen tiedemies - biokemisti James Watson, englantilainen biologi Francis Crick (kuva 1.14) ja biofyysikko Morris Wilkins (1916-2004) löysivät DNA:n rakenteen vuonna 1953 (sillä. Tämän he saivat vuonna 1962, saivat Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon) ja myöhemmin löysivät nukleiinihappojen roolin perinnöllisen tiedon säilyttämisessä ja välittämisessä.
Riisi. 1.15. A.A. Kovalevski (1840-1901)
Riisi. 1.16. I.I. Schmalhausen (1884-1963)
Riisi. 1.17. I.I. Mechnikov (1845-1916)
Riisi. 1.18. S.G. Navashin (1857-1930)
Kaksi biokemistiä - espanjalainen Severo Ochoa (1905-1993) ja amerikkalainen Arthur Kornberg (1918-2001) saivat vuoden 1959 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon "RNA- ja DNA-biosynteesin mekanismien löytämisestä. Ja vuonna 1961- 1965, palkittujen työn ansiosta Vuoden 1968 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto myönnettiin amerikkalaisille biokemisteille Marshall Nirenbergille (1927-2010), Robert Holleylle (1922-1993) ja intialaiselle biokemistille Har Gobind Khoranille (1922-2010), joka selvitti geneettisen koodia ja selvitti sen roolia proteiinisynteesissä.
Geeni- ja solutekniikan menetelmiä käytetään usein bioteknisten prosessien kehittämisessä. Geenitekniikka on molekyyligenetiikan ja biokemian soveltava ala, joka kehittää menetelmiä organismien perinnöllisen materiaalin uudelleenjärjestämiseksi poistamalla tai lisäämällä yksittäisiä geenejä tai niiden ryhmiä. Kehon ulkopuoliset geenit syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1969 H.G. Khorana. Samana vuonna oli ensimmäistä kertaa mahdollista eristää Escherichia coli -bakteerin geenit puhtaassa muodossa. Viime vuosikymmeninä tiedemiehet ovat selvittäneet eri organismien (Fly Drosophila, maissi jne.) ja erityisesti ihmisten perinnöllisen materiaalin rakennetta. Tämä mahdollistaa monien ongelmien ratkaisemisen, esimerkiksi erilaisten sairauksien hoitamisen, ihmisen eliniän pidentämisen, ihmiskunnan ravinnon jne.
Kaksi saksalaista alkuperää olevaa biokemistiä sai biokemian alan tutkimuksestaan Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 1953 - englantilainen Hans Adolf Krebs (1900-1981) ja amerikkalainen Fritz Albert Lipman (1899-1986) biokemiallisten reaktioiden sykli energia-aineenvaihdunnan happivaiheessa (kutsutaan Krebsin sykliksi). Amerikkalainen kemisti Melvin Calvin (1911-1997) tutki vaiheita hiili(II)oksidin muuttumisessa hiilihydraatteiksi fotosynteesin pimeässä vaiheessa (Kelvinin sykli), josta hän sai Nobelin kemian palkinnon vuonna 1961. Vuonna 1997 yhdysvaltalainen biokemisti Stanley Prusiner (s. 1942) sai fysiologian tai lääketieteen Nobelin tutkimuksestaan prioneista – proteiinien tarttuvista hiukkasista, jotka voivat aiheuttaa tappavia aivosairauksia ihmisillä ja tuotantoeläimillä ("hullun lehmän tauti"). jne. ).
Ukrainalaiset tutkijat antoivat tärkeän panoksen biologian kehitykseen. Erityisesti Aleksanteri Onufrievich Kovalevskyn (kuva 1.15) ja Ivan Ivanovitš Shmalhausenin (kuva 1.16) tutkimuksilla oli tärkeä rooli vertailevan eläinten anatomian, fysiologian ja evoluutionäkemysten kehittämisessä. Ilja Iljitš Mechnikov (kuva 1.17) löysi fagosytoosi-ilmiön ja kehitti soluimmuniteetin teorian, josta hänelle myönnettiin fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto vuonna 1908. Hän ehdotti myös hypoteesia monisoluisten eläinten alkuperästä. A.A. Kovalevsky ja I.I. Mechnikovia pidetään oikeutetusti evolutionaarisen embryologian perustajana. Ukrainan kasvitieteellinen koulu sai maailmanlaajuista mainetta Sergei Gavrilovich Navashinilta (kuva 1.18), joka vuonna 1898 löysi kukkivien kasvien kaksoislannoitusprosessin.
Riisi. 1.19. IN JA. Vernadski (1863-1945)
On vaikea kuvitella nykyaikaista ekologian kehitystä ilman erinomaisen maanmiehensä - Vladimir Ivanovich Vernadskyn - teoksia (kuva 1.19). Hän loi opin biosfääristä - maapallon yhtenäisestä globaalista ekosysteemistä sekä noosfääristä - ihmisen henkisen toiminnan aiheuttamasta biosfäärin uudesta tilasta. Kuten usein tapahtuu, ideoita.I. Vernadsky oli aikaansa edellä. Vasta nyt hänen noosfääriä koskevia ennusteitaan pidetään eräänlaisena ohjelmana, joka on suunniteltu varmistamaan ihmisen ja luonnonympäristön harmoninen rinnakkaiselo ja joka perustuu kaikkien ihmisen toiminnan alojen viherryttämiseen: teollisuuden, liikenteen, karjan ja kasvinviljelyn. IN JA. Vernadsky perusti uuden tieteen - biogeokemian, joka tutkii elävien organismien biokemiallista aktiivisuutta ja planeettamme geologisten kuorien muutosta.
Riisi. 1.20. Kotimaiset biologit: A.V. Fomin (1869-1935) (1); N.G. Kylmä (1882-1953) (2); A.V. Palladin (1885-1972) (3); CM. Gershenzon (1906-1998) (4); O.A. Bogomolets (1881-1946) (5); D.K. Zabolotny (1866-1929) (6); P.G. Kostyuk (1924-2010) (7)
Biologinen opetus on olennainen osa koululaisten yleistä luonnontieteellistä opetusta. Tieteellisen maailmankuvan muodostuminen biologian opetuksessa perustuu opiskelijoiden omaksumiseen johtavista ideologisista ajatuksista: maailman aineellisesta yhtenäisyydestä ja sen kehityksen dialektisista malleista, ilmiöiden ja prosessien yleismaailmallisesta yhteydestä, objektiivisen maailman ja sen tunnettavuudesta. heijastus yleisessä tietoisuudessa, teorian ja käytännön yhtenäisyys. Biologisen kasvatuksen tehtävä koulussa on paljastaa; tieteellinen kuva elävän luonnon maailmasta, perehdyttäessään opiskelijoiden dialektis-materialistisen elävien järjestelmien kognition metodologian perusperiaatteisiin (systeemisyys, historismi jne.).
Oikean dialektis-materialistisen luontonäkemyksen muodostuminen perustuu tieteellisen opetuksen periaatteeseen, joka heijastuu luonnontieteellisen koulutuksen sisältöön. Biologian kurssin johtavat ideat - ajatukset orgaanisen maailman evoluutiosta, elävän luonnon monitasoisesta järjestäytymisestä, rakenteen ja toiminnan suhteesta, biologisten järjestelmien suhteesta luonnonympäristöön, eheydestä ja itsesääntelystä biologiset järjestelmät, teorian ja käytännön yhteys - määrittävät koulun biologian kurssin sisällön, rakenteen, peruskäsitteiden kehitysjärjestyksen. Yhdessä opitut luonnonhistorian, biologian, fysiikan, kemian, maantieteen kurssit osoittavat opiskelijoille aineellisen maailman yhtenäisyyttä ja kehitystä.
2.2.1 Biologian ja fysiikan tieteidenväliset yhteydet
Nykyaikaisen luonnontieteellisen maailmankuvan ydin on fyysinen maailmankuva. Biologia täydentää ja muuttaa merkittävästi maailman fyysistä kuvaa tuomalla siihen yleistietoa fysikaalisten prosessien esiintymisen erityispiirteistä monimutkaisuuden eri tasoilla olevissa biologisissa järjestelmissä (solut, organismit, biokenoosit). Kaikenlaisia muutoksia tai ilmiöitä tapahtuu ympärillämme olevassa maailmassa. Fysiikassa tutkitaan mekaanisia, lämpö-, sähkö- ja valoilmiöitä. Kaikkia näitä ilmiöitä kutsutaan fysikaalisiksi. Fysikaalisia prosesseja ja ilmiöitä esiintyy elävissä organismeissa. Kosteus nousee maasta kasviin vartta pitkin, veri virtaa eläimen kehon verisuonten läpi ja hermosäikeet välittävät signaaleja aivoista eläimen kehoon. Eläintieteen fysiikan tietämystä hyödyntäen he selittävät, kuinka eläinten liikkuminen maalla ja kalojen liikkuminen vedessä tapahtuu, miten eri eläimet tekevät ja havaitsevat ääniä, miten niiden näköelimet rakentuvat ja paljon muuta.
2.2.2 Biologian ja kemian tieteidenväliset yhteydet
Kemia kuuluu luonnontieteisiin. Hän tutkii aineiden koostumusta, rakennetta, ominaisuuksia ja muunnoksia sekä niihin liittyviä ilmiöitä. Kemia liittyy läheisesti fysiikkaan ja biologiaan. Kemian ja biologian väliin muodostuivat tieteet - biokemia, bioepäorgaaninen ja bioorgaaninen kemia. Elävissä organismeissa tutkitaan kemiallisia prosesseja, aineiden koostumusta ja paljon muuta. Entsyymejä tutkitaan käyttämällä tietoa hapoista, katalyyteistä, alkalisista ja neutraaleista väliaineista. Keuhkojen ja kudosten kaasunvaihtoa sekä veren kuljetustoimintoa tutkitaan hapettumista koskevan tiedon pohjalta.
2.2.3 Biologian oppiaineiden väliset yhteydet muihin oppiaineisiin
Yhteiskunta-, teknillisten ja maataloustieteiden yhteyksien perusteella biologia paljastaa suhteet "luonto - ihminen", "luonto - yhteiskunta - työ".
Tieteidenväliset yhteydet biologian opetuksessa on suunniteltu heijastamaan tieteidenvälisiä yhteyksiä, yhteyksiä tieteen ja muiden yhteiskunnallisen tietoisuuden muotojen (ideologia, filosofia, moraali, taide) ja käytännön välillä, jotka kehittyvät tieteellisen, teknisen ja yhteiskunnallisen kehityksen prosessissa. Nykyaikaisen luonnontieteen synteesi tapahtuu kolmella pääsuunnassa: tieteidenvälinen synteesi, joka johti rajatieteiden (biofysiikka, biokemia, biokybernetiikka jne.) ja yleisten tieteellisten teorioiden (systeemiteoria, informaatioteoria, kybernetiikka jne.) syntymiseen. ); metodologinen synteesi, joka tarjoaa yhtenäisen luonnontieteen metodologian, joka perustuu luonnon systemaattisuuden ja kehityksen periaatteisiin; tieteen ja sosiaalisen käytännön synteesi, jonka tarkoituksena on ratkaista aikamme monimutkaisia globaaleja ongelmia (ympäristönsuojelu, elintarvikeohjelma, terveydenhuolto jne.). Biologiassa elävää luontoa käsittelevänä tiedejärjestelmänä syntetisoidut tieteet, kuten sytologia, ekologia, valinta jne., kehittyvät intensiivisesti.
Tieteellisen tiedon synteesin tulokset heijastuvat yhä enemmän biologian opetuksen sisältöön, mikä määrittää systemaattisen ja johdonmukaisen oppiaineen sisäisten ja oppiaineiden välisten yhteyksien tarpeen biologian kursseilla. Tällaisten yhteyksien perusteella biologian opettaja muodostaa ja kehittää yleisiä biologisia käsitteitä, jotka heijastavat:
1) elävän luonnon kehitys - evoluutio, tekijät, evoluution suunnat;
2) elävän luonnon rakenteellisen organisaation tasot - solu, organismi, laji, biokenoosi, biosfääri;
3) eliöiden ominaisuudet ja niiden suhde luonnonympäristöön - aineenvaihdunta, vaihtelevuus, perinnöllisyys, sopeutumiskyky jne.
Erityisen tärkeitä maailmankuvasuunnitelmassa ovat biologian ja yhteiskuntatieteiden tieteidenväliset yhteydet, joiden avulla opiskelijat voivat osoittaa yleisten biologisten käsitteiden yhteyden filosofisiin kategorioihin (aine, liike, aineen liikemuodot, tila, aika jne.) ja lakeihin. dialektiikasta (vastakohtien yhtenäisyys ja taistelu, määrällisten muutosten siirtyminen laatuun). Dialektinen kognition menetelmä edellyttää biologisten objektien tutkimista suhteissa ja kehityksessä, yhtenäisyydessä ja ristiriitojen kamppailussa.
Nykyaikainen biologia kehittyy intensiivisesti elävien esineiden tieteellisen tiedon systeemis-rakenteellisten ja historiallisten menetelmien yhdistelmän ansiosta.
Biogeosenoosin tutkimukseen ekosysteeminä kuuluu eläinten, kasvien, mikro-organismien, bioottisten, abioottisten ja antropogeenisten ympäristötekijöiden keskinäisten suhteiden paljastaminen tietyssä luonnollisessa kompleksissa. Samaan aikaan biologian opettaja käyttää oppiaineen sisäisiä ja oppiaineiden välisiä yhteyksiä (fysikaalisen maantieteen, fysiikan, kemian, luonnonhistorian kursseilla).
Intersubjektiivisuuden periaate on ympäristökasvatuksen johtava periaate, jossa huomioidaan johtavien oppiaineiden johtavien ideoiden ja käsitteiden kehittämislogiikka ympäristöajatusten ja käsitteiden johdonmukaisella syventämisellä ja yleistymisellä.
Biologinen tieto on erittäin tärkeää myös sosiaalisilla ja teollisilla aloilla.
Tieteidenvälisten yhteyksien luomiseen liittyvien kysymysten kirjoa voivat laajentaa luovasti työskentelevät opettajat.
Koulussa omaksuttavan tiedon määrän lisääntymisen ja kaikkien opiskelijoiden itseopiskelun valmistelemisen yhteydessä on erityisen tärkeää tutkia tieteidenvälisten yhteyksien roolia oppilaiden kognitiivisen toiminnan tehostajana.
Ladata:
Esikatselu:
Kunnan budjettikoulutuslaitos
"Shugarovskayan lukio"
BIOLOGIAN AINEIHIN VÄLINEN SUHTEET LUONNONTIETEIDEN JA HUMANTIETOIDEN AINEIDEN VÄLINEN
Täydentää biologian ja kemian opettaja
MBOU "Shugarovskaya Secondary School"
Gushchina Lyubov Dmitrievna
SHUGAROVO
2013
JOHDANTO……………………………………………………………………………………….3
Luku 1. Tieteidenväliset yhteydet biologian opetuksessa, tieteidenvälisten yhteyksien käsite…………………………………………………………..5
§1.1. Tieteidenvälisten yhteyksien toiminnot……………………………………5
§1.2. Tieteidenvälisten yhteyksien tyypit………………………………………...5
§1.3. Tieteidenvälisten yhteyksien suunnittelu ja toteutustavat biologian opetuksessa………………………………………………………….5
Luku 2. Tieteidenväliset yhteydet biologian kurssilla………………………….8
PÄÄTELMÄ…………………………………………………………………..12
KIRJALLISUUS………………………………………………………….13
JOHDANTO
Näet - tässä on lanka. Yksinkertainen asia
Eikö ole? Tässä on tavallinen solmu.
Oletko nähnyt näitä ennen?
Ja nyt sinä ja minä solmimme langat solmuiksi.
Ja saat verkon.
Sen avulla voimme kalastaa tai tehdä aidan,
Tee riippumatto tai keksi jotain muuta.
Näetkö mitä hyötyä siitä on
Että jokainen lanka ei ole enää vain omana...
He tukevat toisiaan
kehittyä joksikin kokonaisuudeksi, järjestelmäksi.
Anatoli Gin.
Yksi modernin koulutuksen tärkeimmistä tehtävistä on näyttää lapsille ympäröivän maailman yhtenäisyys. Kokonaiskuvan muodostamiseksi maailmasta on suositeltavaa käyttää tunneilla monialaisia yhteyksiä, joiden avulla koululaiset oppivat näkemään samanlaisia lakeja ja malleja tiettyjen prosessien ja ilmiöiden kehityksessä.
Tieteidenväliset yhteydet auttavat toteuttamaan henkilökeskeistä lähestymistapaa opetukseen ja kasvatukseen. Opettajalla on mahdollisuus luottaa tiettyihin opiskelijoiden kiinnostuksen kohteisiin ja harrastuksiin. Samalla otetaan huomioon nykyaikaisen koulutusprosessin perusperiaatteet (oppimisen vaihtelevuuden periaate, integraation periaate, opetuksen sisällön eheyden periaate, systemaattisuuden periaate, kehittävän kasvatuksen periaate opiskelijoiden itsenäisyyden ja luovan toiminnan periaate).
Tieteidenvälisten yhteyksien toteuttaminen auttaa oppilaita kehittämään kokonaisvaltaista ymmärrystä luonnonilmiöistä ja niiden välisistä suhteista ja tekee näin tiedosta käytännössä merkityksellisempää ja soveltuvampaa, mikä auttaa opiskelijoita käyttämään tiettyjä aineita opiskellessaan hankkimiaan tietoja ja taitoja opiskellessaan muita aineita, ja mahdollistaa niiden soveltamisen erityistilanteissa, yksityisiä asioita pohdittaessa, niin akateemisessa kuin koulun ulkopuolisessa toiminnassa, lukiosta valmistuneiden tulevassa teollisessa, tieteellisessä ja yhteiskunnallisessa elämässä.
Tieteidenvälisten yhteyksien relevanssi on siinä, että monenvälisten tieteidenvälisten yhteyksien avulla opiskelijoiden koulutuksen, kehittämisen ja koulutuksen tehtävien lisäksi laadullisesti uudella tasolla luodaan pohjaa myös ammatilliselle itsemääräämisoikeudelle. toisen asteen oppilaista. Siksi tieteidenväliset yhteydet ovat tärkeä edellytys ja tulos integroidusta lähestymistavasta koululaisten koulutukseen.
Luku 1. Tieteidenväliset yhteydet biologian opetuksessa.
§1.1. Tieteidenvälisten yhteyksien toiminnot
Tieteidenvälisillä yhteyksillä on useita tehtäviä biologian opetuksessa.
Metodologinen tehtäväilmaistaan siinä, että vain niiden pohjalta opiskelijoille on mahdollista kehittää dialektis-materialistisia näkemyksiä luonnosta, nykyaikaisia käsityksiä sen eheydestä ja kehityksestä, koska tieteidenväliset yhteydet edistävät modernin luonnontieteen metodologian reflektointia opetuksessa, joka kehittyy. ideoiden ja menetelmien integroinnin linjalla systeemisen lähestymistavan asemasta luonnon ymmärtämiseen.
KoulutustoimintoTieteidenvälisiä yhteyksiä on se, että heidän avullaan biologian opettaja muodostaa sellaisia oppilaiden tiedon ominaisuuksia kuin johdonmukaisuus, syvyys, tietoisuus, joustavuus. Tieteidenväliset yhteydet toimivat keinona kehittää biologisia käsitteitä ja myötävaikuttavat niiden ja yleisten luonnontieteellisten käsitteiden välisten yhteyksien assimilaatioon.
Kehittävä toimintoTieteidenvälisiä yhteyksiä määrää niiden rooli oppilaiden systemaattisen ja luovan ajattelun kehittämisessä, kognitiivisen toiminnan, itsenäisyyden ja kiinnostuksen luonnonoppimista kohtaan. Tieteidenväliset yhteydet auttavat voittamaan aihekohtaisen ajattelun hitauden ja laajentamaan opiskelijoiden näköaloja.
KoulutustoimintoTieteidenväliset yhteydet ilmenevät niiden avustamisessa kaikilla koululaisten kasvatusaloilla biologian opetuksessa. Biologian opettaja nojautuu yhteyksiin muihin oppiaineisiin.
SuunnittelutoimintoTieteidenvälisiä yhteyksiä on se, että heidän avullaan biologian opettaja parantaa opetusmateriaalin sisältöä, menetelmiä ja opetuksen organisointimuotoja. Tieteidenvälisten yhteyksien toteuttaminen edellyttää luonnontieteiden aineiden opettajien yhteistä suunnittelua monimutkaisten opetus- ja ulkopuolisten töiden muodoista, mikä edellyttää oppikirjojen ja niihin liittyvien aineiden ohjelmien tuntemusta.
§1.2. Erilaisia monitieteiset yhteydet biologian opetuksen sisällössä
Tieteidenvälisten yhteyksien toimintosarja toteutuu oppimisprosessissa, kun biologian opettaja toteuttaa niiden kaiken tyypit. On yhteyksiä syklin sisäinen (biologian yhteydet fysiikkaan, kemiaan) ja syklien välinen (biologian yhteydet historiaan, työvoimakoulutus). Tieteidenvälisten yhteyksien tyypit jaetaan ryhmiin oppimisprosessin pääkomponenttien (sisältö, menetelmät, organisointimuodot) perusteella:sisältö-informaatio ja organisatorinen-metodologinen.
Aiheiden väliset yhteydet tosiasioiden tasolla ( todellinen ) on tosiasioiden yhtäläisyyksien selvittämistä, fysiikan, kemian, biologian kursseilla opittujen yleisten tosiasioiden käyttöä ja niiden kokonaisvaltaista huomioimista yksittäisten luonnonilmiöiden, prosessien ja esineiden tiedon yleistämiseksi. Siten opettajat voivat käyttää biologian ja kemian opetuksessa tietoa ihmiskehon kemiallisesta koostumuksesta.
Käsitteellinen Tieteidenvälisiä yhteyksiä ovat aihekäsitteiden ominaisuuksien laajentaminen ja syventäminen sekä lähiaineille yhteisten käsitteiden muodostuminen (yleisaine). Luonnontieteiden kurssien yleisiin ainekäsitteisiin kuuluvat aineiden rakenteen teorian käsitteet - keho, aine, koostumus, molekyyli, rakenne, ominaisuus sekä yleiskäsitteet - ilmiö, prosessi, energia jne. Näitä käsitteitä käytetään laajasti assimilaatio- ja dissimilaatioprosessien tutkimus. Samalla ne syventyvät, tarkentuvat biologiseen materiaaliin ja saavat yleisen, yleistieteellisen luonteen.
Useat yleiset biologiset käsitteet kuvastavat elävän luonnon monimutkaisia prosesseja, joita ei voida paljastaa edes niiden käyttöönoton ensimmäisessä vaiheessa ilman fysikaalis-kemiallisten käsitteiden käyttöä. Siten fotosynteesin käsite kehittyi tieteessä kasvin fysiologian ja rajatieteiden - biofysiikan ja biokemian - tämän prosessin tutkimuksen seurauksena.
Teoreettinen Tieteidenväliset yhteydet ovat yleisten tieteellisten teorioiden ja lakien perussäännösten kehittämistä, joita opiskellaan läheisten aineiden tunneilla, tavoitteena kokonaisvaltaisen teorian hallitseminen. Tyypillinen esimerkki on aineen rakenteen teoria, joka edustaa fysiikan ja kemian perustavanlaatuista yhteyttä, ja sen seurauksilla selitetään epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden biologisia toimintoja ja roolia elävien organismien elämässä.
§1.3. Tieteidenvälisten yhteyksien suunnittelu ja toteutustavat biologian opetuksessa
Tieteidenvälisten yhteyksien käyttö on yksi biologian opettajan vaikeimmista metodologisista tehtävistä. Se edellyttää muiden aineiden ohjelmien ja oppikirjojen sisällön tuntemusta. Tieteidenvälisten yhteyksien toteuttaminen opetuskäytännössä edellyttää biologian opettajan yhteistyötä kemian, fysiikan ja maantieteen opettajien kanssa; avoimille tunneille osallistuminen, yhteinen tuntisuunnittelu jne. Biologian opettaja, ottaen huomioon koulun laajuisen opetus- ja metodologisen työsuunnitelman, laatii yksilöllisen suunnitelman tieteidenvälisten yhteyksien toteuttamiseksi biologian kursseilla.
Opettajan luovan työn metodologia sisältää useita vaiheita:
1) kunkin biologian kurssin ja perusaiheiden opiskelu muiden aineiden ohjelmista ja oppikirjoista, tieteellisen, populaaritieteellisen ja metodologisen lisäkirjallisuuden lukeminen;
2) tieteidenvälisten yhteyksien tuntisuunnittelu kurssi- ja teemasuunnitelmien avulla;
3) työkalujen ja metodologisten tekniikoiden kehittäminen tieteidenvälisten yhteyksien toteuttamiseksi tietyillä tunneilla;
4) menetelmien kehittäminen monimutkaisten koulutusjärjestelyjen valmisteluun ja toteuttamiseen;
5) menetelmien kehittäminen opetuksen tieteidenvälisten yhteyksien tulosten seurantaan ja arviointiin.
Tieteidenvälisten yhteyksien muodostamiseksi biologian opetuksessa on siis perehdyttävä teoreettiseen osaan, perehdyttävä hyvin tieteidenvälisten yhteyksien toimintoihin ja tyyppeihin ja vasta sitten tulee käyttää tätä metodologiaa.
LUKU 2. BIOLOGIAKURSSILLA AIHEUTTAVAT YHTEYDET
Nykyaikaisissa olosuhteissa koululaisissa ei tarvitse kehittää erityisiä, vaan yleisiä taitoja, joilla on ominaisuus laajalti. Tällaisia taitoja, jotka ovat muodostuneet aineen opiskeluprosessissa, opiskelijat voivat sitten käyttää vapaasti opiskellessaan muita aineita ja käytännön toiminnassa.
Koulussa omaksuttavan tiedon määrän lisääntymisen ja kaikkien opiskelijoiden itseopiskelun valmistelemisen yhteydessä on erityisen tärkeää tutkia tieteidenvälisten yhteyksien roolia oppilaiden kognitiivisen toiminnan tehostajana. [6]
Yritetään pohtia useita oppitunnin aiheita, jotka liittyvät biologiaan, kirjallisuuteen, maantiedoon, taiteeseen ja musiikkiin.
1. Oppitunti 6. luokalla aiheesta: "Yksi- ja kaksisirkkaisten kasvien siementen koostumus"
Oppitunnin tarkoitus: yksi- ja kaksisirkkaisten kasvien siementen kemiallisen koostumuksen tutkiminen.
Tehtävät:
a) yleinen koulutus:
- antaa käsityksen mineraali- ja orgaanisten aineiden tarpeesta kasvin muodostumiseen ja kasvuun;
- toista yksi- ja kaksisirkkaisten kasvien siementen rakenteelliset ominaisuudet;
- syventää ja laajentaa tietoa solun kemiallisesta koostumuksesta;
- testaa biologisen terminologian tuntemusta;
b) kehittää:
Kehittää kykyä työskennellä luonnon esineiden kanssa ja vertailla niitä;
- kehittää kykyä työskennellä oppikirjan kanssa;
- osaa soveltaa hankittua tietoa käytännössä;
- juurruttaa itsenäisen työn taidot lisäkirjallisuudella;
- edistää tahdon ja sinnikkyyden kehittymistä oppimisessa;
- kehittää kykyä yleistää ja tehdä johtopäätöksiä;
- kehittää loogista ajattelua, kognitiivista kiinnostusta aiheeseen;
c) koulutus:
- jatkaa tieteellisen maailmankuvan muodostumista;
- opettaa aktiivisen kommunikoinnin menetelmiä kollektiivisen keskustelun ja päätöksenteon aikana;
- Toteuttaa ympäristö- ja ympäristökasvatusta oppitunnin materiaalin esimerkkinä;
- kehittää viestintäkulttuuria.
Voit aloittaa uuden materiaalin oppimisen arvoituksilla:
1. Pienessä mökissä, makuuhuoneessa, pieni lapsi nukkuu,
Ruokakomerossa on ruokaa, kun heräät, olet kylläinen.
(siemenet alkiolla ja ravintoaineilla)
2. Kukka on leijonakala ja hedelmä on lapaluu
Hedelmät ovat vihreitä ja nuoria. Mutta makea kuin mallas.
(herneet)
3. Jopa niittopäivänä pensas on matalampi kuin hirssi,
Mutta yksi siemen vastaa sataa pilliä
(pavut)
4. Kasveista, joiden muotokuva on leimattu kolikkoon?
Kenen hedelmiä tarvitaan enemmän maapallolla?
(vehnä)
Laboratoriotöitä tehdessä, siementen kemiallisen koostumuksen selvittämisessä, kivennäissuoloista ja vedestä keskusteltaessa kannattaa puhua maaperän suojelusta: maaperä pääsee kasvien juurille vain liuosten muodossa, joten on tärkeää säilyttää kosteutta maaperässä.
"... Lopettaa! Tule järkiisi!
Metsät kuiskaavat ihmiselle.
Älä paljasta maata.
Älä muuta sitä autiomaaksi.
Anna armoa! - kaikuu maa.
Kaadat puita, se vie minulta kosteuden.
Kuivun... Pian en pysty synnyttämään mitään: en jyviä enkä kukkaa."
2. Biologian oppitunti 6. luokalla aiheesta: "Koppisiementen hedelmöitys ja pölytys" säestää N. A. Rimsky - Korsakovin musiikkia - "Kimalaisen lento" oopperasta "Tsaari Saltanin tarina".
Luonnon suloinen luomus,
Kukka, laakson koristelu,
Keväällä vaalitun hetken,
Olet tuntematon ja kuuro aroilla!
Kerro minulle: miksi olet niin punainen,
Kasteella kimalteleva liekki
Ja hengität jotain kuin elänyt,
Tuoksuva ja pyhä?
Kenelle sinä olet leveällä arolla,
Kenelle sinä olet kaukana kylistä?...
(Aleksei Koltsov)
Tieteidenväliset yhteydet oppitunnilla:
Maantiede - kasvien levinneisyys eri mantereilla
Ekologia – kukkivien kasvien suojelu
Musiikki – musiikin kuuntelu
Kirjallisuus – runoja kukista
3. Biologian tunti 7. luokalla aiheesta: "Luollinen kala".
Kun päivität tietojasi, voit lukea otteen F. I. Tyutchevin runosta
"Toiset ovat saaneet sen luonnosta
Vaisto on profeetallisesti - sokea -
He haisevat sen, kuulevat veden"
Käytetään otteita A.S.n saduista. Pushkin tsaari Saltanista,kultakalasta, Valentin Berestovin runo "Miksi sammakolla ei ole häntää",Krylovin satu "Demjanovin korva", Viktor Matorinin maalaukset "Viisi leipää ja kaksi kalaa", "Seitsemän leipää", V. Perov "Kalastaja", Henri Matissen maalaus "Punaiset kalat".
Oppitunnin aikana soitetaan musiikkia elokuvasta Amphibian Man,Ja Camille Saint - Sansan musiikkiteos "Eläinten karnevaali" - tutkimus "Aquarium".
4. Biologian tunti 8. luokalla aiheesta: ”Sydämen rakenne ja toiminta”
Uusi materiaali alkaa runollaEduardas Mezhelaitis "Mikä on sydän?"
Mikä on sydän? Onko kivi kova?
Omena purppuranpunaisella kuorella?
Ehkä kylkiluiden ja aortan välissä
Onko maan päällä palloa, joka näyttää maapallolta?
Tavalla tai toisella, kaikkea maallista
Sopii rajoihinsa
Koska hänellä ei ole rauhaa
Hän välittää kaikesta.
Monet teokset on omistettu "sydämelle", esimerkiksi: M. Gorky - "Old Woman Izergil", joka puhuu Dankon rohkeasta sydämestä, Wilhem Hauff - "Frozen Heart", Bulgakov "Koiran sydän".
Ei vain kirjailijat ja runoilijat, vaan myös muusikot omistivat teoksensa "sydämelle". Musiikki ei vain nosta mielialaasi, virkistää tai rauhoittaa sinua, se voi hoitaa vakavia sairauksia. Esimerkiksi,
Mendelssohnin häämarssi, Chopinin nokturni d-molli ja Bachin viulukonsertto d-molli normalisoivat sydän- ja verisuonijärjestelmää.
Merkiksi uskollisuudesta ja rakkaudesta ihmissydämen hämmästyttävään elimeen pystytettiin monumentti. Valtava neljä tonnia painava punaisesta graniitista valmistettu sydän - elämän symboli - koristaa vuonna Sydäninstituutin pihaa. Permanentti. Venäjän ensimmäinen ihmissydämen muistomerkki avattiin 12. kesäkuuta 2001. Graniittiveistos on anatomisesti tarkka kopio ihmisen pääelimestä.
Tieteidenvälisyys on siis nykyaikainen opetusperiaate, joka vaikuttaa useiden oppiaineiden opetusmateriaalin valintaan ja rakenteeseen, vahvistaa opiskelijoiden systemaattista tietoa, aktivoi opetusmenetelmiä, suuntautuu monimutkaisten koulutusorganisaatiomuotojen käyttöön varmistaen opetusmateriaalin yhtenäisyyden. koulutusprosessi. Ja tieteidenvälisten yhteyksien toteuttaminen on tärkeä keino lisätä koululaisten kognitiivisen toiminnan tehokkuutta, koska kaikkien akateemisten aineiden sisällön syvällinen ja monipuolinen paljastaminen toisiinsa liittyvissä ja keskinäisissä riippuvuuksissa edistää:
1. Koulutustiedon vakaampi systeeminen assimilaatio;
2. Muodostuu opiskelijoiden kyky käyttää nopeasti eri alojen tietoa uuden tiedon hallinnassa;
3. Avaintaitojen kehittäminen opiskelijoiden keskuudessa.
4. Hankitun tiedon laaja soveltaminen käytännössä.
5. Valmistautuminen lopulliseen sertifiointiin.
PÄÄTELMÄ
Tieteidenvälisiä yhteyksiä biologian opetuksessa pidetään didaktisena periaatteena ja edellytyksenä, joka kuvaa eri oppiaineiden opetuksen tavoitteet ja tavoitteet, sisällöt, menetelmät, keinot ja muodot.
Tieteidenväliset yhteydet mahdollistavat koulutuksen sisällön pääelementtien eristämisen, järjestelmän muodostavien ideoiden, käsitteiden, koulutustoiminnan yleisten tieteellisten menetelmien kehittämisen sekä mahdollisuuden soveltaa monipuolisesti eri aiheista saatua tietoa työssä. opiskelijoiden toimintaa.
Tieteidenväliset yhteydet vaikuttavat akateemisten aineiden koostumukseen ja rakenteeseen. Jokainen akateeminen aine on tietyntyyppisten tieteidenvälisten yhteyksien lähde. Siten on mahdollista tunnistaa ne yhteydet, jotka otetaan huomioon biologian sisällössä, ja päinvastoin biologiasta muihin oppiaineisiin siirtyviä.
Yleisen opiskelijoiden tietojärjestelmän muodostaminen todellisesta maailmasta, joka heijastelee erilaisten aineen liikemuotojen keskinäisiä suhteita, on yksi tieteidenvälisten yhteyksien pääopetustehtävistä. Kokonaisvaltaisen tieteellisen maailmankuvan muodostuminen edellyttää tieteidenvälisten yhteyksien pakollista huomioimista. Integroitu lähestymistapa koulutukseen on vahvistanut tieteidenvälisten yhteyksien kasvatuksellisia toimintoja biologian kurssilla ja siten edistänyt yhteiskunnan luonteen - ihmisen - yhtenäisyyden paljastumista.
Näissä olosuhteissa biologian yhteydet sekä luonnontieteiden että humanististen oppiaineiden kanssa vahvistuvat; tiedon siirtämisen, niiden soveltamisen ja kokonaisvaltaisen ymmärtämisen taidot paranevat.
Tieteidenvälisyys on siis nykyaikainen opetusperiaate, joka vaikuttaa useiden oppiaineiden opetusmateriaalin valintaan ja rakenteeseen, vahvistaa opiskelijoiden systemaattista tietoa, aktivoi opetusmenetelmiä, suuntautuu monimutkaisten koulutusorganisaatiomuotojen käyttöön varmistaen opetusmateriaalin yhtenäisyyden. koulutusprosessi.
KIRJALLISUUS
1. Vsesvyatsky B.V. Systemaattinen lähestymistapa biologiseen koulutukseen lukiossa. - M.: Koulutus, 1985.
2. Zverev I. D., Myagkova A. N. Yleiset biologian opetusmenetelmät. - M.: Koulutus, 1985.
3. Ilchenko V. R. Fysiikan, kemian ja biologian risteys. - M.: Koulutus, 1986.
4. Maksimova V. N., Gruzdeva N. V. Tieteidenväliset yhteydet biologian opetuksessa. - M.: Koulutus, 1987.
5. Maksimova V. N. Tieteidenväliset yhteydet modernin koulun koulutusprosessissa. -M.: Koulutus, 1986.
Näytä kaikki linkitetyt tiedostot
1. Biologian määritelmä tieteenä. Biologian yhteys muihin tieteisiin. Biologian merkitys lääketieteessä. "Elämän" käsitteen määritelmä tieteen nykyvaiheessa. Elävien olentojen perusominaisuudet.
Biologia(kreikaksi bios - "elämä"; logos - opetus) - tiede elämästä (villieläimistä), yksi luonnontieteistä, jonka aiheena on elävät olennot ja niiden vuorovaikutus ympäristön kanssa. Biologia tutkii kaikkia elämän osa-alueita, erityisesti maapallon elävien organismien rakennetta, toimintaa, kasvua, alkuperää, kehitystä ja leviämistä. Luokittelee ja kuvaa eläviä olentoja, niiden lajien alkuperää ja vuorovaikutusta keskenään ja ympäristön kanssa.
Biologian ja muiden tieteiden välinen suhde: Biologia liittyy läheisesti muihin tieteisiin ja joskus on hyvin vaikea vetää rajaa niiden välille. Solutoiminnan tutkimus sisältää solun sisällä tapahtuvien molekyyliprosessien tutkimuksen. Tätä osaa kutsutaan molekyylibiologiaksi ja se viittaa joskus kemiaan eikä biologiaan. Kehossa tapahtuvia kemiallisia reaktioita tutkii biokemia, tiede, joka on huomattavasti lähempänä kemiaa kuin biologiaa. Monia elävien organismien fyysisen toiminnan näkökohtia tutkii biofysiikka, joka liittyy läheisesti fysiikkaan. Suuren määrän biologisten esineiden tutkiminen liittyy erottamattomasti sellaisiin tieteisiin kuin matemaattinen tilasto. Joskus ekologia erotetaan itsenäisenä tieteenä - tieteenä elävien organismien vuorovaikutuksesta ympäristön kanssa (elävä ja eloton luonto). Elävien organismien terveyttä tutkiva tiede on jo pitkään eronnut omana tietoalueenaan. Tämä alue sisältää eläinlääketieteen ja erittäin tärkeän soveltavan tieteen - lääketieteen, joka on vastuussa ihmisten terveydestä.
Biologian merkitys lääketieteessä:
Geneettinen tutkimus on mahdollistanut menetelmien kehittämisen perinnöllisten ihmisten sairauksien varhaiseen diagnosointiin, hoitoon ja ehkäisyyn.
Mikro-organismien valinta mahdollistaa entsyymien, vitamiinien ja hormonien saamisen, joita tarvitaan useiden sairauksien hoitoon;
Geenitekniikka mahdollistaa biologisesti aktiivisten yhdisteiden ja lääkkeiden tuotannon;
"Elämän" käsitteen määritelmä tieteen nykyvaiheessa. Elävien olentojen perusominaisuudet: Elämän käsitteen täydellinen ja yksiselitteinen määritelmä on melko vaikeaa, kun otetaan huomioon sen ilmentymien valtava määrä. Useimmat elämän käsitteen määritelmät, jotka monet tiedemiehet ja ajattelijat ovat antaneet vuosisatojen aikana, ottivat huomioon johtavat ominaisuudet, jotka erottavat elävän elottomasta. Esimerkiksi Aristoteles sanoi, että elämä on kehon "ravintoa, kasvua ja köyhtymistä"; A. L. Lavoisier määritteli elämän "kemialliseksi funktioksi"; G. R. Treviranus uskoi, että elämä on "prosessien vakaa yhtenäisyys, jossa on eroja ulkoisissa vaikutuksissa". On selvää, että tällaiset määritelmät eivät voineet tyydyttää tutkijoita, koska ne eivät (eivätkä voineet heijastaa) kaikkia elävän aineen ominaisuuksia. Lisäksi havainnot osoittavat, että elävien ominaisuudet eivät ole poikkeuksellisia ja ainutlaatuisia, kuten ennen näytti, niitä löytyy erikseen elottomien esineiden joukosta. A.I. Oparin määritteli elämän "erityiseksi, hyvin monimutkaiseksi aineen liikkumismuodoksi". Tämä määritelmä heijastaa elämän laadullista ainutlaatuisuutta, jota ei voida pelkistää yksinkertaisiin kemiallisiin tai fysikaalisiin lakeihin. Tässäkin tapauksessa määritelmä on kuitenkin yleinen eikä paljasta tämän liikkeen erityistä ainutlaatuisuutta.
F. Engels kirjoitti teoksessa "Dialectics of Nature": "Elämä on proteiinikappaleiden olemassaolon tapa, jonka olennainen kohta on aineen ja energian vaihto ympäristön kanssa."
Käytännön kannalta hyödyllisiä ovat ne määritelmät, jotka sisältävät ne perusominaisuudet, jotka ovat välttämättömiä kaikille eläville muodoille. Tässä on yksi niistä: elämä on makromolekyylinen avoin järjestelmä, jolle on ominaista hierarkkinen organisaatio, kyky tuottaa itseään, itsesäilytys ja itsesäätely, aineenvaihdunta ja hienosäädelty energiavirta. Tämän määritelmän mukaan elämä on järjestyksen ydin, joka leviää vähemmän järjestetyssä universumissa.
Elämä on avointen järjestelmien muodossa. Tämä tarkoittaa, että mikä tahansa elävä muoto ei ole suljettu vain itsestään, vaan se vaihtaa jatkuvasti ainetta, energiaa ja tietoa ympäristön kanssa.
2. Evoluution määrittämät elämän organisoinnin tasot: On olemassa sellaisia elävän aineen organisoitumistasoja - biologisen organisoinnin tasoja: molekyyli-, solu-, kudos-, elin-, organismi-, populaatio-lajit ja ekosysteemi.
Organisaation molekyylitaso- tämä on biologisten makromolekyylien toimintataso - biopolymeerit: nukleiinihapot, proteiinit, polysakkaridit, lipidit, steroidit. Tältä tasolta alkavat tärkeimmät elämänprosessit: aineenvaihdunta, energian muuntaminen, perinnöllisen tiedon välittäminen. Tätä tasoa opiskellaan: biokemia, molekyyligenetiikka, molekyylibiologia, genetiikka, biofysiikka.
Mobiilitaso- tämä on solujen taso (bakteerisolut, syanobakteerit, yksisoluiset eläimet ja levät, yksisoluiset sienet, monisoluisten organismien solut). Solu on elävien olentojen rakenneyksikkö, toiminnallinen yksikkö, kehitysyksikkö. Tätä tasoa tutkivat sytologia, sytokemia, sytogenetiikka ja mikrobiologia.
Kudosten organisoitumistaso- tällä tasolla tutkitaan kudosten rakennetta ja toimintaa. Tätä tasoa tutkivat histologia ja histokemia.
Organisaation taso- Tämä on monisoluisten organismien elinten taso. Anatomia, fysiologia ja embryologia tutkivat tätä tasoa.
Organismin taso- Tämä on yksisoluisten, siirtomaa- ja monisoluisten organismien taso. Organisaatiotason spesifisyys on, että tällä tasolla tapahtuu geneettisen tiedon dekoodaus ja toteutus, tietyn lajin yksilöille luontaisten ominaisuuksien muodostuminen. Tätä tasoa tutkivat morfologia (anatomia ja embryologia), fysiologia, genetiikka ja paleontologia.
Populaatio-lajitaso- tämä on yksilöiden - populaatioiden ja lajien - aggregaattien taso. Tätä tasoa tutkivat systematiikka, taksonomia, ekologia, biogeografia ja populaatiogenetiikka. Tällä tasolla tutkitaan populaatioiden geneettisiä ja ekologisia ominaisuuksia, evoluutiotekijöitä ja niiden vaikutusta geenipooliin (mikroevoluutio) sekä lajien säilymisen ongelmaa.
Elämän organisoinnin biogeosenoottinen taso - joita edustavat erilaiset luonnon ja kulttuuriset biogeosenoosit kaikissa elinympäristöissä . Komponentit- Eri lajien populaatiot; Ympäristötekijät ;
Ruokaverkot, aine- ja energiavirrat ;
Perusprosessit; Elämää tukevien aineiden biokemiallinen kierto ja energiavirta ;
Nesteen tasapaino elävien organismien ja abioottisen ympäristön välillä (homeostaasi) ;
Eläville organismeille elinolojen ja resurssien (ruoka ja suoja) tarjoaminen. Tällä tasolla tutkimusta suorittavat tieteet: Biogeografia, Biogeosenologia Ekologia
Biosfäärin elämän organisoinnin taso
Sitä edustaa biosysteemien korkein, globaali organisoitumismuoto - biosfääri. Komponentit - Biogeosenoosit; Antropogeeninen vaikutus; Perusprosessit; Planeetan elävän ja elottoman aineen aktiivinen vuorovaikutus; Aineen ja energian biologinen globaali kierto;
Ihmisen aktiivinen biogeokemiallinen osallistuminen kaikkiin biosfäärin prosesseihin, hänen taloudelliseen ja etnokulttuuriseen toimintaansa
Tällä tasolla tutkimusta suorittavat tieteet: Ekologia; Globaali ekologia; Avaruusekologia; Sosiaalinen ekologia.
3. Ihminen luonnon järjestelmässä. Biologisen ja sosiaalisen ilmentymisen spesifisyys ihmisissä.
Ihminen kuuluu eläinkuntaan, koska hän käyttää ravintoonsa valmiita aineita, eli hän on heterotrofinen. Sen soluissa ei ole selluloosakalvoja, ei ole kloroplasteja - eli se koostuu tyypillisistä eläinsoluista.
Ihmiset kuuluvat: - Sointujen hylsyyn, koska alkiolla on jänne, kidusten rakoja nielun ontelossa, dorsaalinen (dorsaalinen) ontto hermoputki ja kehon kahdenvälinen symmetria.
Se kuuluu selkärankaisten alatyyppiin, koska se kehittää nikamien selkärangan, sydämen kehon vatsan puolelle ja kaksi raajaparia.
Nisäkkäiden luokalle, koska se on lämminverinen, kehittyy maitorauhasia; kehon pinnalla olevien karvojen vuoksi.
Istukan alaluokkaan: vauvan kehitys äidin kehossa, sikiön ravitsemus istukan kautta. Biologiselta kannalta ihminen on yksi kädellisten luokkaan, kapeakärkisten alalahkoon kuuluvasta nisäkäslajista.
Luonnollinen ja sosiaalinen ihmisessä: K. Marxin luonnehdinnan mukaan ihmisen olemuksesta sosiaalisten suhteiden joukkona hän esiintyy sosiaalisena olentona. Samalla ihminen on osa luontoa. Tästä näkökulmasta katsottuna ihmiset kuuluvat korkeampiin nisäkkäisiin, jotka muodostavat erityisen Homo sapiens -lajin, ja siksi ihminen osoittautuu biologiseksi olennoksi. Kuten kaikille biologisille lajeille, Homo sapiensille on ominaista tietyt lajin ominaisuudet. Jokainen näistä ominaisuuksista lajin eri edustajilla voi vaihdella melko suurissa rajoissa, mikä sinänsä on normaalia. Tilastollisten menetelmien avulla voidaan tunnistaa kunkin lajin ominaisuuden todennäköisimpiä, yleisimmät arvot. Myös sosiaaliset prosessit voivat vaikuttaa lajin monien biologisten parametrien ilmenemiseen. Esimerkiksi ihmisen keskimääräinen "normaali" elinajanodote nykytieteen mukaan on 80-90 vuotta, jos hän ei kärsi perinnöllisistä sairauksista eikä joudu kehonsa ulkopuolisten kuolinsyiden uhriksi, kuten esim. tartuntataudit tai epänormaalin ympäristön aiheuttamat sairaudet, onnettomuudet jne. Tämä on lajin biologinen vakio, joka kuitenkin muuttuu sosiaalisten lakien vaikutuksesta. Tämän seurauksena todellinen (toisin kuin "normaali") keskimääräinen elinajanodote nousi muinaisina aikoina 20–22 vuodesta noin 30 vuoteen 1700-luvulla, 56 vuoteen Länsi-Euroopassa 1900-luvun alkuun mennessä ja 75 vuoteen. 77 vuotta 1900-luvun kehittyneimmissä maissa. Ihmisen lapsuuden, aikuisuuden ja vanhuuden kesto on biologisesti määrätty; asetetaan ikä, jolloin naiset voivat synnyttää lapsia (keskimäärin 15–49 vuotta); yhden lapsen, kaksosten jne. syntymän suhde määritetään ihmiskehon kehityksen prosessien järjestys, kuten kyky omaksua erilaisia ruokia, mestarikieli varhaisessa iässä, toissijaisten esiintyminen. seksuaaliset ominaisuudet ja paljon muuta on biologisesti ohjelmoitu. Joidenkin tietojen mukaan eri ihmisten lahjakkuus eri toiminnoissa (musiikki, matematiikka jne.) on periytyvää eli biologisesti määräytyvää. Muiden biologisten lajien tapaan Homo sapiens -lajilla on vakaita muunnelmia (lajikkeita), jotka on nimetty ihmisten kohdalla useimmiten rodun käsitteellä. Ihmisten rodullinen erilaistuminen johtuu siitä, että planeetan eri alueilla asuvat ryhmät ovat sopeutuneet ympäristönsä erityispiirteisiin, ja tämä näkyy erityisten anatomisten, fysiologisten ja biologisten ominaisuuksien ilmaantumisena. Mutta, joka kuuluu yhteen biologiseen lajiin, Homo sapiens, minkä tahansa rodun edustajalla on tälle lajille ominaiset biologiset parametrit, joiden avulla hän voi osallistua menestyksekkäästi mihin tahansa ihmisyhteiskunnan elämänalueeseen. Jos puhumme ihmisen esihistoriasta, niin Homo sapiens -laji on viimeinen nykyään tunnetuista Homo-suvun kehitysvaiheista. Aikaisemmin edeltäjämme olivat muita tämän suvun lajeja (kuten Homo habilis - kykenevä ihminen; Homo erectus - erectus ihminen jne.), tiede ei vielä tarjoa yksiselitteistä sukututkimusta lajistamme. Biologisesti jokainen koskaan elänyt tai elävä ihminen on ainutlaatuinen, ainutlaatuinen, koska hänen vanhemmiltaan saamiensa geenien sarja on ainutlaatuinen (poikkeuksena ovat identtiset kaksoset, jotka perivät identtisen genotyypin). Tätä ainutlaatuisuutta lisää sosiaalisten ja biologisten tekijöiden vuorovaikutus yksilöllisen ihmisen kehitysprosessissa.
4. Elävän aineen esisolujen organisoitumistaso. Virukset.
VIRUKSET- soluttomat elämänmuodot. Virukset ovat 50 kertaa pienempiä kuin bakteerit ja ne ovat elävien ja elottomien rajalla. Mutta jos niitä pidetään elävinä, ne osoittautuvat maan lukuisimmaksi elämänmuodoksi.
Virukset eroavat kaikista muista organismeista:
2. Ne sisältävät vain yhden tyyppistä nukleiinihappoa - joko RNA:ta tai DNA:ta.
3. Heillä on hyvin rajallinen määrä entsyymejä, ne käyttävät isännän aineenvaihduntaa, sen entsyymejä ja isännän solujen aineenvaihdunnasta saatua energiaa. Virussairauksia ovat influenssa, enkefaliitti, tuhkarokko, sikotauti, vihurirokko, hepatiitti ja AIDS.
Usein kysytään: "Ovatko virukset elossa?" Jos katsomme elävänä rakennetta, jolla on geneettistä materiaalia (DNA tai RNA) ja joka pystyy lisääntymään itse, voimme sanoa, että virukset ovat elossa. Jos katsomme rakenteen, jolla on solurakenne, elävänä, vastauksen on oltava kielteinen. On myös huomattava, että virukset eivät pysty lisääntymään isäntäsolun ulkopuolella. He ovat elävien ja elottomien rajalla. Ja tämä muistuttaa meitä jälleen kerran siitä, että on olemassa jatkuva jatkuvasti kasvava monimutkaisuus, joka alkaa yksinkertaisista molekyyleistä ja päättyy monimutkaisimpiin suljettuihin solujärjestelmiin.
Käyttäytyminen
Rakenne
Virukset ovat hyvin yksinkertaisia. Ne koostuvat palasta geneettistä materiaalia, joko DNA:ta tai RNA:ta, joka muodostaa viruksen ytimen, ja tätä ydintä ympäröi suojaava proteiinikuori, jota kutsutaan kapsidiksi.
Täysin muodostunutta tarttuvaa hiukkasta kutsutaan virioniksi. Joillakin viruksilla, kuten herpes- tai influenssaviruksilla, on myös ylimääräinen lipoproteiinivaippa, joka syntyy isäntäsolun plasmakalvosta. Toisin kuin kaikilla muilla organismeilla, viruksilla ei ole solurakennetta.
Virusten kuori on usein rakennettu identtisistä toistuvista alayksiköistä - kapsomeereistä. Kapsomeerit muodostavat rakenteita, joilla on korkea symmetria-aste ja jotka kykenevät kiteytymään. Näin niiden rakenteesta saadaan tietoa sekä röntgensäteiden käyttöön että elektronimikroskopiaan perustuvilla kristallografisilla menetelmillä. Heti kun viruksen alayksiköitä ilmestyy isäntäsoluun, ne osoittavat välittömästi kykyä koota itseään kokonaiseksi virukseksi. Itsestään muodostuminen on ominaista myös monille muille biologisille rakenteille ja sillä on perustavanlaatuinen merkitys biologisissa ilmiöissä.
Spiraalisymmetria. Paras esimerkki helikaalisesta symmetriasta on tupakan mosaiikkivirus (TMV), joka sisältää RNA:ta. 2130 identtistä proteiinialayksikköä muodostavat yhdessä RNA:n kanssa yhden yhtenäisen rakenteen - nukleokapsidin. Joillakin viruksilla, kuten sikotauti- ja influenssaviruksilla, on nukleokapsidia ympäröivä vaippa.
Bakteriofagit. Bakteereja vastaan hyökkäävät virukset muodostavat ryhmän niin kutsuttuja bakteriofaageja. Joillakin bakteriofageilla on selkeä ikosaedrinen pää ja häntä, jossa on spiraalisymmetria.
VIRUSTEN EVOLUTIONAARINEN ALKUPERÄ:
5. Prokaryootit. Organisaation ominaispiirteet.
Kaikki tunnetut organismit on jaettu pro- ja eukaryooteihin. Prokaryootteja ovat bakteerit ja sinilevät; eukaryootteja ovat vihreät kasvit, limahomeet ja eläimet.
Prokaryoottisoluilla ei ole muodostunutta ydintä, eli geneettinen materiaali sijaitsee sytoplasmassa eikä sitä ympäröi kalvot. Eukaryooteilla on todellinen ydin, ts. geeni. materiaalia ympäröi kaksoiskalvo.
Eukaryootit ja prokaryootit eroavat myös useista muista ominaisuuksista:
| Merkki | Prokaryootti | Eukaryootit |
| Koko | Halkaisija 0,5-5 mikronia. | Halkaisija jopa 40 mikronia. Tilavuus on 1000-10000 kertaa suurempi kuin prokaryoottien. |
| Lomakkeet | Yksisoluinen, rihmamainen. | Yksisoluinen, rihmamainen, todella monisoluinen. |
| Organellit | Harva. Missään ei ole kaksoiskalvoa. | Paljon. Saatavana sekä kaksois- että yksikalvolla. |
| Ydin | Ei | Syödä |
| Ydinvaippa | Ei | Syödä |
| DNA | Suljettu renkaaseen (kutsutaan perinteisesti bakteerikromosomiksi). | Ydin-DNA on lineaarinen rakenne ja sitä löytyy kromosomeista. |
| Kromosomit | Ei | Syödä |
| Mitoosi | Ei | Syödä |
| Meioosi | Ei | Syödä |
| Sukusolut | Ei | Syödä |
| Mitokondriot | Ei | Syödä |
| Plastidit autotrofeissa | Ei | Syödä |
| Ruoan imeytymismenetelmä | Adsorptio solukalvon läpi | Fagosytoosi ja pinosytoosi |
| Ruoansulatuskanavan vakuolit | Ei | Syödä |
| Flagella | Syödä | Syödä |
Prokaryootit (latinaksi Procaryota, kreikan sanoista προ "ennen" ja κάρυον "ydin"), tai esiytimiä - yksisoluisia eläviä organismeja, joilla ei (toisin kuin eukaryooteissa) ole muodostunutta solutumaa. Prokaryootit on jaettu kahteen taksoniin toimialueen (superkuningan) mukaan: Bakteerit ja Arkeat.
Prokaryootit:
Siimojen, plasmidien ja kaasuvakuolien esiintyminen
Rakenteet, joissa fotosynteesi tapahtuu - kloroplastit
Lisääntymismuodot ovat aseksuaalisia, esiintyy pseudoseksuaalista prosessia, jonka seurauksena vain geneettistä tietoa vaihdetaan lisäämättä solujen määrää.
Prokaryoottisoluille on tunnusomaista ydinkalvon puuttuminen. DNA on pakattu ilman histonien osallistumista. Ravintotyyppi - osmotrofinen.
Prokaryoottien geneettistä materiaalia edustaa yksi DNA-molekyyli, joka on suljettu renkaaseen, on vain yksi replikoni. Soluissa ei ole kalvorakenteisia organelleja.
Pystyy sitomaan typpeä.
Omistaa: kapseli(suojaa bakteereja vaurioilta, kuivumiselta, se estää bakteerien fagosytoosia) ; soluseinä, plasmalemma, sytoplasma, ribosomit, joi(pintarakenteet, joita esiintyy monissa bakteerisoluissa ja jotka edustavat suoria proteiinisylintereitä, joiden pituus on 1-1,5 mikronia ja halkaisijaltaan 7-10 nm); flagella, nukleotidi(ytimen kaltainen); plasmidit(lisäperinnöllisyystekijöitä, jotka sijaitsevat soluissa kromosomien ulkopuolella ja edustavat pyöreitä (suljettuja) tai lineaarisia DNA-molekyylejä.)
6. Solu on elementaarinen, geneettinen ja rakenne-toiminnallinen biologinen yksikkö. Prokaryootti- ja eukaryoottisolut.
Cell- elävän järjestelmän perusyksikkö. Sitä voidaan kutsua alkeisyksiköksi, koska luonnossa ei ole pienempiä järjestelmiä, joilla olisi poikkeuksetta kaikki elävien olentojen merkit (ominaisuudet). Tiedetään, että organismit voivat olla yksisoluisia (esimerkiksi bakteerit, alkueläimet, jotkut levät) tai monisoluisia.
Solulla on kaikki elävän järjestelmän ominaisuudet: se vaihtaa aineita ja energiaa, kasvaa, lisääntyy ja perii ominaisuutensa, reagoi ulkoisiin ärsykkeisiin ja pystyy liikkumaan. Se on organisaation alin taso, jolla on kaikki nämä ominaisuudet.
Solussa tietyt toiminnot jakautuvat organellien, tietyn muodon omaavien solunsisäisten rakenteiden, kuten solun tuman, mitokondrioiden, välillä. Monisoluisilla organismeilla on erilaisia soluja (esim. hermo-, lihas-, eläinten verisolut tai kantasolut, lehdet, juuret kasveissa ) suorittavat erilaisia tehtäviä ja ovat siksi rakenteeltaan erilaisia. Erilaisista muodoista huolimatta erityyppisillä soluilla on silmiinpistäviä yhtäläisyyksiä tärkeimmissä rakenteellisissa piirteissään.
Kaikki organismit, joilla on solurakenne, on jaettu kahteen ryhmään: esinukleaariset (prokaryootit) ja ydin (eukaryootit).
Prokaryoottien soluilla, jotka sisältävät bakteereja, toisin kuin eukaryooteissa, on suhteellisen yksinkertainen rakenne. Prokaryoottisolulla ei ole organisoitua ydintä, se sisältää vain yhden kromosomin, jota ei erota muusta solusta kalvo, vaan se sijaitsee suoraan sytoplasmassa. Se kuitenkin tallentaa myös kaikki bakteerisolun perinnölliset tiedot.
Kasvisolulle on ominaista erilaisten plastidien läsnäolo, suuri keskusvakuoli, joka joskus työntää ytimen reuna-alueille, sekä plasmakalvon ulkopuolella sijaitseva selluloosasta koostuva soluseinä. Korkeampien kasvien soluissa solukeskuksesta puuttuu sentrioli, jota löytyy vain levistä. Kasvisolujen vararavinnehiilihydraatti on tärkkelys.
Sienivaltakunnan edustajien soluissa soluseinä koostuu yleensä kitiinistä, aineesta, josta niveljalkaisten eksoskeleton rakennetaan. Siellä on keskusvakuoli, ei plastideja. Vain joillakin sienillä on sentrioli solun keskustassa. Sienisolujen varastohiilihydraatti on glykogeeni.
Eläinsoluissa ei ole tiheää soluseinää eikä plastideja. Eläinsolussa ei ole keskusvakuolia. Sentrioli on ominaista eläinsolujen solukeskukselle. Glykogeeni on myös varahiilihydraatti eläinsoluissa.
7. Soluteoria. Historia ja nykytila. Sen merkitys biologian ja lääketieteen kannalta.
Soluteorian perusperiaatteet, sen merkitys
Kaikki elävät organismit koostuvat soluista - joko yhdestä solusta (yksisoluiset organismit) tai useista (monisoluiset organismit). Solu on yksi elävän aineen tärkeimmistä rakenteellisista, toiminnallisista ja lisääntyvistä elementeistä; se on alkeellinen elävä järjestelmä. On olemassa ei-soluisia organismeja (viruksia), mutta ne voivat lisääntyä vain soluissa. On organismeja, jotka ovat menettäneet solurakenteensa toisen kerran (jotkut levät). Solututkimuksen historia liittyy useiden tutkijoiden nimiin. R. Hooke käytti ensimmäisenä mikroskoopilla kudosten tutkimiseen ja näki osassa seljanmarjan korkin ja ytimen soluja, joita hän kutsui soluiksi. Antoni van Leeuwenhoek näki ensimmäisen kerran kennot 270-kertaisella suurennuksella. M. Schleiden ja T. Schwann olivat soluteorian luojia. He uskoivat virheellisesti, että kehon solut syntyvät ensisijaisesta ei-soluaineesta. Myöhemmin R. Virchow muotoili yhden soluteorian tärkeimmistä säännöksistä: "Jokainen solu tulee toisesta solusta..." Soluteorian merkitys tieteen kehityksessä on suuri. Tuli ilmeiseksi, että solu on kaikkien elävien organismien tärkein komponentti. Se on niiden pääkomponentti morfologisesti; solu on monisoluisen organismin alkion perusta, koska organismin kehitys alkaa yhdestä solusta - tsygootista; Solu on kehon fysiologisten ja biokemiallisten prosessien perusta. Soluteoria teki mahdolliseksi päätellä, että kaikkien solujen kemiallinen koostumus on samanlainen, ja vahvisti jälleen kerran koko orgaanisen maailman yhtenäisyyden.
Nykyaikainen soluteoria sisältää seuraavat ehdot:
Solu on kaikkien elävien organismien rakenteen ja kehityksen perusyksikkö, elävän esineen pienin yksikkö;
Kaikkien yksi- ja monisoluisten organismien solut ovat samanlaisia (homologisia) rakenteeltaan, kemialliselta koostumukseltaan, elämäntoiminnan ja aineenvaihdunnan perusilmiöiltä;
Solujen lisääntyminen tapahtuu solun jakautumisen kautta, ja jokainen uusi solu muodostuu alkuperäisen (äiti)solun jakautumisen seurauksena;
Monimutkaisissa monisoluisissa organismeissa solut ovat erikoistuneet suorittamaansa toimintaan ja muodostavat kudoksia; kudokset koostuvat elimistä, jotka ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa ja ovat hermosto- ja humoraalisten säätelyjärjestelmien alaisia.
Soluteorian merkitys tieteen kehityksessä on, että sen ansiosta kävi selväksi, että solu on kaikkien elävien organismien tärkein komponentti. Se on heidän tärkein "rakennus"-komponenttinsa, koska solu on monisoluisen organismin alkion perusta Organismin kehitys alkaa yhdestä solusta - tsygootista. Solu on kehon fysiologisten ja biokemiallisten prosessien perusta, koska Lopulta kaikki fysiologiset ja biokemialliset prosessit tapahtuvat solutasolla. Soluteoria teki mahdolliseksi päätellä, että kaikkien solujen kemiallinen koostumus on samanlainen, ja vahvisti jälleen kerran koko orgaanisen maailman yhtenäisyyden. Kaikki elävät organismit koostuvat soluista - yhdestä solusta (alkueläimet) tai useista (monisoluiset organismit). Solu on yksi elävän aineen tärkeimmistä rakenteellisista, toiminnallisista ja lisääntyvistä elementeistä; se on alkeellinen elävä järjestelmä. On olemassa evoluutionaalisesti ei-soluisia organismeja (viruksia), mutta ne voivat lisääntyä vain soluissa. Eri solut eroavat toisistaan rakenteeltaan, kooltaan (solukoot vaihtelevat 1 mikronista useisiin senttimetreihin - nämä ovat kalojen ja lintujen munia) ja muodoltaan (ne voivat olla pyöreitä kuin punasoluja, puun muotoisia kuin neuronit ), ja biokemiallisissa ominaisuuksissa (esimerkiksi klorofylliä tai bakterioklorofylliä sisältävissä soluissa tapahtuu fotosynteesiprosesseja, jotka ovat mahdottomia näiden pigmenttien puuttuessa), ja toiminnan perusteella (sukupuolisolut erotetaan - sukusolut ja somaattiset solut - kehon solut, jotka puolestaan on jaettu useisiin eri tyyppeihin).
8. Hypoteesit eukaryoottisolujen alkuperästä: symbioottinen, invaginatiivinen, kloonaus. Suosituin tällä hetkellä symbioottinen hypoteesi eukaryoottisolujen alkuperä, jonka mukaan eukaryoottityyppisen solun evoluution perusta tai isäntäsolu oli anaerobinen prokaryootti, joka kykeni vain ameboidiseen liikkeeseen. Siirtyminen aerobiseen hengitykseen liittyy mitokondrioiden läsnäoloon solussa, mikä tapahtui symbionteissa - aerobisissa bakteereissa, jotka tunkeutuivat isäntäsoluun ja esiintyivät rinnakkain sen kanssa.
Samanlaista alkuperää ehdotetaan siimaleille, joiden esi-isät olivat symbionttibakteereja, joilla oli siima ja jotka muistuttivat nykyaikaisia spirokeetteja. Siipien hankkimisella solun toimesta sekä aktiivisen liiketavan kehittymisellä oli tärkeä yleinen seuraus. Oletetaan, että tyvikappaleet, joilla flagellat on varustettu, voivat kehittyä sentrioleiksi mitoottisen mekanismin ilmaantumisen aikana.
Vihreiden kasvien kyky fotosyntetisoida johtuu niiden soluissa olevista kloroplasteista. Symbioottisen hypoteesin kannattajat uskovat, että isäntäsolun symbiontit, jotka synnyttivät kloroplasteja, olivat prokaryoottisia sinileviä.
Vakava argumentti puolesta symbioottinen Mitokondrioiden, sentriolien ja kloroplastien alkuperä on, että näillä organelleilla on oma DNA. Samaan aikaan proteiineilla basilliinilla ja tubuliinilla, jotka muodostavat nykyaikaisten prokaryoottien ja eukaryoottien siimat ja värekarvot, on vastaavasti erilainen rakenne.
Keskeinen ja vaikeasti vastattava on kysymys ytimen alkuperästä. Uskotaan, että se voisi muodostua myös prokaryoottisesta symbiontista. Tuman DNA:n määrän lisääntyminen, joka on moninkertainen nykyaikaiseen eukaryoottisoluun verrattuna, sen määrä mitokondrioissa tai kloroplasteissa tapahtui ilmeisesti vähitellen siirtämällä geeniryhmiä symbionttien genomeista. Ei voida kuitenkaan sulkea pois sitä, että ydingenomi muodostui isäntäsolun genomia laajentamalla (ilman symbionttien osallistumista).
Mukaan suolistohypoteesi, eukaryoottisolun esi-isämuoto oli aerobinen prokaryootti. Tällaisen isäntäsolun sisällä oli samanaikaisesti useita genomeja, jotka olivat alun perin kiinnittyneet solukalvoon. Organellit, joissa oli DNA:ta, sekä ydin, syntyivät tunkeutumalla ja irrottamalla kuoren osia, mitä seurasi toiminnallinen erikoistuminen ytimeen, mitokondrioihin ja kloroplasteihin. Jatkokehitysprosessissa ydingenomista tuli monimutkaisempi ja sytoplasmisten kalvojen järjestelmä ilmestyi.
Suolistohypoteesi selittää hyvin ytimen, mitokondrioiden, kloroplastien ja kahden kalvon esiintymisen kuorissa. Se ei kuitenkaan voi vastata kysymykseen, miksi proteiinien biosynteesi kloroplasteissa ja mitokondrioissa vastaa yksityiskohtaisesti nykyaikaisten prokaryoottisolujen biosynteesiä, mutta eroaa proteiinien biosynteesistä eukaryoottisolun sytoplasmassa.
Kloonaus. Biologiassa menetelmä useiden identtisten organismien tuottamiseksi suvuttoman (mukaan lukien kasvullisen) lisääntymisen kautta. Juuri näin monet kasvilajit ja jotkut eläinlajit lisääntyvät luonnossa miljoonien vuosien aikana. Nykyään termiä "kloonaus" käytetään kuitenkin yleensä suppeammassa merkityksessä ja se tarkoittaa solujen, geenien, vasta-aineiden ja jopa monisoluisten organismien kopioimista laboratoriossa. Suvuttoman lisääntymisen seurauksena esiintyvät näytteet ovat määritelmän mukaan geneettisesti identtisiä, mutta niissä voidaan havaita perinnöllistä vaihtelua, joka johtuu satunnaisista mutaatioista tai on luotu keinotekoisesti laboratoriomenetelmin. Termi "klooni" sellaisenaan tulee kreikan sanasta "klon", joka tarkoittaa oksaa, versoa, leikkausta ja liittyy ensisijaisesti kasvulliseen lisääntymiseen. Kasvien kloonaus pistokkeista, silmuista tai mukuloista maataloudessa on ollut tunnettua tuhansia vuosia. Vegetatiivisen lisääntymisen ja kloonauksen aikana geenit eivät jakaannu jälkeläisten kesken, kuten seksuaalisen lisääntymisen tapauksessa, vaan ne säilyvät kokonaisuudessaan. Vain eläimillä kaikki tapahtuu toisin. Eläinsolujen kasvaessa tapahtuu niiden erikoistumista, eli solut menettävät kyvyn toteuttaa kaikkea monien sukupolvien ytimeen upotettua geneettistä tietoa.
9. Solu avoimena järjestelmänä. Aine- ja energiavirtojen järjestäytyminen solussa. Monisoluisen organismin solujen erikoistuminen ja integraatio.
Cell- avoin järjestelmä, koska sen olemassaolo on mahdollista vain jatkuvan aineen ja energian vaihdon olosuhteissa ympäristön kanssa. Solun elintärkeä toiminta varmistetaan prosesseilla, jotka muodostavat kolme virtaa: informaatio, aineiden energia.
Tietovirran läsnäolon ansiosta solu hankkii elävän olennon kriteerit täyttävän rakenteen, ylläpitää sitä ajan mittaan ja välittää sen eteenpäin useiden sukupolvien ajan. Tämä virtaus sisältää ytimen, makromolekyylit, jotka kuljettavat tietoa sytoplasmaan (mRNA) ja sytoplasman transkriptiolaitteiston (ribosomit ja polysomit, tRNA, aminohappoaktivaatioentsyymit). Myöhemmin polysomeilla syntetisoidut polypeptidit saavat tertiaariset ja kvaternaariset rakenteet ja niitä käytetään katalyytteinä tai rakenneproteiineina. Myös mitokondrioiden genomit toimivat ja vihreissä kasveissa kloroplastit.
Energian virtaus saadaan aikaan energiansyöttömekanismien avulla - käyminen, foto - tai kemosynteesi, hengitys. Hengitysteiden aineenvaihdunta sisältää vähäkalorisen orgaanisen "polttoaineen" hajoamisreaktiot glukoosin, rasvahappojen, aminohappojen muodossa ja vapautuneen energian käytön korkeakalorisen solujen "polttoaineen" muodostamiseen adenosiinitrifosfaatin muodossa ( ATP). ATP:n energia eri prosesseissa muunnetaan yhden tai toisen tyyppiseksi työksi - kemialliseksi (synteesi), osmoottiseksi (säilyttää erot aineiden pitoisuuksissa), sähköiseksi, mekaaniseksi, säätelyksi. Anaerobinen glykolyysi on prosessi, jossa glukoosia hajotetaan hapettomasti. Fotosynteesi on mekanismi, jolla auringonvalon energia muunnetaan orgaanisten aineiden kemiallisten sidosten energiaksi.
10. Solukierto, sen periodisointi. Mitoosisykli ja sen mekanismit. Solujen lisääntymisen ongelmat lääketieteessä.
Toistuvaa tapahtumasarjaa, joka varmistaa eukaryoottisolujen jakautumisen, kutsutaan solusykliksi. Solusyklin pituus riippuu jakautuvien solujen tyypistä. Jotkut solut, kuten ihmisen neuronit, lopettavat jakautumisen kokonaan saavuttaessaan terminaalisen erilaistumisen vaiheen. Aikuisen kehon keuhkojen, munuaisten tai maksan solut alkavat jakautua vasta vasteena vastaavien elinten vaurioitumiseen. Suoliston epiteelisolut jakautuvat ihmisen koko elämän ajan. Jopa nopeasti lisääntyvissä soluissa valmistautuminen jakautumiseen kestää noin 24 tuntia. Solusykli on jaettu vaiheisiin: Mitoosi - M-vaihe, soluytimen jakautuminen. G1-vaihe on ajanjakso ennen DNA-synteesiä. S-vaihe on synteesijakso (DNA:n replikaatio). G2-vaihe on DNA-synteesin ja mitoosin välinen ajanjakso. Interfaasi on jakso, joka sisältää vaiheet G1, S ja G2. Sytokineesi on sytoplasman jakautumista. Rajoituspiste, R-piste - aika solusyklissä, jolloin solun eteneminen kohti jakautumista muuttuu peruuttamattomaksi. G0-vaihe on solujen tila, jotka ovat saavuttaneet yksikerroksen tai joilta puuttuu kasvutekijä varhaisessa G1-vaiheessa. Solujen jakautumista (mitoosia tai meioosia) edeltää kromosomien kaksinkertaistuminen, joka tapahtuu solusyklin S-jaksossa. Ajankohta on merkitty sanan synteesi ensimmäisellä kirjaimella - DNA-synteesi. S-jakson lopusta metafaasin loppuun tumassa on neljä kertaa enemmän DNA:ta kuin siittiön tai munasolun tumassa, ja jokainen kromosomi koostuu kahdesta identtisestä sisarkromatidista.
Mitoosin aikana kromosomit tiivistyvät ja profaasin lopussa tai metafaasin alussa ne tulevat näkyviin optisella mikroskopialla. Sytogeneettiseen analyysiin käytetään yleensä metafaasikromosomien valmisteita. Anafaasin alussa homologisten kromosomien sentromeerit erottuvat ja kromatidit siirtyvät mitoottisen karan vastakkaisille napoille. Kun täydelliset kromatidisarjat ovat siirtyneet napoihin (tästä lähtien niitä kutsutaan kromosomeiksi), kunkin ympärille muodostuu ydinvaippa, joka muodostaa kahden tytärsolun ytimet (emosolun ydinvaipan tuhoutuminen tapahtui lopussa profaasista). Tytärsolut siirtyvät G1-jaksoon, ja vasta seuraavaan jakautumiseen valmistautuessaan ne siirtyvät S-jaksoon ja DNA:n replikaatio tapahtuu niissä. Solut, joilla on erikoistoimintoja ja jotka eivät mene mitoosiin pitkään aikaan tai ovat yleensä menettäneet jakautumiskykynsä, ovat tilassa, jota kutsutaan G0-jaksoksi. Suurin osa kehon soluista on diploideja - eli niillä on kaksi haploidista kromosomisarjaa (haploidisarja on sukusolujen kromosomien lukumäärä; ihmisillä se on 23 kromosomia ja diploidinen kromosomisarja on 46). Sukurauhasissa sukusolujen esiasteet läpikäyvät ensin sarjan mitoottisia jakautumisia ja siirtyvät sitten meioosiin, sukusolujen muodostumisprosessiin, joka koostuu kahdesta peräkkäisestä jakautumisesta. Meioosissa homologiset kromosomit pariutuvat (isän 1. kromosomi äidin 1. kromosomin kanssa jne.), jonka jälkeen niin sanotun crossing over -tapahtuman aikana tapahtuu rekombinaatio, eli osioiden vaihto isän ja äidin kromosomien välillä. Tämän seurauksena kunkin kromosomin geneettinen koostumus muuttuu laadullisesti. Meioosin ensimmäisessä jaossa homologiset kromosomit erottuvat (eikä sisarkromatidit, kuten mitoosissa), jolloin muodostuu soluja, joissa on haploidinen kromosomisarja, joista jokainen sisältää 22 kaksinkertaista autosomia ja yhden kaksinkertaisen sukupuolikromosomin. Meioosin ensimmäisen ja toisen jakautumisen välillä ei ole S-jaksoa, ja sisarkromatidit erottuvat tytärsoluiksi toisessa jakautumisessa. Tämän seurauksena muodostuu soluja, joissa on haploidinen kromosomisarja, joissa on puolet niin paljon DNA:ta kuin diploidisissa somaattisissa soluissa G1-jaksolla ja 4 kertaa vähemmän kuin somaattisissa soluissa S-jakson lopussa , kromosomien lukumäärä ja DNA-pitoisuus tsygootissa tulee seuraavaksi samaksi kuin somaattisessa solussa G1-jaksolla. Tsygootin S-jakso avaa tien säännölliselle jakautumiselle, joka on ominaista somaattisille soluille.
Mitoosi(kreikan sanasta mitos - lanka) - kromosomien replikaatiota seuraava ydinjako, jonka seurauksena tytärytimet sisältävät saman määrän kromosomeja kuin emoytimet. Mitoosilla on monimutkainen mekanismi, joka sisältää useita vaiheita, joiden tarve syntyi evoluutioprosessissa, kun solut ilmestyivät jyrkästi lisääntyneellä DNA-määrällä pakattuna erillisiin kromosomeihin. Mitoosiprosessi koostuu: profaasista, prometafaasista, metafaasista, anafaasista ja telofaasista.
Prophase. Profaasin alussa lukuisat sytoplasmiset mikrotubulukset, jotka muodostavat sytoskeleton, hajoavat; tässä tapauksessa muodostuu suuri joukko vapaita tubuliinimolekyylejä. Näitä molekyylejä käytetään jälleen rakentamaan mitoottisen laitteen pääkomponentti - mitoottinen kara. Jokaisesta sentrioliparista tulee osa mitoottista keskustaa, josta mikrotubulukset säteilevät (tähden muoto). Aluksi molemmat tähdet sijaitsevat vierekkäin lähellä ydinkalvoa. Myöhäisessä profaasissa polaaristen mikrotubulusten niput, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa (ja näkyvät valomikroskoopissa polaarisina filamentteina), pidentyvät ja näyttävät työntävän kaksi mitoottista keskusta poispäin toisistaan ytimen ulkopintaa pitkin. Tällä tavalla muodostuu bipolaarinen mitoottinen kara.
Mitoosin toinen vaihe on prometafaasi alkaa ydinkalvon nopeasta hajoamisesta pieniksi fragmenteiksi, joita ei voida erottaa sytoplasmisen retikulumin fragmenteista. Nämä palaset pysyvät näkyvissä karan lähellä. Nisäkässoluissa prometafaasi kestää 10-20 minuuttia. Ytimen lähellä sijaitseva mitoottinen kara voi nyt tunkeutua ydinalueelle. Kromosomeissa sentromeerin kummallekin puolelle muodostuu erityisiä rakenteita - kinetokorit. Tyypillisesti jokaisessa kromosomissa on yksi kinetokorijuoste, joka liittyy kuhunkin napaan. Tämän seurauksena syntyy kaksi vastakkain suunnattua voimaa, jotka ajavat kromosomin ekvatoriaaliseen tasoon. Siten kromosomien satunnaiset prometafaasiliikkeet ja niiden satunnainen lopullinen orientaatio varmistavat kromatidien satunnaisen erottelun tytärsolujen välillä, mikä on niin tärkeä meioosissa.
Mitoosin kolmas vaihe on metafaasi kestää usein pitkään. Kaikki kromosomit on järjestetty siten, että niiden sentromeerit ovat samassa tasossa (metafaasilevy). Tasapainotetut polaariset voimat pitävät metafaasikromosomit petollisen staattisessa tilassa. Kinetochore-filamentit ovat todennäköisimmin vastuussa kromosomien orientaatiosta kohtisuorassa mitoottisen karan akseliin nähden ja niiden sijainnista yhtä etäisyydellä karan molemmista navoista. Todennäköisesti tämä kromosomien järjestely metafaasilevyssä johtuu menetelmästä luoda vetovoima mitoottiseen karaan: tämä menetelmä on sellainen, että kinetokoorifilamentteihin vaikuttava voima on sitä heikompi, mitä lähempänä napaa kinetokoorit ovat. katso metafaasi 1 ja 2. Kutakin kromosomia pitää metafaasilevyssä kinetokooriparilla ja kahdella nipulla niihin liittyviä filamentteja, jotka kulkevat karan vastakkaisille napoille. Metafaasi päättyy äkillisesti kunkin kromosomin kahden kinetokoorin erottua.
Mitoosin neljäs vaihe on anafaasi kestää yleensä vain muutaman minuutin. Anafaasi alkaa kunkin kromosomin äkillisestä halkeamisesta, jonka aiheuttaa sisarkromatidien erottuminen niiden liitoskohdassa sentromeerissä. Tämä katkaisu, joka erottaa kinetokorot, on riippumaton muista mitoottisista tapahtumista ja esiintyy jopa kromosomeissa, jotka eivät ole kiinnittyneet mitoottiseen karaan; se sallii metafaasilevyyn vaikuttavien karan polaaristen voimien alkavan siirtää kutakin kromatidia kohti vastaavia karan napoja nopeudella, joka on luokkaa 1 µm/min. Tämän anafaasiliikkeen aikana kinetokorifilamentit lyhenevät, kun kromosomit siirtyvät lähemmäs napoja. Tänä aikana mitoottiset karafilamentit pidentyvät ja kaksi karanapaa siirtyvät kauemmas toisistaan. Katso lisää Mitoosi: kromosomien liike anafaasissa Soluvaihe, jossa kromosomit liikkuvat kohti uusien tytärsolujen kahta napaa.
Mitoosin viidennessä ja viimeisessä vaiheessa telofaasi erotetut tytärkromatidit lähestyvät napoja, kinetokorifilamentit katoavat. Polaaristen filamenttien pidentymisen jälkeen muodostuu uusi ydinvaippa jokaisen tytärkromatidiryhmän ympärille. Kondensoitunut kromatiini alkaa löystyä, nukleolit ilmestyvät ja mitoosi päättyy.
Leviäminen. Kudossolujen pääasiallinen jakautumistapa on mitoosi. Kun solujen lukumäärä kasvaa, syntyy soluryhmiä tai -populaatioita, joita yhdistää yhteinen sijainti itukerroksissa (alkion alkuaineet) ja joilla on samanlainen histogeneettinen teho. Solusykliä säätelevät lukuisat solunulkoiset ja intrasellulaariset mekanismit. Solunulkoisia vaikutuksia soluun ovat sytokiinit, kasvutekijät, hormonaaliset ja neurogeeniset ärsykkeet. Solunsisäisten säätelijöiden roolia hoitavat spesifiset sytoplasmiset proteiinit. Jokaisen solusyklin aikana on useita kriittisiä pisteitä, jotka vastaavat solun siirtymistä syklin jaksosta toiseen. Jos sisäinen ohjausjärjestelmä häiriintyy, solu eliminoituu omien säätelytekijöidensä vaikutuksesta apoptoosin kautta tai viivästyy jonkin aikaa jossain syklin jaksossa.
